文章信息
- 郑丁, 时昭红, 郭洁, 张书, 付丽鹤, 刘凡, 涂蓓蕾
- ZHENG Ding, SHI Zhaohong, GUO Jie, ZHANG Shu, FU Lihe, LIU Fan, TU Beilei
- 葱白提取物对非酒精性脂肪肝模型大鼠ATPase6、ATPase8表达的影响
- Effects of fistular onion stalk extract on the expression of ATPase6 and ATPase8 on non-alcoholic fatly liver disease model rats
- 天津中医药, 2018, 35(12): 939-942
- Tianjin Journal of Traditional Chinese Medicine, 2018, 35(12): 939-942
- http://dx.doi.org/10.11656/j.issn.1672-1519.2018.12.18
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文章历史
- 收稿日期: 2018-08-20
2. 武汉市中西医结合医院, 武汉 430022
非酒精性脂肪肝病(NAFLD)是指除酒精和其他明确的肝损害因素外,以肝细胞脂质蓄积为主要特征的临床病理综合征。西方发达国家发病率为20%~30%,中国成人发病率约15%,且发病呈年轻化的趋势,对人们的生命健康构成了严重的威胁[1-2]。目前临床上没有一种药物被证实治疗NAFLD直接有效,所以寻找新的药物尤为迫切。大量实验研究表明[3-5],用高脂饮食诱导的NAFLD模型大鼠肝线粒体出现不同程度损伤,肝组织ATP含量显著降低,肝脏出现明显的能量代谢障。ATP合酶是ATP的生成的关键酶,由F0和F1两部分组成,其F0由ATP合酶F0亚基6(ATPase6)、ATP合酶F0亚基8(ATPase8)编码,所以通过提高ATPase6、ATPase8的表达可以增加ATP的合成。本课题组前期研究发现[6-8],葱白提取物能明显改善NAFLD模型大鼠肝脂肪变性,其中有效成分主要是黄酮类化合物、甾体类化合物、不饱和脂肪酸类化合物、硫化合物等。实验研究发现[9]黄酮类化合物通过抗氧化作用恢复线粒体能量代谢发挥作用。基于上述理论与研究基础,笔者以葱白提取物干预NAFLD模型大鼠,通过苏木精-伊红(HE)染色法观察肝脏组织结构变化,采用Real time PCR观察肝脏ATPase6、ATPase8 mRNA的表达,探讨其治疗NAFLD可能的分子机制。
1 材料与方法 1.1 动物健康雄性SD大鼠50只,级别SPF级,体质量(180~220)g,由湖北省疾病控制中心提供,许可证号:SCXK(鄂)2008-0005。
1.2 药物高脂饲料:72.1%基础饲料+2%胆固醇(国药集团化学试剂有限公司)+10%猪油(市场自购)+5%蔗糖(市场自购)+0.5%脱氧胆酸钠(国药集团化学试剂有限公司)+0.2%甲硫氧嘧啶(上海复星朝晖药业有限公司);葱白提取物制剂(由武汉市中西结合医院制剂中心提供,批号:20110902),用色拉油调匀后配置成5 g/L浓度的悬混液。
1.3 实验试剂丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天门冬氨酸氨基转移酶(AST)试剂盒(上海岚派生物科技有限公司),胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)试剂盒(温州东欧生物工程有限公司),ATPase6、ATPase8及内参GAPDH的特异性引物(由上海生工生物工程股份有限公司设计与合成),总RNA提取试剂盒(北京天根生化科技公司),逆转录试剂盒及Real time PCR试剂盒(成都博瑞克生物技术有限公司)。
1.4 实验仪器DYY-7C电泳仪电源(北京六一仪器厂),ZX6006台式高速离心机(法国Jouan公司);TS-1型水平摇床(江苏海门其林贝尔仪器制造有限公司);电热恒温水浴锅(北京市长风仪器仪表有限公司);164-5050型电泳仪(美国Bio-Rad公司);ABI7500型荧光定量PCR仪(美国Thermo公司);Gel Doc EQ型凝胶成像系统(美国Bio-Rad公司)。
1.5 分组与给药将50只健康雄性SD大鼠随机分笼饲养于SPF级动物房内,温度控制在17~24 ℃,湿度控制在22%~24%。适应性喂养1周后,随机分为5组,每组10只,除正常组给予普通饲料,其余4组给予高脂饮食,自由进食饮水,造模10周后,低、中、高剂量组分别给予25 mg/(kg·d)、50 mg/(kg·d)、75 mg/(kg·d)葱白提取物灌胃,正常组和模型组给予等体积生理盐水灌胃,除正常组外,期间正常组给予普通饲料,其余4组继续给予高脂饮食,每日1次,连续4周。
1.6 肝脏组织学检查在肝右叶相同位置距边缘1 cm处取适量肝组织,用福尔马林固定24 h后做HE染色,在光镜下观察肝组织的病理变化。参照范建高《脂肪性肝病》给肝脏脂肪变性程度进行分级[10]。
1.7 血清中ALT、AST、TC、TG含量的测定用1%戊巴比妥腹腔注射麻醉后开腹经腹主动脉取血,放置室温20 min后3 500 rpm离心8 min取血清,然后按照试剂盒操作方法步骤通过生化检测仪测定各组大鼠血清中ALT、AST、TC、TG含量。
1.8 Real time PCR检测ATPase6、ATPase8 mRNA的表达采用Trizol提取RNA后,用紫外分光光度计测定RNA的浓度和纯度。按试剂盒说明书步骤进行逆转录和扩增反应。PCR引物设计:Rat PGC-1aF:5'-AATGCAGCGGTCTTAGCACT-3,Rat PGC-1aR:5'-GTGTGAGGAGGGTCATC,片段长度168 bp;β-actinF:5'-CACGATGGAGGGGCCGGACTCATC-3',β-actin R:5'-TAAAGACCTCTATGCCAACACAGT-3'片段长度186 bp。PCR反应条件:预变性50 ℃、2 min,95 ℃、10 min;40个循环中95 ℃、30 s,60 ℃、30 s,根据目的产物PGC-1αmRNA和内参照β-actin CT值来反映其相对含量。
1.9 统计方法采用SPSS 23.0统计学软件,数据用均值±标准差(x±s)表示,多组间比较采用单因素方差分析,组间两两比较采用SNK检验,P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果 2.1 各组大鼠肝脏组织结构变化模型组在确认造模是否成功时处死1只,葱白中、高剂量组在造模的过程中各意外死亡1只。与正常组比较,模型组肝脂肪变性明显(P < 0.05),与模型组比较,葱白低、中、高剂量组肝脂肪变性均不同程度减轻(P < 0.05);与葱白低剂量组比较,葱白中、高剂量组肝脂肪变性减轻明显(P < 0.05),葱白中、高剂量组之间差异无统计学意义(P>0.05)。见表 1,见图 1。
2.2 各组大鼠血清ALT、AST、TC、TG水平与正常组比较,模型组血清ALT、AST、TC、TG水平表达明显升高(P < 0.05),与模型组比较,葱白低、中、高剂量组血清ALT、AST、TC、TG水平均不同程度降低(P < 0.05);与葱白低剂量组比较,葱白中、高剂量组血清ALT、AST、TC、TG水平降低明显(P < 0.05),葱白中、高剂量组之间差异无统计学意义(P>0.05)。见表 2。
2.3 各组大鼠肝脏ATPase6、ATPase8 mRNA的表达与正常组比较,模型组ATPase6、ATPase8 mRNA表达明显降低(P < 0.05),与模型组比较,葱白低、中、高剂量组ATPase6、ATPase8 mRNA均不同程度升高(P < 0.05);与葱白低剂量组比较,葱白中、高剂量组ATPase6、ATPase8 mRNA升高明显(P < 0.05),葱白中、高剂量组之间差异无统计学意义(P>0.05)。见表 3。
3 讨论NAFLD的发病机制十分复杂,目前较为公认的是“二次打击”学说。“第一次打击”是指以胰岛素抵抗为基础,TG在肝脏蓄积;“第二次打击”是指氧化磷酸化的激活、呼吸链的损伤导致能量代谢障碍、细胞因子的活化,从而引起肝细胞炎症性坏死[11]。细胞处于氧化应激的状态,细胞内的氧化-抗氧化体系平衡被破坏,肝内活性氧(ROS)的产生超过抗氧化系统的清除能力,导致线粒体损伤[12]。线粒体是细胞能量代谢的中心,是β脂肪酸氧化、三羧酸循环、氧化磷酸化和电子呼吸链传导的场所。实验研究发现[3-4],采用高脂诱导的NAFLD模型大鼠出现肝线粒体损伤,且肝脏脂肪变程度越重,其线粒体功能损伤越明显。线粒体受损,机体能量产生和储备障碍,这既是脂肪肝的结果,也是导致进一步损伤的重要原因,形成恶性循环。因此,提高与恢复线粒体低剂量能量功能将成为治疗脂肪肝的新方法[13]。
正常情况下,机体通过线粒体电子传递链产生ATP提供机体所需的能量。呼吸链酶在线粒体内膜上,在线粒体电子传递过程中承担电子传递作用。ATP合酶主要有F0和F1两部分组成。其中,F1具有催化ATP合成或水解活性的作用,而F0的主要功能则是构成离子通道,便于质子流通过,对于ATP产生具有导向作用[14]。F0的两个主要亚基由线粒体DNA(mtDNA)ATPase6、ATPase8编码。本次实验结果显示,与正常组相比,模型组ATPase6、ATPase8表达明显减少,给予葱白提取物干预后,低、中、高剂量组ATPase6、ATPase8表达较模型组均升高。ALT的水平反映肝细胞的受损程度,AST可反映线粒体的受损情况。模型组与正常组相比,AST、ALT的表达明显升高,给予葱白提取物干预后,低、中、高剂量组AST、ALT的表达较模型组明显降低。
中医学认为,NAFLD的发生与“痰”、“瘀”密切相关,痰瘀之邪聚而不散,渐积于肝则痞块乃成,临床上以“祛痰降浊、活血化瘀”为治法,部分患者疗效仍不尽理想,张介眉教授在多年的临床实践中总结出采用“通阳法”来治疗NAFLD取得很好的疗效,为NAFLD的治法提供了另一种思路[15-16]。采用“通阳法”治疗NAFLD的思路来源于清代温病大家叶天士,叶天士指出:“欲除浊阴,急急通阳”,阳气通则痰浊瘀血可除,本清源断而阴浊清。关于葱白的通阳作用,历代医家多有论述,张仲景谓葱白不离于阴,以通阴中之阳,其形态中空,通阳最速。户菲菲等[17-18]在实验中证实葱白提取物可以减少HSC模型大鼠肝组织Ⅳ的过度沉积而起到畅通有形之痰瘀阻塞的作用。从本实验的结果来看,模型组与正常组相比,肝脏出现明显脂肪变性,TC、TG水平明显升高,给予葱白提取物干预后,低、中、高剂量组肝脂肪变性明显减轻,TC、TG水平明显降低。
综上所述,葱白提取物能够改善NAFLD模型大鼠肝脂肪变性,其机制可能与提高ATPase6、ATPase8的表达,改善肝线粒体ATP合成有关。
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2. Wuhan Chinese and Western Medicine Hospital, Wuhan 430022, Chian