李志滿,臧愛梅,沙紀(jì)越,李珊珊,孫印石,
(1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院特產(chǎn)研究所, 吉林長春 130112;2.高密市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局, 山東濰坊 261500)
西洋參(American ginseng,AG)為五加科植物西洋參(PanaxquinquefoliumLinn.)的干燥根,具有補(bǔ)氣養(yǎng)陰、清熱生津的功效[1]。西洋參主要活性成分為人參皂苷和多糖成分[2-3],已被證明具有抗抑郁[4]、抗腫瘤[5]、提高機(jī)體免疫力[6]、降血糖[7]和抗肥胖[8]等多種生物活性。有研究證明西洋參可消除小鼠脂肪肝、減少肝臟和腸道脂蛋白分泌,降低脂質(zhì)循環(huán)水平,逆轉(zhuǎn)代謝綜合征[9-10]。枳椇子(Hovenia dulcisThunb)為鼠李科拐棗屬植物枳椇的種子,具有解酒毒、止嘔、清熱利尿等功效。近年來,中藥配伍類解酒制品紛紛涌向市場,主要成分以葛根、葛花和枳椇子為主,如食源復(fù)方解酒口服液、葛根解酒方、葛根-枳椇子解酒組合物等復(fù)方解酒口服液[11]。其中枳椇子常被用于解酒護(hù)肝產(chǎn)品開發(fā)中[12-14]。在2018年西洋參被衛(wèi)健委批準(zhǔn)為既是藥品又是食品,引起了大家對西洋參的廣泛關(guān)注。西洋參的特別之處在于補(bǔ)而無燥,常作為滋陰補(bǔ)腎中藥出現(xiàn)在復(fù)方當(dāng)中。基于西洋參與枳椇子的藥效作用,本研究將西洋參與枳椇子進(jìn)行配伍組合治療酒精性肝損傷。
幾十年來,醫(yī)治酒精性肝損傷(ALD)仍未找到特效藥物,因此,開展中藥配伍理論的研究思路可能是治療疾病的新方向。本研究通過預(yù)防灌胃小鼠組合物后建立急性酒精性肝損傷模型,檢測小鼠血清中生化指標(biāo)變化和抗氧化應(yīng)激能力,觀察肝臟病理組織病變程度和MAPK信號通路的變化。首次將西洋參與枳椇子配伍后探討其對酒精性肝損傷的作用,為西洋參的開發(fā)應(yīng)用提供依據(jù)。
清潔級ICR健康雄性小鼠50只,體重為20~22 g 遼寧長生生物技術(shù)股份有限公司,動物生產(chǎn)許可證SCXK(遼)2015-0001,合格編號211002300023526;西洋參 吉林省撫松縣;枳椇子 山東濟(jì)南秦越人農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司;天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(Aspartateaminotransferase,AST)試劑盒、丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(Alanine aminotransferase,ALT)試劑盒、甘油三酯(Triglyceride,TG)、丙二醛(Malondialdehyde,MDA)試 劑 盒、谷 胱 甘 肽(Glutathione,GSH)試劑盒、超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽過氧化酶(Glutathione peroxidase,GSH-Px)試劑盒、BCA法總蛋白測定試劑盒 南京建成生物工程研究所;蘇木素染液和伊紅染液 Sigma-Aldrich公司;中性樹膠
索萊寶生物科技有限公司,RIPA(Radio-Immunoprecipitation assay)裂解緩沖液 Bio-world公司,BCA試劑盒 碧云天生物技術(shù)有限公司;化學(xué)發(fā)光試劑盒 美國密理博公司;phospho-ERK(p-ERK)、phospho-JNK(p-JNK)、phospho-P38(p-P38) 美國Santa cruz生物技術(shù)公司;GAPDH和二抗(鼠抗lgG) 美國Abcam公司。
Heraeus Megafuge 8R型超高速冷凍離心機(jī)賽默飛世爾科技有限公司;IX51型顯微鏡 奧林巴斯公司;Epoch2型酶標(biāo)儀 美國博騰儀器有限公司;MS204S型電子分析天平 瑞士Mettler Toledo公司;EG1150型生物組織包埋機(jī)、RM2265型切片機(jī)、HI1210型水浴鍋、HI1220型烘片儀 徠卡顯微系統(tǒng)(上海)貿(mào)易有限公司;Alpha2-4LD plus真空冷凍干燥機(jī) 德國Christ公司;ChemiDocTMMP型全能成像儀 美國Bio-Rad公司。
1.2.1 西洋參枳椇子提取物的制備 將西洋參和枳椇子放置于電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中,在60 ℃條件下干燥12 h,分別按質(zhì)量比1:1、2:1和1:2混合,將干燥的混合物粉碎,過60目篩網(wǎng),向混合物中加入重量比為8倍量蒸餾水,浸泡1 h,回流提取1 h,然后以5000 r/min,離心10 min,獲得上清液;再向殘渣中加入按重量比為5倍量蒸餾水,回流提取0.5 h,離心,獲得上清液[11],合并兩次上清液,將三種水煎液放置于-80 ℃條件下冷凍4 h后,真空冷凍干燥,即為組合物Ⅰ、組合物Ⅱ和組合物Ⅲ,產(chǎn)率分別為16.7%、19.3%和16.75%,產(chǎn)率(%)=提取物干燥后重量(g)/生藥重量(g)。
1.2.2 動物分組與給藥方法 ICR小鼠在控溫(22±3)℃,相對濕度為(55%±15%)環(huán)境中飼養(yǎng),自由進(jìn)食、飲水適應(yīng)1周后,隨機(jī)分為五組,即為正常組、模型組、組合物Ⅰ組、組合物Ⅱ組和組合物Ⅲ組。西洋參枳椇子組合物組以100 mg/kg·bw劑量連續(xù)灌胃小鼠14 d,正常組及模型組給予生理鹽水。各組在最后一次給予受試物30 min后,除正常組外,24 h內(nèi)灌胃小鼠3次酒精(5 g/kg),酒精灌胃結(jié)束間隔6 h后,取血,麻醉處死小鼠,分離肝臟[15]。
1.2.3 血液和組織樣本采集 末次給予酒精6 h后,取血后,麻醉處死,分離肝臟,選取左葉常溫保存于福爾馬林中,其余肝臟保存于-80 ℃。將血液室溫靜置30 min,在4 ℃,以1000 r/min離心30 min,分離血清,保存于-80 ℃。
1.2.4 生化指標(biāo)檢測 血清中AST、ALT和TG水平與肝組織中GSH-Px、SOD、GSH試劑盒和MDA試劑盒指標(biāo)檢測按照試劑盒提供的說明書進(jìn)行規(guī)范操作。
1.2.5 肝臟病理學(xué)檢測 將固定肝組織標(biāo)本切取厚度不超過0.5 cm小塊置于包埋盒中,用自來水沖洗24 h,經(jīng)由低濃度到高濃度酒精脫水,用溶于石蠟的透明劑二甲苯透明后,浸蠟包埋。用蠟塊固定在旋轉(zhuǎn)切片機(jī)上,切成5 μm厚度薄片,溫水展開貼在載玻片上。將切片進(jìn)行蘇木精和伊紅(H&E)染色,中性樹膠封片,顯微鏡下觀察肝組織病理學(xué)變化。
1.2.6 蛋白印記檢測肝組織中蛋白的表達(dá) 運(yùn)用BCA法測定細(xì)胞蛋白濃度,將SDS-PAGE(10%~12%)分離凝膠分離等量的蛋白樣品,轉(zhuǎn)移到PVDF膜上,然后封閉1 h,經(jīng)p-ERK、p-JNK、p-P38和GAPDH一抗孵育,4 ℃條件下放置過夜,然后使用酶標(biāo)二抗室溫孵育1 h。將A和B試劑等體積混合,PVDF膜與混合液充分接觸,在全能型成像系統(tǒng)中曝光。
AST主要分布在肝細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)和線粒體中,ALT主要分布在細(xì)胞質(zhì)中,肝細(xì)胞損傷后釋放到血液,兩種轉(zhuǎn)氨酶活性增加,血液中AST和ALT酶水平可以作為肝損傷信號,反映肝臟受損情況[16]。如圖1所示,與正常組相比,模型組中ALT和AST活力極顯著升高(P<0.01),表明酒精引起小鼠肝細(xì)胞損傷,轉(zhuǎn)氨酶活力升高;與模型組相比,西洋參枳椇子組合物Ⅰ極顯著降低ALT活力(P<0.01)且顯著降低AST水平(P<0.05),西洋參枳椇子組合物Ⅱ、Ⅲ極顯著降低ALT和AST活力(P<0.01),西洋參給藥組間無顯著性差異。血清中轉(zhuǎn)氨酶的活力下降,說明西洋參枳椇子組合物具有保護(hù)肝細(xì)胞的作用。
圖1 西洋參枳椇子組合物對小鼠血清ALT(A)和AST(B)活力的影響Fig.1 Effect of AGH on on the activities of serum ALT and AST in mice
甘油三酯由肝臟合成,是脂肪酸在人體內(nèi)儲存和運(yùn)輸?shù)闹饕问?,過量攝入酒精可以使肝臟中甘油三酯積累,引起肝臟脂質(zhì)代謝異常[17]。與正常組相比,模型組小鼠血清中TG含量極顯著升高(P<0.01);與模型組比較,組合物Ⅰ、Ⅱ組顯著降低小鼠血清中TG含量(P<0.05),組合物Ⅲ極顯著降低TG含量(P<0.01),各組間無顯著性差異。結(jié)果表明組合物能夠降低小鼠血清脂類物質(zhì)水平(圖2)。
圖2 西洋參枳椇子對小鼠血清TG含量的影響Fig.2 Effect of AGH on on the content of serum TG in mice
酒精在肝臟被酒精脫氫酶轉(zhuǎn)化為有害物質(zhì)乙醛,乙醛隨后被醛脫氫酶代謝為乙酸,在代謝過程中可以促進(jìn)自由基如活性氧(ROS)產(chǎn)生,進(jìn)而引起脂質(zhì)過氧化[18]。此外,過量ROS導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物MDA產(chǎn)生,使抗氧化劑水平降低,導(dǎo)致氧化還原平衡失調(diào)[19]。肝細(xì)胞內(nèi)含有內(nèi)源性抗氧化酶,SOD和GSH-Px可以維持氧化應(yīng)激穩(wěn)態(tài),但酒精攝入增加活性氧水平,影響抗氧化酶水平,從而導(dǎo)致肝臟損傷[20]。實驗結(jié)果顯示,與正常組相比,模型組小鼠肝組織內(nèi)抗氧化酶SOD、GSH-Px活力極顯著降低(P<0.01),還原型GSH含量極顯著降低(P<0.01)和MDA含量極顯著升高(P<0.01);與模型組相比,組合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ極顯著升高了SOD、GSH-Px活力(P<0.01)和GSH水平(P<0.01),極顯著降低MDA含量(P<0.01)。組 合物Ⅱ中GSH-Px、SOD活力 和GSH含量極顯著高于組合物Ⅰ,具有顯著性差異(P<0.01),同時GSH-Px和SOD活力也高于組合物Ⅲ,但無統(tǒng)計學(xué)差異;組合物Ⅱ中MDA含量極顯著低于組合物Ⅰ(P<0.05),低于組合物Ⅲ,但無統(tǒng)計學(xué)差異。由此可說明組合物Ⅱ抗氧化能力高于組合物Ⅰ和組合物Ⅲ,結(jié)果提示該組合物明顯改善小鼠肝組織中酒精引起的氧化應(yīng)激情況(圖3)。
圖3 西洋參枳椇子組合物對小鼠肝組織中SOD(A)、GSHPx(B)活性和GSH(C)、MDA(D)含量的影響Fig.3 Effects of AGH on SOD, GSH-Px activity and GSH,MDA content of liver tissue in mice
肝臟病理組織H&E染色結(jié)果顯示,正常組小鼠肝細(xì)胞排列整齊,形態(tài)正常,未出現(xiàn)明顯變性、壞死;模型組小鼠肝組織中細(xì)胞間出現(xiàn)大量白色脂滴和炎性細(xì)胞浸潤情況,說明酒精引起肝細(xì)胞中脂質(zhì)代謝異常;西洋參枳椇子組中小鼠肝細(xì)胞排列逐漸緊密、脂滴數(shù)量逐漸減少并且炎性浸潤程度減輕,說明組合物具有改善脂質(zhì)代謝和抗炎的作用(圖4)。
圖4 西洋參枳椇子組合物對小鼠肝組織病理形態(tài)(蘇木精-伊紅染色,400×)Fig.4 Liver pathomorphology in different groups(H & E Staining, 400×)
與正常組相比,模型組中p-ERK,p-JNK和p-P38的水平明顯增加(P<0.01),組合物,組合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ極顯著降低p-ERK、p-JNK和p-P38的表達(dá)(P<0.01)。結(jié)果表明,西洋參枳椇子組合物可能抑制ERK、JNK和P38的磷酸化從而減輕肝細(xì)胞凋亡(圖5)。
圖5 西洋參枳椇子組合物對MAPK信號通路中p-JNK、p-P38、p-ERK的影響Fig.5 Effects of AGH on p-ERK,p-JNK and p-P38 in MAPK signaling pathway
肝臟是藥物代謝和解毒功能的重要器官,日常生活中過量飲酒或服用藥物都會引發(fā)肝臟的損傷[21-22]。肝細(xì)胞中儲存了大量血清轉(zhuǎn)氨酶AST和ALT,當(dāng)細(xì)胞膜受損時,膜通透性增加,胞內(nèi)大量AST、ALT擴(kuò)散到血液中,以AST、ALT水平高低判斷肝細(xì)胞是否損傷[16]。而且在ALD早期發(fā)病機(jī)理研究表明,酒精進(jìn)入機(jī)體后,乙醇可影響脂肪代謝,導(dǎo)致TG在肝細(xì)胞內(nèi)沉積,大量蓄積導(dǎo)致病變[23-24]。酒精經(jīng)酶代謝時,能夠誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生ROS,消耗大量還原性物質(zhì)如GSH,從而無法清除過多自由基,引起氧化應(yīng)激,導(dǎo)致細(xì)胞脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物迅速增加,肝細(xì)胞膜受損[25]。因此GSH多少是衡量抗氧化能力重要因素[26],MDA含量可以反映過氧化損傷和細(xì)胞受損程度[18]。
ALD早期損傷多可逆轉(zhuǎn),如及時進(jìn)行針對性治療可防止發(fā)展到肝硬化、肝癌等疾病,有效預(yù)防與治療ALD已成為醫(yī)藥與功能性食品領(lǐng)域研究熱點,并且研究證明食藥同源天然產(chǎn)物具有較好預(yù)防保護(hù)酒精性肝損傷的作用[27]。因此,本實驗采用食藥同源西洋參和枳椇子組合物,通過西洋參與枳椇子配伍后提取出有效成分,并發(fā)現(xiàn)其對酒精性肝損傷具有保護(hù)作用,其作用機(jī)制可能與改善脂質(zhì)代謝、提高抗氧化能力和抑制MAPK信號通路活化有關(guān),這一結(jié)果為西洋參與枳椇子配伍應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。