天津中医药  2018, Vol. 35 Issue (12): 939-942

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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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收稿日期: 2018-08-20
葱白提取物对非酒精性脂肪肝模型大鼠ATPase6、ATPase8表达的影响
郑丁1 , 时昭红2 , 郭洁2 , 张书2 , 付丽鹤1 , 刘凡1 , 涂蓓蕾1     
1. 湖北中医药大学, 武汉 430065;
2. 武汉市中西医结合医院, 武汉 430022
摘要:[目的]观察葱白提取物对非酒精性脂肪肝(NAFLD)模型大鼠ATP合酶Fo亚基6(ATPase6)、ATP合酶Fo亚基8(ATPase8)表达的影响,并探讨其作用机制。[方法]将50只雄性SD大鼠随机分为正常组、模型组、葱白低剂量组、葱白中剂量组、葱白高剂量组,每组10只。采用高脂饮食喂养复制NAFLD模型大鼠,造模10周后,给予葱白提取物连续干预4周后,测定血清中丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天门冬氨酸氨基转移酶(AST)和甘油三酯(TG)、胆固醇(TC)的含量;苏木精-伊红(HE)染色法观察肝脏组织结构变化;Real time PCR检测大鼠肝脏组织中ATPase6、ATPase8 mRNA的表达。[结果]与正常组比较,模型组出现明显肝脂肪变性,血清ALT、AST、TC、TG水平明显升高(P < 0.05),ATPase6、ATPase8 mRNA的表达明显降低(P < 0.05);相较于模型组,葱白低、中、高剂量组肝脂肪变性均不同程度减轻;血清ALT、AST、TC、TG水平均不同程度降低(P < 0.05),ATPase6、ATPase8 mRNA表达不同程度升高(P < 0.05)。与葱白低剂量组比较,葱白中、高剂量组肝脂肪变性减轻明显,ALT、AST、TC、TG水平明显降低(P < 0.05),ATPase6、ATPase8 mRNA水平明显升高(P < 0.05),中、高剂量葱白组之间差异无统计学意义。[结论]葱白提取物能够改善肝脂肪变性,可能与提高ATPase6、ATPase8的表达,增加肝线粒体ATP合成有关。
关键词葱白提取物    非酒精性脂肪肝    ATPase6    ATPase8    

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

表 1 各组大鼠肝脂肪变性程度 Tab. 1 Degree of hepatic steatosis in each group of rats
图 1 各组大鼠肝组织结构变化(HE,×400) Fig. 1 Hepatic morphologic in each group of rats(HE, ×400)
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

表 2 各组大鼠血清ALT、AST、TC、TG水平(x±s Tab. 2 Levels of serum ALT, AST, TC and TG in each group of rats(x±s)
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

表 3 各组大鼠ATPase6、ATPase8 mRNA的表达(x±s Tab. 3 Expression of ATPase6 and ATPase8 mRNA in each group of rats(x±s)
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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Effects of fistular onion stalk extract on the expression of ATPase6 and ATPase8 on non-alcoholic fatly liver disease model rats
ZHENG Ding1, SHI Zhaohong2, GUO Jie2, ZHANG Shu2, FU Lihe1, LIU Fan1, TU Beilei1     
1. Hubei university of Traditional Chinese Medicine, Wuhan 430065, China;
2. Wuhan Chinese and Western Medicine Hospital, Wuhan 430022, Chian
Abstract: [Objective] To observing the expression of ATPase6 and ATPase8 and explore the probable mechanism of fistular onion stalk extract in treating nonalcoholic fatty liver disease model in rats. [Methods] The 50 male SD rats were randomly divided into normal group, model group, low-dose fistular onion stalk group, medium dose fistular onion stalk group, high-dose fistular onion stalk group, and 10 in each group. The rats were fed with a high-fat diet to replicate the NAFLD model. After 10 weeks of modeling, the extract of the onion was given for 4 weeks. Serum levels of alanine aminotransferase (ALT), aspartate aminotransferase (AST) and triglyceride (TC) and cholesterol (TG) were measured. The changes of liver tissue structure wereexpression of ATPase6 and ATPase8 mRNA in liver tissues of rats. [Results] Compared with the normal group, the model group showed obvious hepatic steatosis. The level of serum ALT, AST, TC and TG were higher than normal group(P < 0.05). The expression of ATPase6 and ATPase8 mRNA was significantly decreased(P < 0.05). Compared with the model group, the lipid degeneration in the liver was alleviated, the level of serum ALT, AST, TC and TG were all decreased, the expression of ATPase6 and ATPase8 mRNA were significantly increased in low-dose fistular onion stalk group, medium dose fistular onion stalk group and high-dose fistular onion stalk group(P < 0.05). [Conclusion] Fistular onion stalk extract can improve hepatic steatosis, which may be associated with improved expression of ATPase6 and ATPase8, and increased mitochondrial ATP synthesis.
Key words: fistular onion stalk extract     non-alcoholic fatty liver disease     ATPase6     ATPase8