譚麗萍 陳文慧 石安華 武俊紫 朱曉松 張 珊
1.云南中醫(yī)藥大學基礎(chǔ)醫(yī)學院,云南昆明 650500;2.云南中醫(yī)藥大學徐宏喜專家工作站,云南昆明 650500;3.云南中醫(yī)藥大學云南省高校中醫(yī)證候微觀辨證重點實驗室,云南昆明 650500
非酒精性脂肪性肝?。╪on-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)患病率逐年上升,已成為21 世紀全球排名第一的慢性肝病,現(xiàn)全球患病率約25%,嚴重影響人類健康[1-2]。細胞自噬參與NAFLD 發(fā)生發(fā)展過程,其可通過調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝、改善肝細胞損傷和胰島素抵抗、減少氧化應(yīng)激等環(huán)節(jié)有效治療NAFLD[3-4],自噬調(diào)節(jié)已成為治療NAFLD 的潛在靶點[5]。雷帕霉素可抑制哺乳動物雷帕霉素靶蛋白而激活自噬,為自噬研究中最常用的藥物[6]。雷帕霉素在動脈粥樣硬化及機械通氣導致膈肌脂質(zhì)代謝異常中均有緩解局部病變的作用[7-8],由此本研究希望通過雷帕霉素治療高糖高脂建立的NAFLD 大鼠模型,探討其治療NAFLD 的效果及作用機制。
清潔級雄性SD 大鼠24 只,體重180~220 g,購于湖南斯萊克景達實驗動物有限公司,動物許可證號:SCXK(湘)2016-0002,動物合格證號:430047000 57203。本研究經(jīng)云南中醫(yī)藥大學實驗動物倫理委員會批準(R-06201926)。
CM 1860UV 冷凍切片機、RM235 石蠟切片機(德國LEICA 公司),Cobas C311 全自動生化儀(瑞士羅氏公司),DNM-9602 全自動酶標分析儀(北京普朗新技術(shù)有限公司),DYY-6C 電泳儀(北京六一儀器廠產(chǎn)品)。雷帕霉素購自美國Sigma 公司(批號:R0395)。自噬相關(guān)蛋白Beclin1 抗體(批號:ab207612)、微管相關(guān)蛋白1 輕鏈3B(light chain 3B,LC3B)抗體(批號:ab48394)購自英國abcam 公司,泛素結(jié)合蛋白p62 抗體(批號:A11250)、自噬相關(guān)蛋白ATG5 抗體(批號:A0203)購自ABclonal 公司。
隨機選取8 只大鼠作為正常組,普通飼料喂養(yǎng)。剩余16 只采用高糖高脂飼料(59.5%常規(guī)飼料、10.0%豬油、20.0%蔗糖、0.5%膽酸鈉、10.0%蛋黃粉)伴日常飲用5.0%紅糖水的飼養(yǎng)方法建立NAFLD 大鼠模型,持續(xù)造模6 周后,肝組織低倍鏡下可見脂肪變性肝細胞占肝小葉比例>1/3,即出現(xiàn)NAFLD[9-10],明確造模成功。將其按隨機數(shù)字表法分為模型組和雷帕霉素組,每組各8 只。雷帕霉素組用2.8 mg/(kg·d)雷帕霉素灌胃[11],正常組與模型組用0.9%NaCl 溶液灌胃,灌胃液體容積為每只大鼠2 ml/d,持續(xù)給藥4 周。
實驗結(jié)束后,大鼠麻醉后心臟取血,用羅氏全自動生化分析儀檢測三組血清總膽固醇(total cholesterol,TC)、甘油三酯(triglyceride,TG)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(glutamic-oxaloacetic transaminase,GOT)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(glutamic-pyruvic transaminase,GPT)、低密度脂蛋白膽固醇(low density lipoprotein cholesterol,LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(high density lipoprotein cholesterol,HDL-C)水平。三組處死并解剖,取部分肝組織,制作肝勻漿,采用TC、TG 試劑盒以GPO-PAP 法檢測TC、TG。
另取部分肝組織于4%中性甲醛固定后,通過石蠟切片進行蘇木精-伊紅染色,通過冰凍切片進行油紅O染色。
三組肝組織石蠟切片后脫蠟至水,通過抗原修復、封閉、加一抗、加二抗、顯色等步驟,泛素結(jié)合蛋白p62 抗體稀釋比為1∶300,ATG5 抗體稀釋比為1∶50,待測蛋白與抗體結(jié)合顯色呈現(xiàn)棕黃色,統(tǒng)計分析光密度。
取三組大鼠肝組織裂解勻漿,用BCA 試劑盒測定蛋白含量,待測蛋白通過電泳、轉(zhuǎn)膜,最后進行免疫反應(yīng)顯影。Beclin1 抗體稀釋比為1∶20 000,LC3B 抗體稀釋比為1∶500、β-actin 抗體稀釋比為1∶1000。用灰度比值進行蛋白表達水平分析。
采用SPSS 22.0 對所得數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學分析,計量資料采用均數(shù)±標準差()表示,比較采用t 檢驗。以P<0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。
模型組血清TC、TG、LDL-C、GOT、GPT 及肝組織TC、TG 高于正常組,血清HDL-C 低于正常組(P<0.05或P<0.01)。雷帕霉素組血清TC、TG、LDL-C、HDL-C均高于模型組,血清GOT、GPT 及肝組織TC、TG 均低于模型組(P<0.05 或P<0.01)。見表1。
表1 三組生化指標比較(mmol/L,)
表1 三組生化指標比較(mmol/L,)
注 與正常組比較,aP<0.05,aaP<0.01;與模型組比較,bP<0.05,bbP<0.01。TC:總膽固醇;TG:甘油三酯;LDL-C:低密度脂蛋白膽固醇;HDL-C:高密度脂蛋白膽固醇;GOT:谷草轉(zhuǎn)氨酶;GPT:谷丙轉(zhuǎn)氨酶
正常組肝細胞形態(tài)未見明顯異常,模型組肝組織蘇木精-伊紅染色可見大多數(shù)肝細胞內(nèi)有大小不等的脂肪空泡,油紅O 染色可見大多數(shù)肝細胞內(nèi)含有脂質(zhì)被染成橘紅色。雷帕霉素組肝組織蘇木精-伊紅染色及油紅O 染色可見脂肪空泡和橘紅色較少。見圖1。
圖1 三組肝組織病理變化(200×)
模型組Beclin1、LC3B-Ⅱ/LC3B-Ⅰ、ATG5 低于正常組,泛素結(jié)合蛋白p62 高于正常組(P<0.05)。雷帕霉素組Beclin1、LC3B-Ⅱ/LC3B-Ⅰ、ATG5 高于模型組,泛素結(jié)合蛋白p62 低于模型組(P<0.05 或P<0.01)。見表2、圖2~3。
表2 三組肝組織自噬相關(guān)蛋白、微管相關(guān)蛋白、泛素結(jié)合蛋白比較()
表2 三組肝組織自噬相關(guān)蛋白、微管相關(guān)蛋白、泛素結(jié)合蛋白比較()
注 與正常組比較,aP<0.05,aaP<0.01;與模型組比較,bP<0.05,bbP<0.01。LC3B:輕鏈3B
圖2 三組肝組織自噬相關(guān)蛋白Beclin1 及微管相關(guān)蛋白LC3B-Ⅱ/LC3B-Ⅰ條帶
圖3 三組肝組織自噬相關(guān)蛋白ATG5 及泛素結(jié)合蛋白p62免疫組織化學染色(200×)
自噬是維持細胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)的重要生命活動,當細胞內(nèi)異常物質(zhì)如衰老細胞器、錯誤折疊蛋白、脂質(zhì)蓄積等增多時,自噬可通過吞噬、消化動作,清除細胞內(nèi)冗余物質(zhì)[12]。在NAFLD 早期單純性脂肪肝階段,由于肝細胞內(nèi)脂質(zhì)過度蓄積,導致肝細胞自噬水平降低,所以增強肝細胞自噬,促進脂質(zhì)的降解與利用是NAFLD的重要治療靶點[13-15]。自噬是動態(tài)連續(xù)的過程[16],通過對期過程中關(guān)鍵蛋白Beclin1(介導自噬起始,促進自噬體成核及延伸)[17]、ATG5(促進自噬泡膜延伸)[18]、LC3B-Ⅱ/LC3B-Ⅰ(促進LC3B-Ⅰ轉(zhuǎn)化為LC3B-Ⅱ)[19]、p62(可在自噬溶酶體內(nèi)降解)[20]的觀察,能有效掌握自噬狀態(tài)[21-23]。
雷帕霉素為自噬激動劑,其可抑制mTORC1 活性,促使ULK1 激活,啟動自噬[24]。本研究用雷帕霉素治療NAFLD 大鼠后,發(fā)現(xiàn)其會導致NAFLD 大鼠TC、TG、LDL-C、HDL-C 異常增高,但在肝組織內(nèi)脂質(zhì)蓄積減少。有研究表明,一些使用雷帕霉素進行研究的動物實驗中都出現(xiàn)了其對機體脂代謝影響的雙面性[25-27],綜合來看,使用雷帕霉素后可引起實驗動物全身反應(yīng)及血脂異常增高,對局部脂代謝異常臟器則有改善作用,機制可能與下調(diào)過氧化物酶體增殖物激活受體的表達、減少脂肪細胞內(nèi)脂質(zhì)積聚、并抑制其瘦素分泌有關(guān)[26]。本研究中,雷帕霉素通過增強肝細胞自噬水平來治療NAFLD 大鼠效果顯著,但如何選擇更合適的雷帕霉素劑量及用藥時間,以達到較好的治療效果并降低其副作用是進一步研究的重要方向。