譚楨 劉愛明 羅敏 郭賓
[摘要]篩選茵梔黃注射液中的主要藥效成分,評價其調(diào)節(jié)膽汁酸代謝相關(guān)基因,發(fā)揮護(hù)肝作用的機(jī)制。選用雄性健康ICR小鼠30只,分為6組:正常對照組、模型對照組、綠原酸組、梔子苷組、黃芩苷組、濱蒿內(nèi)酯組。檢測肝功能、肝組織病理學(xué)變化以及膽汁酸代謝相關(guān)基因的表達(dá)。綠原酸組小鼠血清ALT,AST,ALP,TBA水平分別為(1589±253),(1832±256),(2638±987) U·L-1,(4063±767) μmol·L-1,梔子苷組小鼠分別為(2054±236),(2428±519),(3509±503)U·L-1,(4286±711) μmol·L-1,均低于模型對照組(5952±1094),(12837±1797),(16952±962) U·L-1,(13250±3300) μmol·L-1。肝組織病理學(xué)分析顯示,綠原酸組、梔子苷組小鼠肝細(xì)胞的壞死、炎性細(xì)胞浸潤程度與模型對照組比較均顯著減輕。熒光定量QPCR檢測顯示,給予綠原酸、梔子苷治療后,膽汁酸代謝相關(guān)基因mRNA的變化較模型對照組均發(fā)生了代償性的逆轉(zhuǎn)。茵梔黃注射液中的綠原酸和梔子苷能有效改善膽汁淤積、肝功能及肝臟病理性損傷,并逆轉(zhuǎn)ANIT引起的膽汁酸代謝相關(guān)基因mRNA變化,從而起到肝保護(hù)作用。
[關(guān)鍵詞]茵梔黃注射液;綠原酸;梔子苷;膽汁酸代謝;肝內(nèi)膽汁淤積
茵梔黃注射液由茵陳、梔子、金銀花、黃芩等4 味中藥組成,具有清熱、解毒、利濕、退黃疸和降低轉(zhuǎn)氨酶的作用[14],臨床廣泛用于治療膽汁淤積。茵梔黃注射液作為復(fù)方制劑,由于其配伍成分組成復(fù)雜,其具體藥效成分及藥理學(xué)機(jī)制尚不清楚。前期,本課題組采用LCMSITTOF分析技術(shù),歸屬推導(dǎo)了24種成分,初步鑒定了茵梔黃注射液中的化學(xué)成分黃芩苷、綠原酸、梔子苷、黃芩素、漢黃芩苷、梔子酸、新綠原酸、咖啡酸、濱蒿內(nèi)酯等[56]。其中,黃芩苷、綠原酸、梔子苷是含量較多的組分, 本研究將對這幾種主要成分的藥效活性進(jìn)行篩選。
近年來,隨著分子生物學(xué)的發(fā)展,對膽汁淤積疾病的分子生物學(xué)相關(guān)機(jī)制的研究也進(jìn)一步深入?,F(xiàn)已研究證實,分布于肝細(xì)胞膜血管側(cè)膜轉(zhuǎn)運(yùn)體 Na+?;悄懰峁厕D(zhuǎn)運(yùn)多肽(Ntcp)、有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)多肽2(Oatp2)及膽管側(cè)膜轉(zhuǎn)運(yùn)體多藥耐藥相關(guān)蛋白2(Mrp2)、膽鹽輸出泵(Bsep)對膽酸鹽及膽紅素的轉(zhuǎn)運(yùn)具有重要作用[79]。因此,對膽汁酸代謝相關(guān)酶及轉(zhuǎn)運(yùn)體的研究成為治療膽汁淤積的新方向。
綠原酸是茵陳的主要成分,有促進(jìn)膽汁分泌和清熱解毒等功效。研究發(fā)現(xiàn),綠原酸對CCl4引起的肝毒性有明顯的保護(hù)作用[10]。梔子苷作為梔子的主要成分,對酒精引起的急性肝損傷有一定保護(hù)作用[11]。研究報道黃芩苷固體分散體對小鼠D氨基半乳糖急性肝損傷有一定保護(hù)作用[12]。濱蒿內(nèi)酯作為茵梔黃中的成分之一,能夠通過激動CAR受體提高膽紅素清除率[13]。本實驗通過ANIT誘導(dǎo)肝內(nèi)膽汁淤積小鼠動物模型,研究茵梔黃中的主要成分綠原酸、梔子苷、黃芩苷、濱蒿內(nèi)酯等對ANIT誘導(dǎo)膽汁淤積的治療作用以及對膽汁酸代謝相關(guān)轉(zhuǎn)運(yùn)體表達(dá)的影響,以期從分子水平探討茵梔黃中主要成分的作用機(jī)制及靶點(diǎn),為基于傳統(tǒng)中藥天然活性成分的發(fā)展提供理論基礎(chǔ)。
1材料
α異硫氰酸萘酯(ANIT,Sigma公司);綠原酸、梔子苷、黃芩苷、濱蒿內(nèi)酯(中國食品藥品檢定研究院);定量PCR試劑(SYBR Green PCR Master Mix,Roche公司);定量PCR儀(LightCycle 480,Roche公司);肝功能有關(guān)試劑盒(長沙永和陽光科技有限公司)。
雄性健康小鼠30只,體重(20±5)g,寧波大學(xué)實驗動物中心提供,許可證號SYXK20130191。所有動物飼養(yǎng)于寧波大學(xué)實驗動物房,室溫恒定,經(jīng)過適應(yīng)性喂養(yǎng),飲食、飲水正常者,無不良反應(yīng),即納入實驗。
2方法
21動物實驗
雄性小鼠30只,隨機(jī)分為正常對照組、模型對照組、綠原酸組、梔子苷組、黃芩苷組、濱蒿內(nèi)酯組,每組各5只。綠原酸組、梔子苷組、黃芩苷組、濱蒿內(nèi)酯組分別灌胃綠原酸、梔子苷、黃芩苷、濱蒿內(nèi)酯(50 mg·kg-1·d-1,其中,綠原酸、黃芩苷、濱蒿內(nèi)酯溶解于玉米油中,梔子苷溶解于生理鹽水中),共計5 d。第4天,模型對照組、綠原酸組、梔子苷組、黃芩苷組、濱蒿內(nèi)酯組分別采用ANIT灌胃1次(75 mg·kg-1),誘發(fā)小鼠急性肝內(nèi)膽汁淤積病變。同時各組繼續(xù)分別灌胃綠原酸、梔子苷、黃芩苷、濱蒿內(nèi)酯,共計5 d,ANIT灌胃48 h后所有小鼠處死。
22標(biāo)本采集及保存
小鼠于眼眶采血后,15 mL離心管收集血液,并脫頸處死。將其固定在手術(shù)臺上,剪去腹部鼠毛,將腹部皮膚及皮下組織一并剪開,充分暴露肝臟,取新鮮肝組織,其中肝左葉至于10%中性福爾馬林緩沖溶液中固定,后期進(jìn)行病理學(xué)檢查,其余部分標(biāo)記后迅速置于放入干冰中速凍保存,后轉(zhuǎn)入-80 ℃冰箱長期保存。
23血清生化指標(biāo)檢測
小鼠血液于2 000 r·min-1 離心5 min后取血清,生化分析儀測定血清中 AST(谷草轉(zhuǎn)氨酶)、ALT(谷丙轉(zhuǎn)氨酶)、ALP(堿性磷酸酶)、TBA(總膽汁酸)。
24肝臟病理切片
小鼠肝臟10%中性福爾馬林緩沖溶液固定24 h后,脫水,石蠟包埋。常規(guī)切片,HE染色,顯微鏡觀察肝臟病理形態(tài)學(xué)變化。
25膽汁酸代謝相關(guān)基因mRNA表達(dá)水平測定
251RNA提取肝臟組織中加入Triol,勻漿,分層,濃縮,沉淀,洗滌,溶解,提取總RNA,Nano Drop 2000測定吸光度A值,做總RNA的純度檢測。
252逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)取1 μg總RNA,加入MMLV逆轉(zhuǎn)錄試劑,普通PCR儀中反應(yīng)合成模板DNA,于-20 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>
253熒光定量RTPCR測定模板cDNA 1 μL,Master Mix 5 μL,上游引物02 μL,下游引物02 μL,DEPC水36 μL,組成10 μL的體系,熒光定量PCR儀中變性、退火、延伸。反應(yīng)結(jié)束后,熒光定量PCR儀自動分析并計算結(jié)果。其中, 實驗中所設(shè)計的引物序列見表1, 所有的引物序列均來源于引物數(shù)據(jù)庫(http://mouseprimerdepotncinihgov/)。
26數(shù)據(jù)統(tǒng)計
采用SPSS 120軟件、Microsoft Excel 2003和Sigma Plot 110對生化分析結(jié)果及QPCR測定膽汁酸代謝相關(guān)基因結(jié)果進(jìn)行分析,P<005表明各組數(shù)據(jù)存在差異,結(jié)果具有統(tǒng)計學(xué)意義。
3結(jié)果
31小鼠血清肝功能檢測
與正常對照組相比,陽性對照組ALT和AST明顯升高(P<0001),顯示其存在肝細(xì)胞損傷,同時,ALP和TBA也顯著增加(P<0001)。而與陽性對照組比較,綠原酸組與梔子苷組ALT,AST,ALP和TBA降低,黃芩苷組和濱蒿內(nèi)酯組的ALP,ALT,AST與陽性對照組之間無明顯差異,提示綠原酸和梔子苷能在一定程度上抑制ANIT誘導(dǎo)的肝毒性,對肝內(nèi)膽汁淤積有明顯的肝保護(hù)作用,而黃芩苷和濱蒿內(nèi)酯血生化分析結(jié)果顯示沒有明顯的保護(hù)作用,見圖1。
32肝臟組織病理學(xué)變化
正常組,肝臟外觀輪廓、顏色正常;肝組織病理觀察,肝小葉結(jié)構(gòu)清晰、肝細(xì)胞核大而圓,核膜清晰,胞漿豐富、淡染,見圖2A。ANIT組(模型組),肝臟外觀明顯腫脹,有大片狀灰白色出現(xiàn);肝組織病理觀察,有大面積病灶可見,肝小葉輪廓不清,大量炎細(xì)胞浸潤,壞死明顯,見圖2B。黃芩苷組和濱蒿內(nèi)酯組,仍有大面積病灶可見,病變癥狀未得到減輕,無明顯肝保護(hù)作用,見圖2C,2D。綠原酸及梔子苷組,中央靜脈及肝竇輕度充血,點(diǎn)、灶狀壞死散在分布,少許炎細(xì)胞浸潤,壞死病灶明顯減少,見圖2E,2F,2G,2H。
33膽汁酸合成相關(guān)基因表達(dá)的影響
本實驗中以熒光定量QPCR檢測正常對照組、模型對照組、綠原酸組和梔子苷組小鼠肝臟組織膽汁酸合成相關(guān)基因mRNA的表達(dá)差異。模型對照組小鼠肝臟膽汁酸合成相關(guān)酶Cyp7a1,Cyp8b1 mRNA表達(dá)與正常對照組相比均顯著降低,綠原酸和梔子苷組中膽汁酸合成酶的mRNA較模型對照組表達(dá)被逆轉(zhuǎn)至正常水平,見圖3。提示綠原酸和梔子苷可能通過改善ANIT誘導(dǎo)的膽汁酸合成酶mRNA的變化從而發(fā)揮肝保護(hù)作用。
34膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)基因表達(dá)的影響
肝膽細(xì)胞膜相關(guān)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)多肽(Oatp)和鈉離子牛磺膽酸協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)多肽(NTCP)的mRNA在模型對照組、綠原酸組和梔子苷組中相比于正常對照組均表達(dá)升高,模型對照組中,多藥耐藥
相關(guān)蛋白Mrp2,Mrp3,Mrp4和鈉依賴性膽鹽轉(zhuǎn)運(yùn)體Ostb的mRNA表達(dá)較正常對照組升高,給予綠原酸、梔子苷治療后,均出現(xiàn)降低,見圖4。說明綠原酸和梔子苷對Mrp2,Mrp3,Mrp4以及Ostb mRNA表達(dá)水平的逆轉(zhuǎn)作用可能是繼發(fā)于ANIT的毒性反應(yīng),從而發(fā)揮肝保護(hù)作用。綜上可知,膽汁酸體內(nèi)代謝是一個復(fù)雜的過程,包括膽汁酸的合成、重攝取及排泄過程,本實驗中膽汁酸代謝過程中相關(guān)轉(zhuǎn)運(yùn)體的變化情況見圖5,說明綠原酸與梔子苷在一定程度上抑制了ANIT對轉(zhuǎn)運(yùn)體的改變,從而抑制ANIT所誘導(dǎo)的肝毒性,起到肝臟保護(hù)作用。
4討論
ANIT是一種化學(xué)物質(zhì),自1952年一位美國專家首次用它復(fù)制出肝內(nèi)膽汁淤積模型以來,被廣泛應(yīng)用于肝內(nèi)膽汁淤積模型的復(fù)制。ANIT作為一種間接肝毒劑,主要損害肝內(nèi)膽管上皮細(xì)胞,引起肝
內(nèi)膽管增生及小葉間膽管周圍炎癥,從而造成膽管阻塞,形成明顯的膽汁淤積,并伴有以點(diǎn)狀壞死為主的肝實質(zhì)細(xì)胞損害,產(chǎn)生膽汁淤積性黃疸,出現(xiàn)高膽紅素血癥和膽汁分泌降低。同時還引起膜脂質(zhì)過氧化反應(yīng),致使肝細(xì)胞變性壞死,胞內(nèi)ALT大量溢入血流。該模型復(fù)制簡單易行,重復(fù)性好,是篩選和研究保肝藥物及利膽藥的理想實驗動物模型[14]。
膽汁酸的代謝包括膽汁酸合成、轉(zhuǎn)運(yùn)和排泄。膽汁酸的原料為膽固醇,經(jīng)過一系列的酶促反應(yīng),形成膽汁酸。膽汁酸有2種合成途徑[15],經(jīng)典途徑
是膽汁酸合成的主要途徑,經(jīng)典途徑由膽固醇7α羥化酶(cholesterol 7αhydroxylase,CYP7A1)啟動,CYP7A1是此反應(yīng)的限速酶。膽汁酸合成的另一個途徑稱為替代途徑,由甾醇27α羥化酶(CYP27A1)和甾醇12α羥化酶(CYP7B1)啟動,最終生成鵝脫氧膽酸。研究報道稱ANIT干預(yù)后會誘導(dǎo)SHP mRNA表達(dá)的增加,SHP與LRH1形成的二聚體會抑制Cyp7α1,Cyp8b1的表達(dá)[1618]。本研究中,ANIT誘導(dǎo)肝內(nèi)膽汁淤積后,膽汁酸合成酶相關(guān)基因表達(dá)均降低,給予綠原酸和梔子苷治療后表達(dá)恢復(fù)到正常水平。同樣,ANIT誘導(dǎo)后,膽汁酸重攝取轉(zhuǎn)運(yùn)體Oatps和Ntcp mRNA表達(dá)降低,綠原酸和梔子苷治療后恢復(fù)正常。Chisholm的研究指出HNF1α在調(diào)節(jié)重攝取轉(zhuǎn)運(yùn)體中發(fā)揮了重要作用,ANIT降低HNF1α以及轉(zhuǎn)運(yùn)體Oatps和Ntcp的mRNA表達(dá)[19]。以上研究說明,綠原酸和梔子苷可以從一定程度上代償性逆轉(zhuǎn)ANIT所引起的膽汁酸合成酶的降低。
在ANIT所誘導(dǎo)的膽汁淤積模型中,有研究發(fā)現(xiàn)大黃素對ANIT所引起的膽汁淤積型肝炎有好的保護(hù)作用,其中,大黃素主要通過抑制促炎因子、氧化應(yīng)激損傷等發(fā)揮作用[20]。中藥制劑丹寧片也能通過改善氧化應(yīng)激以及抑制中性粒細(xì)胞浸潤等途徑起到肝保護(hù)作用[21]。在脂多糖(LPS)誘導(dǎo)的C56/BL6小鼠急性肝損傷模型中,給藥50 mg·kg-1綠原酸后,肝臟顏色由黃色恢復(fù)為正常的淡紅色,ALT,AST水平顯著降低,且通過預(yù)先給藥綠原酸,TLR4,TNFα,NFκB等炎癥基因mRNA表達(dá)水平有所降低,提示綠原酸可能通過抗炎機(jī)制對LPS誘導(dǎo)的肝毒性起到保護(hù)作用[22]。在梔子苷保護(hù)酒精性肝損傷的研究中,抗氧化酶GSH,GST,GPx,CuZnSOD和CAT的活性上調(diào),氧化應(yīng)激肝損傷明顯改善[11]。本研究中,病理學(xué)分析顯示模型對照組中小鼠肝臟有大面積病灶可見,肝小葉輪廓不清,大量炎細(xì)胞浸潤,綠原酸和梔子苷組中炎性細(xì)胞浸潤明顯減少。因此,綠原酸和梔子苷是否通過抑制炎癥通路從而實現(xiàn)對ANIT誘導(dǎo)的膽汁淤積和急性肝損傷起到肝臟保護(hù)作用,有必要對其機(jī)制進(jìn)行更加深入的了解,為天然藥物的臨床應(yīng)用提供科學(xué)合理的理論依據(jù)。
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[責(zé)任編輯曹陽陽]