高川,姚宜山,周奎臣,付海洋,王金柱,梁霞霞,王瑜
(1.佳木斯大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院,黑龍江佳木斯 154007;2.軍事科學(xué)院軍事醫(yī)學(xué)研究院毒物藥物研究所,北京 100850;3.長治醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院,山西長治 046000)
非酒精性脂肪性肝?。╪on-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)包括單純性脂肪變性、非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis,NASH)和肝硬化,嚴(yán)重者可發(fā)展為肝細(xì)胞癌[1]。目前全球25%的人患有NAFLD[2],并隨生活水平的提高NAFLD患病率持續(xù)上升[3-4]。奧貝膽酸(obeticholic acid,OCA)是一種法尼醇X 受體(farnesoid X receptor,F(xiàn)XR),能夠調(diào)節(jié)脂質(zhì)和葡萄糖代謝的轉(zhuǎn)錄因子,主要作用是通過抑制編碼膽固醇7α-羥化酶(cholesterol 7α-hydroxylase,CYP7A1)的細(xì)胞色素P450 基因表達和提高膽汁酸轉(zhuǎn)運蛋白表達而減少膽汁酸[5]。此外,OCA 可有效降低NAFLD 患者脂肪變性,改善肝組織纖維化[6],但其低密度脂蛋白(low-density lipoprotein,LDL)和總膽固醇(total cholesterol,TC)升高,高密度脂蛋白(high-density lipoprotein,HDL)降低,增加心血管疾病風(fēng)險等問題較為突出[7-8]。白藜蘆醇(resveratrol,RSV)是一種抗衰老、抗氧化、抗炎和胰島素敏感的天然多酚化合物,對過氧化氫誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡有抑制作用[9],可緩解炎癥刺激、氧化應(yīng)激及細(xì)胞凋亡等產(chǎn)生的肝損傷[10]。另外,可通過調(diào)節(jié)脂代謝升高HDL、降低LDL 而降低心血管疾病風(fēng)險[11],還可降低肌酸激酶(creatine kinase,CK)、乳酸脫氫酶(lactate dehydrogenase,LDH)和丙二醛(malondialdehyde,MDA)水平,增加超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性,減少心肌梗死面積而發(fā)揮對心肌梗死的治療作用[12]。本研究旨在探索OCA與RSV 聯(lián)用對NAFLD 的治療作用及其可能的作用機制,以期為OCA 聯(lián)合RSV 治療NAFLD 提供實驗依據(jù)。
OCA,純度98%,廈門海樂景生化有限公司;白藜蘆醇,純度98%上海邁瑞爾化學(xué)技術(shù)有限公司;SOD 和MDA 測試盒,南京建成生物工程研究所;谷丙轉(zhuǎn)氨酶(glutamic oxaloacetic transaminase,GOT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(glutamic pyruvic transaminase,GPT)、甘油三酯(triglycerides,TG)、TC、HDL 和LDL 檢測試劑盒,美國貝克曼庫爾特有限公司;白細(xì)胞介素1β(interleukin-1β,IL-1β)、IL-6 和腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)檢測試劑盒,上海炫雅生物科技有限公司;兔抗小鼠沉默信息調(diào)節(jié)因子1(sirtuin 1,Sirt1)、NF-κB 和磷酸化NF-κB(p-NF-κB)單克隆抗體(一抗)及IRDye 800CW 熒光標(biāo)記山羊抗兔IgG 抗體(二抗),美國Cell Signaling Technology 公司;紫外可見分光光度計(型號UV-26001),津島儀器(蘇州)有限公司;全自動生化分析儀(型號AU5800),美國貝克曼庫爾特有限公司;多功能微孔板讀板機(型號Spectra Max i3x),美國Molecular Devices公司。
42 只SPF 級雄性C57BL/6N 小鼠〔許可證號:SCXK(京)2016-0006〕,6周齡,體重16~18 g,北京維通利華實驗動物技術(shù)有限公司。小鼠自由飲水和進食,定期更換墊料,在環(huán)境安靜、溫度23~25℃、相對濕度40%~60%和12 h晝夜交替條件下飼養(yǎng)。小鼠隨機分為正常對照組(8 只)和建模組(34 只),建模小鼠每周1 次ip 給予1% 四氯化碳(CCl4)5 mL·kg-1,同時飼喂高脂飼料(由15%豬油、2.8%膽固醇、0.28%甲硫氧嘧啶、0.7%膽酸鈉和81.2%普通飼料組成),持續(xù)28 d。隨機選取2 只小鼠,處死后觀察肝體積略增大,包膜緊張光滑,邊緣變鈍,質(zhì)地柔軟,色黃,有油膩感;切片觀察有大量脂滴視為NAFLD 模型制備成功。將建模小鼠隨機分為模型組、模型+RSV 組、模型+OCA 組和模型+OCA+RSV 組,OCA 和RSV 均30 mg·kg-1(參考文獻[13]),每組8 只;每天ig 給藥1 次,連續(xù)給藥28 d;正常對照組和模型組ig 給予等體積0.5%羧甲纖維素鈉混懸液。
給藥28 d 后,禁食不禁水12 h,次日對各組小鼠稱量體重,處死后取血于1.5 mL 離心管中,制備血清,-20℃冰箱中保存。取肝并稱重,于肝左葉切取2塊5 mm×5 mm×5 mm 肝組織,4%多聚甲醛固定,其余-80℃凍存。
據(jù)1.3 體重和肝重計算肝指數(shù)。肝指數(shù)=肝重(g)/體重(g)×100。
取1.3 制備的肝組織,經(jīng)石蠟固定、HE 染色后于200倍鏡下觀察炎癥細(xì)胞浸潤、脂肪空泡、纖維化和組織結(jié)構(gòu)的變化。
取1.3 制備的肝組織,OCT 包埋,冰凍切片,進行油紅O 染色,吸水紙吸干水分后甘油明膠封片。油紅O 染色后脂肪呈紅色,正常肝組織顯示青藍色。于顯微鏡鏡下(×200)觀察肝細(xì)胞內(nèi)脂肪變化,并用圖像分析軟件Image-Pro Plus 6.0定量分析脂滴面積。脂滴面積百分比(%)=紅色脂滴覆蓋面積/總測量面積×100%。
取1.3 制備的血清,用全自動生化儀檢測小鼠血清GPT,GOT,TG,TC,HDL和LDL水平。
取1.3 制備的小鼠血清,按試劑盒說明書檢測血清SOD活性和MDA含量。用紫外分光光度儀分別于550和532 nm波長檢測各孔吸光度值。
取1.3 制備的血清,用ELISA 試劑盒檢測血清IL-1β,IL-6和TNF-α含量。
取1.3 凍存肝組織,各組稱取50~100 mg 提取總蛋白,用BCA 法進行蛋白定量。取等量蛋白,加入等體積上樣緩沖液,混勻后99℃恒溫金屬浴10 min。每孔上樣15 μL,80 V,電泳30 min,再用120 V 電壓電泳100 min。冰浴,200 mA 電流,轉(zhuǎn)膜100 mim。按1∶500 稀釋一抗,4℃孵育過夜;按1∶5000 稀釋二抗,室溫孵育120 min。以目標(biāo)蛋白和內(nèi)參蛋白積分吸光度值比值表示目標(biāo)蛋白相對表達水平。
表1結(jié)果顯示,與正常對照組相比,模型組小鼠肝指數(shù)明顯升高(P<0.01)。與模型組相比,模型+OCA 組、模型+RSV 組和模型+OCA+RSV 組小鼠肝指數(shù)明顯降低(P<0.01)。與模型+RSV 組相比,模型+OCA+RSV組肝指數(shù)明顯降低(P<0.05),但與模型+OCA 相比,其肝指數(shù)降低不明顯。表明OCA與RSV聯(lián)用比RSV單用可更有效降低肝指數(shù)。
Tab.1 Effect of obeticholic acid(OCA)combined with resveratrol(RSV)on liver indexes of model mice with non-alcoholic fatty liver disease(NAFLD)
HE染色結(jié)果如圖1顯示,正常對照組小鼠肝小葉結(jié)構(gòu)清晰,肝細(xì)胞排列整齊,無炎癥細(xì)胞浸潤,細(xì)胞無脂變。模型組肝小葉界限不清,肝細(xì)胞索排列紊亂,出現(xiàn)彌漫性脂肪變性,可見大小不等、數(shù)量不一的脂滴空泡。模型+OCA 組和模型+RSV 組肝小葉不清晰,肝細(xì)胞形態(tài)大致正常且大小較一致,部分肝細(xì)胞輕度水樣變性,脂滴空泡減少。模型+OCA+RSV 組肝小葉清晰,肝細(xì)胞大小較一致且形態(tài)正常,脂滴空泡減少,脂質(zhì)沉積程度減輕。
如圖2A 所示,正常對照組小鼠肝細(xì)胞幾乎無紅染,無脂變。模型組小鼠肝細(xì)胞內(nèi)脂滴被染成紅色,大小不一,廣泛分布在胞質(zhì)中,提示大量肝細(xì)胞內(nèi)存在脂質(zhì)沉積。模型+OCA 組和模型+RSV 組小鼠肝細(xì)胞內(nèi)紅色脂滴減少,脂質(zhì)沉積程度有所減輕。模型+OCA+RSV 組肝細(xì)胞內(nèi)紅色脂滴減少,脂質(zhì)沉積程度減輕。如圖2B 所示,與正常對照組相比,模型組脂滴面積百分比明顯升高(P<0.01)。與模型組相比,模型+OCA 組、模型+RSV 組和模型+OCA+RSV 組脂滴面積百分比明顯降低(P<0.01)。與模型+RSV 組相比,模型+OCA+RSV組脂滴面積百分比明顯減低(P<0.01)。
由表2 可知,與正常對照組相比,模型組血清GPT,GOT,TG,TC 和LDL 水平明顯升高,HDL 水平明顯降低(P<0.01),提示模型小鼠發(fā)生肝損傷和血脂紊亂。與模型組相比,模型+OCA 組血清GPT,HDL 和LDL 水平變化均不明顯,GOT,TG 和TC 水平明顯下降(P<0.05);模型+RSV 組血清GPT,GOT和HDL水平變化不明顯,TG,TC和LDL水平明顯下降(P<0.01);模型+OCA+RSV 組血清GPT,GOT,TG,TC 和LDL 水平均明顯下降(P<0.01),HDL 水平明顯升高(P<0.01)。與模型+OCA 組相比,模型+OCA+RSV 組GPT,TC 和LDL水平明顯降低(P<0.05,P<0.01),HDL 水平明顯升高(P<0.01)。與模型+RSV 組相比,模型+OCA+RSV組GPT和GOT水平明顯降低(P<0.05,P<0.01),HDL水平明顯升高(P<0.05)。
由表3可知,與正常對照組相比,模型組小鼠血清SOD 活性明顯降低,MDA 含量明顯升高(P<0.01),提示模型小鼠肝組織發(fā)生氧化應(yīng)激。與模型組相比,模型+OCA 組SOD 活性明顯升高(P<0.01),MDA 含量下降(P<0.05);模型+RSV 組SOD 活性明顯升高(P<0.01);模型+OCA+RSV 組SOD 活性明顯升高,MDA 含量明顯下降(P<0.01)。與模型+OCA 組和模型+RSV 組相比,模型+OCA+RSV 組SOD 活性變化不明顯,但MDA 含量明顯降低(P<0.01)。表明兩者聯(lián)合用藥比兩者單用具有更好的抗氧化應(yīng)激作用。
Tab.2 Effect of OCA combined with RSV on levels of serum glutamic pyruvic transaminase(GPT), glutamic oxaloacetic transaminase(GOT), triglyceride(TG),total cholesterol(TC),high-density lipoprotein(HDL)and lowdensity lipoprotein(LDL)of model mice with NAFLD
Tab.3 Effects of OCA combined with RSV on serum superoxide dismutase (SOD)activity and malondialdehyde(MDA)content of model mice with NAFLD
由表4可知,與正常對照組相比,模型組小鼠血清IL-1β,IL-6 和TNF-α 水平明顯增加(P<0.01)。與模型組相比,模型+OCA 組IL-1β 水平變化不顯著,IL-6和TNF-α水平明顯降低(P<0.05,P<0.01);模型+RSV 組IL-1β,IL-6 和TNF-α 水平明顯降低(P<0.01);模型+OCA+RSV組IL-1β,IL-6和TNF-α水平均明顯降低(P<0.01)。與模型+RSV 組相比,模型+OCA+RSV 組IL-6 水平明顯降低(P<0.01)。與模型+OCA 組相比,模型+OCA+RSV 組IL-1β 和IL-6明顯降低(P<0.01)。
Tab.4 Effect of OCA combined with RSV on serum interleukin-1β(lL-1β),lL-6 and tumor necrosis factor-α(TNF-α)levels of model mice with NAFLD
由圖3可知,與正常對照組相比,模型組肝組織Sirt1 蛋白表達水平明顯降低,NF-κB 和p-NF-κB 表達水平明顯增加(P<0.01)。與模型組相比,模型+OCA組Sirt1,NF-κB和p-NF-κB蛋白表達水平無明顯變化;模型+RSV 組Sirt1 蛋白表達水平明顯增加(P<0.01),NF-κB 和p-NF-κB 蛋白表達水平明顯降低(P<0.05);模型+OCA+RSV 組Sirt1 蛋白表達水平明顯增加(P<0.01),NF-κB 和p-NF-κB 蛋白表達水平明顯降低(P<0.01),且p-NF-κB 蛋白表達水平較模型+OCA組明顯降低(P<0.05)。
本研究結(jié)果表明,OCA 與RSV 聯(lián)用可降低NAFLD 模型小鼠血清MDA 水平,同時Sirt1 蛋白表達水平升高,NF-κB 表達水平降低,IL-6,IL-1β 和TNF-α 分泌降低。有研究表明,細(xì)胞內(nèi)抗氧化劑的消耗和炎癥反應(yīng)在NAFLD 形成中具有重要作用,是對肝“二次打擊”的主要形式,隨后肝細(xì)胞死亡和細(xì)胞凋亡,促使NAFLD 向NASH 進展[14],過氧化產(chǎn)物MDA 含量可體現(xiàn)細(xì)胞受氧自由基損傷程度[15]。NF-κB是至關(guān)重要的核轉(zhuǎn)錄因子,促進炎癥因子IL-6,IL-1β 和TNF-α 分泌[16]。高脂飲食可激活NF-κB,升高肝組織IL-6,IL-1β 和TNF-α 水平[17]。Sirt1 是一種煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)依賴性酶[18],Sirt1 可使NF-κB 亞基去乙?;⒁种破滢D(zhuǎn)錄活性[19],減少炎癥因子分泌,抑制炎癥對NAFLD 的肝損傷,而阻止從NAFLD 進展為NASH。本研究結(jié)果表明,OCA 與RSV 聯(lián)用清除體內(nèi)MDA 能力增加,減輕肝脂質(zhì)過氧化,提高抗氧化能力,同時增加Sirt1 表達并抑制NF-κB 激活,提示OCA 與RSV 聯(lián)用可能通過Sirt1/NF-κB 途徑減少IL-6,IL-1β 和TNF-α 等炎癥因子分泌,降低NAFLD 氧化應(yīng)激對肝“二次打擊”和炎癥因子對肝的損傷。
本研究結(jié)果表明,OCA 與RSV 聯(lián)用在改善NAFLD 組織和血清指標(biāo)的同時,可更顯著降低TC和LDL 水平,升高HDL 水平,與前期相關(guān)研究結(jié)果[20]一致。有研究表明,OCA 在降低NAFLD 患者肝脂肪水平時,血清LDL 和TC 升高,HDL 降低,從而使心血管疾病風(fēng)險增加[8]。TC 增加會導(dǎo)致動脈硬化,誘發(fā)心血管疾病,可作為準(zhǔn)確預(yù)測心血管風(fēng)險的指標(biāo)[20-21],同時HDL降低和LDL升高也是心血管疾病發(fā)病的重要因素[22]。本研究結(jié)果表明,OCA與RSV 聯(lián)用還改善了OCA 在脂蛋白和血脂調(diào)節(jié)能力的不足,從而降低了OCA 單用時TC 和LDL 升高、HDL降低導(dǎo)致的心腦血管等風(fēng)險。
綜上所述,OCA 與RSV 聯(lián)用可提高抗氧化應(yīng)激能力,并通過調(diào)節(jié)Sirt1 和NF-κB 蛋白表達及NF-κB 活化減少炎癥因子分泌,從而減輕NAFLD模型小鼠肝損傷,阻止NAFLD 進一步發(fā)展;還可調(diào)節(jié)血脂和脂蛋白,降低OCA單用帶來的心血管疾病風(fēng)險。本研究結(jié)果為OCA 與RSV 聯(lián)用治療NAFLD提供了實驗依據(jù)。