黃裕華 徐擁建 馮高飛 黃柏強 楊 英 鄧遠(yuǎn)軍
[北京中醫(yī)藥大學(xué)深圳醫(yī)院(龍崗)肝病科,廣東 深圳 518172]
非酒精性脂肪性肝病(nonalcoholic fatty liver disease,NAFLD)是指除外酒精和其他明確的肝損傷致病因素,以彌漫性肝細(xì)胞大泡性脂肪性樣變?yōu)橹饕卣鞯囊唤M臨床病理綜合征?,F(xiàn)代醫(yī)學(xué)認(rèn)為,NAFLD是一種導(dǎo)致機體能量穩(wěn)態(tài)失衡的遺傳、環(huán)境、代謝應(yīng)激相關(guān)性肝病,是代謝綜合征在肝臟的表現(xiàn),包括非酒精性單純性脂肪肝、非酒精性脂肪性肝炎及由其引起的肝纖維化、肝硬化。NAFLD發(fā)病機制復(fù)雜,至今未完全闡明,據(jù)相關(guān)研究報道,可能與脂質(zhì)代謝障礙、胰島素抵抗(IR)、攝入過量果糖、脂肪組織功能紊亂,腸道菌群失調(diào)導(dǎo)致炎癥、氧化應(yīng)激、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激有關(guān)[1-3]。哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)屬于絲/蘇氨酸蛋白激酶,是細(xì)胞內(nèi)的中心信號調(diào)控分子,其對細(xì)胞生長周期進(jìn)程、蛋白質(zhì)合成及降解、膜蛋白的轉(zhuǎn)運、蛋白激酶信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等起到至關(guān)重要的作用。細(xì)胞轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄活化子3(signal transducers and activators of transcription3,STAT3)作為細(xì)胞轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄活化子家族(STATs)的一員,與肝臟關(guān)系最密切,在被激活后可轉(zhuǎn)位進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi),并與脫氧核糖核酸(DNA)結(jié)合,啟動下游基因表達(dá),促進(jìn)脂質(zhì)蓄積,并產(chǎn)生局灶性炎性微環(huán)境,維持細(xì)胞功能,調(diào)控細(xì)胞生長[4]。本實驗通過觀察參苓白術(shù)散對NAFLD大鼠肝Kupffer細(xì)胞mTOR復(fù)合物1(mTORC1)/STAT3信號通路相關(guān)基因及蛋白表達(dá)的影響,探討其對NAFLD的作用機制。
1.1 材料
1.1.1 實驗動物 SPF級健康成年雄性SD大鼠80只,8周齡,體質(zhì)量(200±20) g,由濟南朋悅實驗動物繁育有限公司提供,動物合格證號:SCXK(魯)20140007。大鼠飼養(yǎng)于SPF級動物實驗室內(nèi),溫度為22~26 ℃,濕度為45%~55%,明暗各12 h,自由進(jìn)水進(jìn)食。
1.1.2 實驗藥物 參苓白術(shù)散[5]藥物組成:人參15 g,白術(shù)15 g,茯苓15 g,砂仁6 g,山藥15 g,白扁豆12 g,薏苡仁9 g,桔梗6 g,蓮子9 g,炙甘草9 g。方中藥材均為華潤三九醫(yī)藥股份有限公司生產(chǎn)的免煎單味中藥配方顆粒劑。按上述中藥配方顆粒劑相當(dāng)于藥材飲片的劑量,換算成實驗室所需飲片劑量,溶于水,調(diào)勻制成混懸液備用。高脂飼料由基礎(chǔ)飼料(88.0%)、豬油(10.0%)、膽固醇(1.5%)、Ⅲ號膽鹽(0.5%)組成。
1.1.3 實驗儀器及試劑 全自動生化分析儀(深圳雷杜生命科學(xué)股份有限公司);Epoch酶標(biāo)儀(美國Bio-Tek公司);流式細(xì)胞儀(美國Beckman Coulter公司);微量核酸分光光度計(美國Thermo Scientific公司);雙通道通用型注射泵(KDS200型,美國KD Scientific公司);實時熒光定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(Real time-PCR)儀(美國BIO-RAD公司);TRizol裂解液、Quant cDNA第一鏈合成試劑盒、SYBR Green熒光定量PCR試劑盒(日本Takara公司);mTORC1-抗體(mTORC1-Antibody)、STAT3-抗體(STAT3-Antibody)(美國Cell Signaling Technology公司);RIPA裂解液(北京雷根生物技術(shù)有限公司);兔抗大鼠溶菌酶抗體(Anti-Lysozyme)(上海依科賽生物制品有限公司);過氧化物酶(HRP)羊抗兔免疫球蛋白G(IgG)抗體(廣州雅怡生物科技有限公司);Ⅳ型膠原酶(美國GIBCO公司);大鼠腫瘤壞死因子α(TNF-α)、白細(xì)胞介素1β(IL-1β)和IL-5、IL-6酶聯(lián)免疫吸附測定(ELISA)試劑盒(上海依科賽生物制品有限公司);3%戊巴比妥鈉溶液、10%多聚甲醛溶液(上海銘博生物科技有限公司)。
1.2 方法
1.2.1 動物分組 將80只SD大鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后,按照隨機數(shù)字表法分為4組,空白組、模型組及參苓白術(shù)散低、高劑量組,每組20只。
1.2.2 模型制備 空白組大鼠予基礎(chǔ)飼料喂養(yǎng),其余3組均予高脂飼料喂養(yǎng)制備NAFLD模型[6]。同時參苓白術(shù)散低、高劑量組均按10 mL/kg給予相應(yīng)劑量參苓白術(shù)散灌胃,每日1次,連續(xù)8周。每只大鼠的具體給藥劑量按動物體型系數(shù)換算法折算[7],參苓白術(shù)散低劑量組為人臨床等效劑量(含生藥量1.0 g/mL),參苓白術(shù)散高劑量組為人臨床等效劑量的3倍用量(含生藥量3.0 g/mL)。
1.3 觀察指標(biāo)及方法
1.3.1 一般情況 實驗期間觀察各組大鼠體態(tài)毛色、行為能力、食欲、大小便及對外界刺激的反應(yīng)情況。
1.3.2 肝組織病理學(xué)觀察 在第8周末次給藥后,經(jīng)禁食不禁水12 h后,各組隨機選取10只大鼠,予3%戊巴比妥鈉溶液1 mL/kg腹腔注射麻醉,經(jīng)腹主動脈采血后處死,取大鼠肝組織保存?zhèn)溆谩T诟斡胰~相同區(qū)域取1.5 cm×1.0 cm×0.5 cm的小塊組織,為避免脂滴降解,務(wù)必于當(dāng)日行冰凍切片,厚約6 μm,油紅O脂肪染色法后,400倍光鏡下觀察肝組織內(nèi)脂滴分布及病理組織學(xué)變化。另取若干小塊肝組織以10%多聚甲醛溶液固定,常規(guī)石蠟包埋,做4 μm切片,行蘇木素—伊紅(HE)染色,中性樹脂封固,200倍光鏡下觀察大鼠肝組織脂肪變性程度。
1.3.3 Kupffer細(xì)胞分離與鑒定 余下每組10只大鼠用以提取原代肝Kupffer細(xì)胞[6,8-10],Kupffer細(xì)胞純度達(dá)90%以上。
從當(dāng)前道路運輸安全管理實際來說,隨著管理工作量的不斷增加,若想保證安全管理工作高質(zhì)量落實,必須要創(chuàng)新管理方式。在具體實踐中,要積極引入信息技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)等,輔助安全監(jiān)管工作的開展。比如,利用大數(shù)據(jù)技術(shù),分析安全事故高發(fā)路段,加大安全檢查部署,做好事前預(yù)防工作。再比如,通過在客運車輛中設(shè)置遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)和超速報警裝置等,實現(xiàn)運輸環(huán)節(jié)的安全監(jiān)督,進(jìn)而減少安全事故的發(fā)生。
1.3.4 血脂指標(biāo)及Kupffer細(xì)胞炎癥因子檢測 經(jīng)腹主動脈取血,存于無抗凝添加劑的采血管內(nèi),采用全自動生化分析儀檢測血脂指標(biāo)總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)。采用Epoch酶標(biāo)儀檢測Kupffer細(xì)胞TNF-α、IL-1β、IL-5及IL-6含量,嚴(yán)格按照ELISA試劑盒說明書進(jìn)行。
1.3.5 Real time-PCR檢測 Kupffer細(xì)胞mTORC1、STAT3 mRNA表達(dá)取培養(yǎng)的貼壁Kupffer細(xì)胞,經(jīng)4 ℃,12 000 r/min,離心8 min,棄上清液,加入TRizol裂解液1 mL裂解Kupffer細(xì)胞,提取總RNA,用微量核酸分光光度計檢測總RNA濃度,按照Quant cDNA第一鏈合成試劑盒說明,逆轉(zhuǎn)錄為cDNA。取反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物進(jìn)行Real time-PCR反應(yīng)。引物序列由上海捷瑞生物工程有限公司設(shè)計及合成,選用3-磷酸甘油醛脫氫酶(GAPDH)為內(nèi)參基因。mTORC1:上游引物:5'-CAGAGGGCAGCAACAGTGAAAG-3',下游引物:5'-GACAAGGAGATAGAACGGAAGAAGC-3',片段長度:134 bp;STAT3:上游引物:5'-ACCAGCAGTAT-AGCCGCTTC-3',下游引物:5'-GCCACAATC-CGGGCAATCT-3',片段長度:97 bp;GAPDH:上游引物:5'-GATCCCGCTAACATCAAATG-3',下游引物:5-'GAGGGAGTTGTCATATTTCTC-3',片段長度:96 bp。按照說明書在冰臺上配置20 μL反應(yīng)液,反應(yīng)條件為95 ℃持續(xù)30 s預(yù)變性;95 ℃持續(xù)10 s變性;mTORC1、STAT3、GAPDH 60 ℃退火30 s;60 ℃延伸40 s,擴增39個循環(huán);再于70~90 ℃,持續(xù)5 s,分析溶解曲線。用Opticon Monitor 3.1軟件整理和分析。設(shè)定空白組基因表達(dá)水平為1。公式:2-△△Ct=實驗項目的基因表達(dá)相對于空白組的變化倍數(shù)?!鳌鰿t=實驗組(Ct目的基因-Ct內(nèi)參基因)-空白組(Ct目的基因-Ct內(nèi)參基因)。計算各組大鼠Kupffer細(xì)胞mTORC1、STAT3 mRNA表達(dá)量。
1.3.6 蛋白質(zhì)印跡法檢測Kupffer細(xì)胞mTORC1、STAT3蛋白表達(dá) 每RIPA裂解液1 mL加入5×106個Kupffer細(xì)胞,吹打均勻,14 000 r/min,4 ℃下離心8 min。為避免蛋白降解,在冰臺上,取上清液二喹啉甲酸(BCA)法測定蛋白濃度,對樣品上樣量的終濃度調(diào)整為50~80 μg/μL。采用十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠(SDS-PAGE)法電泳分離蛋白,濕轉(zhuǎn)膜法將蛋白轉(zhuǎn)移到聚偏二氟乙烯(PVDF)膜后,加入含5%脫脂奶粉封閉液,常溫下平搖1 h,磷酸鹽緩沖液(PBS)洗膜后,加入提前配制好的一抗稀釋液(mTORC1 1∶5 000稀釋;STAT3 1∶1 000稀釋),4 ℃過夜孵育后,再次PBS洗膜除去過量的一抗稀釋液,加二抗稀釋液(HRP羊抗兔IgG抗體)(1∶5 000稀釋)室溫孵育1 h,洗膜后,進(jìn)行化學(xué)發(fā)光反應(yīng)。用Quantity One軟件分析GAPDH與目的蛋白mTORC1、STAT3的光密度值。
2.1 各組大鼠一般情況比較 空白組大鼠體型適中,皮毛光亮,動作靈活,反應(yīng)敏捷。模型組大鼠體型肥胖,皮毛枯黃,動作遲鈍,鼠籠敷料潮濕,飲水量多,大便溏軟,易激惹咬噬。參苓白術(shù)散低、高劑量組大鼠精神狀態(tài)、體型、毛發(fā)光澤度、行為反應(yīng)性、排泄物等情況介于正常組與模型組大鼠之間。其中參苓白術(shù)散高劑量大鼠體型普遍較小于參苓白術(shù)散低劑量組,在精神狀態(tài)、毛發(fā)光澤度、行為反應(yīng)方面也優(yōu)于參苓白術(shù)散低劑量組。
2.2 各組大鼠肝組織病理學(xué)觀察
2.2.1 油紅O脂肪染色 空白組細(xì)胞核藍(lán)染,染色后細(xì)胞漿中紅色油滴不明顯。模型組藍(lán)染的細(xì)胞核若隱若現(xiàn)于細(xì)胞中,染色后,胞質(zhì)中可見大量紅色油滴,部分融合。參苓白術(shù)散低、高劑量組肝組織染色脂滴紅染面積及程度較模型組明顯縮小和減輕,參苓白術(shù)散高劑量組肝組織形態(tài)最接近空白組。見封3,圖1。
2.2.2 HE染色 空白組細(xì)胞核藍(lán)染,核大而圓,居中,胞漿均勻紅染,胞內(nèi)無脂肪空泡,肝索以中央靜脈為中心向四周呈放射狀排列,結(jié)構(gòu)清晰,排列規(guī)則,未見炎癥細(xì)胞浸潤或壞死灶。模型組肝細(xì)胞腫脹或膨大,呈氣球樣變,細(xì)胞核被脂肪空泡擠壓于一側(cè),肝竇、肝索結(jié)構(gòu)排列紊亂,肝竇受壓變窄,匯管區(qū)可見大量炎癥細(xì)胞浸潤,視野內(nèi)有散在的點狀壞死灶。參苓白術(shù)散低、高劑量組在肝細(xì)胞形態(tài)、肝索排列、氣球樣變、炎癥細(xì)胞浸潤及點狀壞死灶方面,較模型組有不同程度改善,其中參苓白術(shù)散高劑量組肝組織病理學(xué)變化改善最顯著。見封3,圖2。
組 別nTCTG空白組102.06±0.300.73±0.11模型組104.50±0.60?1.21±0.16?參苓白術(shù)散低劑量組103.53±0.94△1.07±0.10△參苓白術(shù)散高劑量組102.48±0.84△#0.96±0.13△#
與空白組比較,*P<0.05;與模型組比較,△P<0.05;與參苓白術(shù)散低劑量組比較,#P<0.05
由表1可見,模型組大鼠TC、TG較空白組升高(P<0.05),說明造模成功。參苓白術(shù)散低、高劑量組大鼠TC、TG較模型組降低(P<0.05),說明治療有效,參苓白術(shù)散高劑量組較參苓白術(shù)散低劑量組降低更明顯(P<0.05)。
2.4 各組大鼠Kupffer細(xì)胞TNF-α、IL-1β、IL-5及IL-6比較 見表2。
組 別nTNF-αIL-1βIL-5IL-6空白組1097.87±14.1573.27±27.31102.53±16.4098.45±18.36模型組10351.74±21.72?177.76±21.33?251.30±24.61?260.77±19.33?參苓白術(shù)散低劑量組10187.89±20.59△112.99±13.75△163.23±21.69△187.09±23.90△參苓白術(shù)散高劑量組10143.85±14.09△#100.77±20.97△#147.85±16.36△#113.58±15.56△#
與空白組比較,*P<0.01;與模型組比較,△P<0.05;與參苓白術(shù)散低劑量組比較,#P<0.05
由表2可見,模型組大鼠Kupffer細(xì)胞TNF-α、IL-1β、IL-5及IL-6均較空白組升高(P<0.05);參苓白術(shù)散低、高劑量組大鼠Kupffer細(xì)胞TNF-α、IL-1β、IL-5及IL-6均較模型組降低(P<0.05),說明治療有效,參苓白術(shù)散高劑量組較參苓白術(shù)散低劑量組降低更明顯(P<0.05)。
2.5 各組大鼠Kupffer細(xì)胞mTORC1、STAT3 mRNA表達(dá)比較 見表3。
組 別nmTORC1 mRNASTAT3 mRNA空白組101.11±0.901.08±0.59模型組105.54±1.17?3.39±1.01?參苓白術(shù)散低劑量組104.12±1.21△2.66±0.94△參苓白術(shù)散高劑量組102.05±1.06△#1.75±0.88△#
與空白組比較,*P<0.01;與模型組比較,△P<0.05;與參苓白術(shù)散低劑量組比較,#P<0.05
由表3可見,模型組大鼠Kupffer細(xì)胞mTORC1、STAT3 mRNA表達(dá)均較空白組升高(P<0.05);參苓白術(shù)散低、高劑量組大鼠Kupffer細(xì)胞mTORC1、STAT3 mRNA表達(dá)均較模型組降低(P<0.05),參苓白術(shù)散高劑量組較參苓白術(shù)散低劑量組降低更明顯(P<0.05)。
2.6 各組大鼠Kupffer細(xì)胞mTORC1、STAT3蛋白表達(dá)比較 見表4、圖3。
組 別nmTORC1蛋白STAT3蛋白空白組100.61±0.090.57±0.06模型組101.71±0.13?1.03±0.10?參苓白術(shù)散低劑量組101.42±0.10△0.93±0.07△參苓白術(shù)散高劑量組101.22±0.10△#0.85±0.06△#
與空白組比較,*P<0.05;與模型組比較,△P<0.05;與參苓白術(shù)散低劑量組比較,#P<0.05
由表4可見,模型組大鼠Kupffer細(xì)胞mTORC1、STAT3蛋白表達(dá)均較空白組升高(P<0.05);參苓白術(shù)散低、高劑量組大鼠Kupffer細(xì)胞mTORC1、STAT3蛋白表達(dá)均較模型組降低(P<0.05),且參苓白術(shù)散高劑量組較參苓白術(shù)散低劑量組降低更明顯(P<0.05)。
A空白組;B模型組;C參苓白術(shù)散低劑量組;D參苓白術(shù)散高劑量組
圖3 各組大鼠Kupffer細(xì)胞mTORC1、STAT3蛋白表達(dá)
近年來,隨著人們生活水平的提高和飲食結(jié)構(gòu)的變化,NAFLD發(fā)病率呈上升趨勢,發(fā)病年齡也日趨年輕[11]。此類人群的生活習(xí)慣若不改變及得不到有效藥物的治療,后期可發(fā)展為肝硬化、肝癌[12-13]。肝臟Kupffer細(xì)胞位于肝血竇內(nèi),是人體內(nèi)最大的固定巨噬細(xì)胞群,約占肝臟所有細(xì)胞總數(shù)的15%,占全身巨噬細(xì)胞總數(shù)的80%~90%[14]。Kupffer細(xì)胞具有吞噬微生物、清除內(nèi)毒素、攝取抗原并激發(fā)獲得性免疫的作用,它還能釋放過氧化氫(H2O2)、一氧化氮(NO),將中性粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞等炎性反應(yīng)細(xì)胞聚集在肝內(nèi),并釋放炎癥因子TNF-α、IL-1、IL-6等[15-16],引起肝臟炎性反應(yīng)。
mTOR是一種非典型絲/蘇氨酸蛋白激酶,主要通過與不同的適配子結(jié)合形成2種主要復(fù)合物:mTORC1和mTORC2。目前對mTORC1的研究更為深入,其在調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝中發(fā)揮重要作用[17]。當(dāng)mTOR被激活時,其復(fù)合物可通過促進(jìn)脂肪及關(guān)閉分解代謝過程(如脂肪分解和β-氧化)來促進(jìn)TG的積累,進(jìn)而促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)含量增加[18-19]。研究證實,高脂飲食是NAFLD發(fā)病的重要誘導(dǎo)因素,攝入過高的脂肪可使mTOR通路處于持續(xù)激活狀態(tài),導(dǎo)致mTORC1合成增加,促進(jìn)肝臟炎癥發(fā)生[20]。NAFLD大鼠mTORC1和TNF-α、IL-6、IL-5及IL-1β均處于高水平表達(dá)或分泌[21-23],可見mTORC1是炎癥發(fā)生的關(guān)鍵靶向分子蛋白。
STAT3作為重要的轉(zhuǎn)錄因子,亦參與肝臟脂質(zhì)代謝,其在脂肪肝中激活顯著升高[24]。同時STAT3作為形成肝臟炎性微環(huán)境的重要炎癥介質(zhì),其調(diào)控炎性反應(yīng)的機制日益受到醫(yī)學(xué)研究的重視[25-26]。研究表明,STAT3的異常表達(dá)及活化導(dǎo)致炎癥微環(huán)境的形成,促進(jìn)了脂質(zhì)積累,是發(fā)生NAFLD的關(guān)鍵因素[27]。Hye-Young Seo等[28]研究發(fā)現(xiàn),在由脂多糖(LPS)誘導(dǎo)形成的NAFLD大鼠模型的肝組織中,炎癥病灶STAT3高表達(dá),同時伴有IL-6、TNF-α、IL-1β的分泌量增加,使用咖啡豆醇可抑制STAT3的活化,進(jìn)而降低IL-6、TNF-α、和IL-1β的分泌,緩解NAFLD大鼠肝臟的炎性反應(yīng)。Fredholm S[29]研究表明,STAT3的高表達(dá)促進(jìn)了IL-5的分泌。此外,mTOR與STAT3關(guān)系密切,mTOR可抑制核轉(zhuǎn)錄因子-κB(NF-κB)信號通路,促進(jìn)STAT3的活化[30],兩者相互作用以控制和優(yōu)化免疫反應(yīng)[31]。因此,選擇適當(dāng)?shù)乃幬镒钄鄊TORC1、STAT3靶點,抑制TNF-α、IL-1β、IL-5和IL-6分泌,對防治NAFLD意義重大。
中醫(yī)學(xué)無NAFLD這一病名,將其歸為脅痛、肝著、肝癖等范疇。中華中醫(yī)藥學(xué)會脾胃病分會在《非酒精性脂肪性肝病中醫(yī)診療專家共識意見(2017)》中指出,NAFLD病因主要有飲食失衡、勞逸失度、情志不節(jié)等,病機以脾腎虧虛為主,主要病理因素是痰、濕、濁、瘀,在分期論治中,初期疏肝理氣、健脾和胃,中后期健脾益腎、化瘀散結(jié),可見脾虛失運是關(guān)鍵病機之一,健脾法貫穿始終[32-33]。參苓白術(shù)散出自《太平惠民和劑局方》,方中人參大補脾胃,白術(shù)、茯苓健脾滲濕,共為君藥。山藥、蓮子二藥助人參、白術(shù)健補中州,厚腸止瀉;白扁豆、薏苡仁既能健脾,又可滲濕,此四藥共為臣藥。佐以砂仁芳香醒脾行氣,暢達(dá)中焦氣機;桔梗宣通上焦肺氣,通利水道,有助健脾除濕之力。炙甘草和中,調(diào)和諸藥,為使藥。全方具有健脾、益氣、滲濕功效。
本研究結(jié)果提示,模型組大鼠肝臟脂質(zhì)蓄積及脂肪變性,存在嚴(yán)重的脂質(zhì)代謝紊亂,Kupffer細(xì)胞炎癥因子TNF-α、IL-1β、IL-6及IL-5含量升高,mTORC1、STAT3 mRNA及蛋白表達(dá)上調(diào)。不同劑量參苓白術(shù)散干預(yù)后,大鼠脂質(zhì)代謝及炎性反應(yīng)有不同程度的減輕,mTORC1和STAT3 mRNA及蛋白表達(dá)下調(diào),其中以參苓白術(shù)散高劑量組效果較為顯著,說明參苓白術(shù)散改善肝臟脂肪沉積及炎性反應(yīng)可能與劑量有一定的相關(guān)性。
綜上所述,參苓白術(shù)散防治NAFLD,可能與抑制mTORC1、STAT3 mRNA及蛋白表達(dá),減少炎癥介質(zhì)產(chǎn)生,改善肝細(xì)胞變性程度有關(guān)。