甘海寧,鄭柳怡,黃雪君,彭 莎,黎樂怡,陳玉興*
[1.廣東省第二中醫(yī)院(廣東省中醫(yī)藥工程技術研究院),廣東 廣州 510095; 2.廣東省中醫(yī)藥研究開發(fā)重點實驗室,廣東 廣州 510095; 3.廣州中醫(yī)藥大學,廣東 廣州 510275]
隨著我國人口老齡化與生活方式的變化,國內(nèi)人群的血脂水平逐漸上升,血脂異常的患病率亦顯著增大。我國35 歲以上總人群血脂異常的患病率約為34.7%[1],而血脂異常將導致心血管疾病事件(冠心病和中風) 的增加[2]。此外,糖尿病的流行亦帶來了嚴重的公共健康問題,2017年糖尿病占全球死因的10.7%,在中國就有超過84 萬患者死于糖尿?。?]。血脂、血糖的異常升高是糖脂代謝紊亂性疾病的主要特征。臨床觀察顯示,高血脂癥和糖尿病關系密切,高脂血癥合并有糖尿病的患者占高脂血癥總患者的21.20%[4]。因此,開發(fā)一種可有效地調(diào)節(jié)糖、脂代謝,并有可能降低糖脂代謝紊亂所引起的心腦血管疾病及并發(fā)癥的中藥制劑顯得尤為重要。
銀藍調(diào)脂膠囊由絞股藍、蜂膠、銀杏葉、化橘紅4 味中藥組成,為廣東省第二中醫(yī)院自主研發(fā)的中藥新制劑,具有益氣健脾、活血化瘀、祛痰利濕等功效,用于氣滯瘀血型高脂血癥的治療。前期實驗發(fā)現(xiàn)銀藍調(diào)脂膠囊具有較好的降脂作用[5],在此基礎上,本實驗通過高脂飲食誘導ZDF 大鼠(fa/fa) 建立高脂血癥合并糖尿病模型,觀察銀藍調(diào)脂膠囊對該模型大鼠血脂、血糖、炎癥相關指標、肝臟脂質(zhì)合成代謝關鍵酶乙酰輔酶A 羧化酶1 (ACC1)、脂肪酸合成酶(FAS) 及轉錄因子肝X 受體α (LXRα) 蛋白表達的影響,為探討銀藍調(diào)脂膠囊調(diào)脂、降糖的作用及機制提供重要的實驗依據(jù)。
1.1 動物 24 只ZDF 模型大鼠(fa/fa),6 只ZDF 對照大鼠(fa/+),雄性,SPF 級,體質(zhì)量180 ~220 g,購自北京維通利華實驗動物技術有限公司,實驗動物生產(chǎn)許可證號SCXK (京) 2016-0006。
1.2 藥物 銀藍調(diào)脂膠囊(批號J1911005) 由廣東省第二中醫(yī)院中藥制劑研究室提供。鹽酸二甲雙胍片(中美上海施貴寶制藥有限公司,批號AAW6062,0.5 g/片); 非諾貝特膠囊(美國雅培公司,批號27232,規(guī)格200 mg/粒)。
1.3 試劑 葡萄糖(GLU)、甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-c)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-c) 檢測試劑盒 (批號20190831、20191018、20191018、20190714、20190714,南京建成生物工程研究所); 大鼠腫瘤壞死因子-α (TNF-α)、白介素-6 (IL-6)、糖化血紅蛋白(HbA1c)、脂聯(lián)素(ADPN)、瘦素(Leptin)、胰島素(INS) 酶聯(lián)免疫檢測試劑盒(批號569180611、385180619、603190419、118180619、396180619、358180619,天津安諾瑞康生物技術有限公司); 乙酰輔酶A 羧化酶(ACC1)、脂肪酸合成酶(FAS)、轉錄因子肝X 受體α(LXRα)、β 肌動蛋白 (β-actin) 抗體 (貨號AF6421、BF0557、DF6864、AF7018,美國Affinity 公司)。
1.4 儀器 JJ500 型電子天平(常熟市雙杰測試儀器廠);BSA2245 型電子天平[賽多利斯科學儀器(北京) 有限公司]; 5450 型小型高速離心機 (德國Eppendorf 公司);PowerPac 基礎電泳儀(美國Bio-Rad 公司); 7020 型全自動生化分析儀(日本日立公司); Varsoskan Flash 多功能酶標儀(美國Thermo Fisher Scientific 公司); TP1020 型全密封自動脫水機、RM2235 型輪式切片機、ST5020 型自動染色機(德國徠卡公司); YD62 型石蠟包埋機、YD-6L 型智能冰凍包埋機(金華市益迪醫(yī)療設備有限公司); DP2-BSW 型病理圖像采集系統(tǒng)(日本奧林巴斯公司)。
2.1 分組、造模與給藥 ZDF 模型大鼠 (fa/fa) 飼喂Purina#5008 誘導飼料(含粗蛋白23.5%、粗脂肪6.5%),ZDF 對照大鼠 (fa/+) 飼喂正常大鼠維持飼料,每只50 g[6]。飼喂1 個月后,將ZDF 大鼠(fa/fa) 隨機分成模型組、非諾貝特+二甲雙胍組(二甲雙胍0.180 g/kg+非諾貝特0.018 g/kg) 和銀藍調(diào)脂膠囊高、低劑量組(5.148、2.574 g/kg),每組6 只; ZDF 大鼠(fa/+) 作為正常組。各給藥組灌胃相應劑量藥物,正常組和模型組灌胃給予蒸餾水(10 mL/kg),每天1 次,連續(xù)12 周。其間除正常組外,其余各組持續(xù)飼喂誘導飼料。
2.2 血清糖脂代謝和炎癥相關指標檢測 末次給藥1 h后,各組大鼠禁食不禁水,麻醉后腹主動脈取血,全血3 000 r/min 離心10 min,收集血清,按相應試劑盒說明書檢測血清TC、TG、HDL-c、LDL-c、GLU、INS、HbA1c、ADP、TNF-α、Leptin 水平。
2.3 HE 染色觀察肝組織病理形態(tài) 大鼠處死后取肝臟,一部分于-80 ℃保存,用于蛋白免疫印跡實驗; 另一部分固定于多聚甲醛中,用于HE 染色。取固定于多聚甲醛的肝組織,行脫水、包埋、切片、脫蠟等操作后,常規(guī)HE染色,脫水后封片,于顯微鏡下觀察,并采用Image J 軟件定量分析脂滴空泡的相對面積比例。
2.4 蛋白免疫印跡法檢測肝組織ACC1、FAS、LXRα 蛋白表達 取大鼠肝組織約100 mg,加入1 mL RIPA 蛋白裂解液進行研磨,4 ℃放置10 min 后12 000 r/min 離心5 min,采用BCA 蛋白試劑盒測定上清液的蛋白濃度,加5×上樣緩沖液后進行蛋白變性。蛋白上樣后經(jīng)電泳、轉膜、封閉,孵育一抗、二抗,添加ECL 化學發(fā)光液后于成像系統(tǒng)中顯影成像,采用Image J 軟件分析蛋白條帶灰度值,以β-actin為內(nèi)參計算ACC1、FAS、LXRα 蛋白相對表達量。
2.5 統(tǒng)計學分析 通過SPSS 20.0 軟件進行處理,計量資料以(±s) 表示,多組間比較采用單因素方差分析,組間兩兩比較方差齊時用SNK 法,方差不齊時用Dunnett’s T3法。P<0.05 表示差異具有統(tǒng)計學意義。
3.1 銀藍調(diào)脂膠囊對ZDF 大鼠(fa/fa) 血脂水平的影響 如表1 所示,與正常組比較,模型組大鼠血清TC、TG、LDL-c 水平升高(P<0.01),HDL-c 水平降低(P<0.01); 與模型組比較,非諾貝特+二甲雙胍組和銀藍調(diào)脂膠囊各劑量組大鼠血清TC、TG、LDL-c 水平降低 (P<0.05,P<0.01),銀藍調(diào)脂膠囊高劑量組大鼠血清HDL-c水平升高(P<0.05)。
表1 各組大鼠血清TC、TG、HDL-c、LDL-c 水平比較(mmol/L,±s,n=6)
表1 各組大鼠血清TC、TG、HDL-c、LDL-c 水平比較(mmol/L,±s,n=6)
注: 與正常組比較,**P<0.01; 與模型組比較,#P<0.05,##P<0.01。
組別TCTGHDL-cLDL-c正常組4.078±0.3681.590±0.2301.588±0.1970.807±0.112模型組10.184±1.493**4.821±0.478**0.676±0.322**1.982±0.359**非諾貝特+二甲雙胍組5.454±1.489##2.911±0.385##0.763±0.3930.984±0.103##銀藍調(diào)脂膠囊高劑量組6.758±0.813##3.483±0.707##1.247±0.394#1.132±0.146##銀藍調(diào)脂膠囊低劑量組7.013±0.850##3.862±0.461##1.031±0.4091.314±0.088#
3.2 銀藍調(diào)脂膠囊對ZDF 大鼠(fa/fa) 血清Leptin、ADPN水平的影響 如表2 所示,與正常組比較,模型組大鼠Leptin 水平升高(P<0.01),ADPN 水平降低(P<0.01); 與模型組比較,非諾貝特+二甲雙胍組和銀藍調(diào)脂膠囊各劑量組Leptin 水平降低(P<0.05,P<0.01),ADPN 水平升高(P<0.05,P<0.01)。
表2 各組大鼠血清Leptin、ADPN 水平比較(±s,n=6)
表2 各組大鼠血清Leptin、ADPN 水平比較(±s,n=6)
注: 與正常組比較,** P <0.01; 與模型組比較,#P <0.05,##P<0.01。
組別Leptin/(pg·mL-1)ADPN/(ng·mL-1)正常組298.633±81.56418.845±1.337模型組597.745±102.819**8.684±1.332**非諾貝特+二甲雙胍組376.387±59.401##15.031±1.675##銀藍調(diào)脂膠囊高劑量組389.915±104.981##12.738±3.099##銀藍調(diào)脂膠囊低劑量組475.113±108.958#11.297±2.471#
3.3 銀藍調(diào)脂膠囊對ZDF 大鼠(fa/fa) 血糖的影響 如表3 所示,與正常組比較,模型組大鼠血清GLU、HbA1c水平升高(P<0.01),INS 水平降低(P<0.01); 與模型組比較,非諾貝特+二甲雙胍組和銀藍調(diào)脂膠囊各劑量組大鼠血清GLU、HbA1c 水平降低 (P<0.01),INS 水平升高(P<0.05)。
表3 各組大鼠血清GLU、GHB、INS 水平比較(±s,n=6)
表3 各組大鼠血清GLU、GHB、INS 水平比較(±s,n=6)
注: 與正常組比較,**P<0.01; 與模型組比較,#P<0.05,##P<0.01。
組別GLU/(mmol·L-1)HbA1c/(mmol·L-1)INS/(pg·mL-1)正常組5.970±0.4721.854±0.925588.144±14.234模型組35.372±2.742**5.253±0.465**344.743±26.685**非諾貝特+二甲雙胍組21.449±1.700##2.561±0.395##480.453±73.970#銀藍調(diào)脂膠囊高劑量組22.545±2.259##2.814±0.479##437.778±41.780#銀藍調(diào)脂膠囊低劑量組26.783±2.204##3.147±0.316##404.373±29.458#
3.4 銀藍調(diào)脂膠囊對ZDF 大鼠(fa/fa) 血清TNF-α、IL-6水平的影響 如表4 所示,與正常組比較,模型組大鼠血清TNF-α、IL-6 水平升高(P<0.01); 與模型組比較,非諾貝特+二甲雙胍組、銀藍調(diào)脂膠囊各劑量組大鼠血清TNFα、IL-6 水平降低(P<0.01)。
表4 各組大鼠血清TNF-α、IL-6 水平比較(±s,n=6)
表4 各組大鼠血清TNF-α、IL-6 水平比較(±s,n=6)
注: 與正常組比較,**P<0.01; 與模型組比較,##P<0.01。
組別TNF-α/(pg·mL-1)IL-6/(ng·mL-1)正常組67.904±4.08311.369±1.491模型組115.539±4.993**24.303±3.808**非諾貝特+二甲雙胍組83.328±12.444##14.733±1.821##銀藍調(diào)脂膠囊高劑量組80.952±8.489##17.851±2.116##銀藍調(diào)脂膠囊低劑量組93.667±10.709##18.807±3.071##
3.5 銀藍調(diào)脂膠囊對ZDF 大鼠(fa/fa) 肝組織病理形態(tài)的影響 如圖1 所示,正常組肝細胞肝小葉結構清晰,胞漿紅染均勻一致,肝竇清晰可見,肝索排列整齊; 模型組可見肝索排列紊亂,肝細胞腫脹、氣球樣變,見有大量大小不等的圓形脂滴空泡; 與模型組比較,銀藍調(diào)脂膠囊各劑量大鼠肝組織肝竇較為清晰且肝索的排列相對整齊,脂滴空泡的數(shù)量也明顯減少,非諾貝特+二甲雙胍組大鼠肝組織脂滴空泡明顯減少、變小,肝細胞腫脹較輕,肝竇較清晰,肝索排列較整齊。如表5 所示,與正常組比較,模型組大鼠肝組織脂滴空泡面積比例升高(P<0.01); 與模型組比較,非諾貝特+二甲雙胍組和銀藍調(diào)脂膠囊各劑量組大鼠肝組織脂滴空泡面積比例降低(P<0.05,P<0.01)。
圖1 各組大鼠肝組織HE 染色(×200)
表5 各組大鼠肝組織脂滴空泡面積比例比較(±s,n=6)
表5 各組大鼠肝組織脂滴空泡面積比例比較(±s,n=6)
注: 與正常組比較,** P <0.01; 與模型組比較,#P <0.05,##P<0.01。
組別脂滴空泡面積比例/%正常組0.239±0.189模型組44.232±9.356**非諾貝特+二甲雙胍組14.836±3.760##銀藍調(diào)脂膠囊高劑量組16.686±2.895##銀藍調(diào)脂膠囊低劑量組25.552±4.009#
3.6 銀藍調(diào)脂膠囊對ZDF 大鼠 (fa/fa) 肝組織ACC1、FAS、LXRα 蛋白表達的影響 如圖2 所示,與正常組比較,模型組大鼠肝組織ACC1 蛋白表達有升高趨勢,LXRα蛋白表達有降低趨勢,但差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),F(xiàn)AS 蛋白表達升高(P<0.01); 與模型組比較,非諾貝特+二甲雙胍組和銀藍調(diào)脂膠囊高劑量組大鼠肝組織ACC1、FAS 蛋白表達降低(P<0.05,P<0.01),LXRα 蛋白表達有升高趨勢,但差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),銀藍調(diào)脂膠囊低劑量組大鼠肝組織FAS 蛋白表達降低(P<0.05)。
圖2 各組大鼠肝組織ACC1、FAS、LXRα 蛋白表達(±s,n=3)
高脂血癥和2 型糖尿病均是我國乃至全球范圍內(nèi)的常見病、多發(fā)病,而且大多數(shù)糖尿病患者除了表現(xiàn)出血糖的異常升高之外,往往還伴隨有脂質(zhì)代謝異常的癥狀[7]。臨床上對高脂血癥合并糖尿病的治療主要以降脂藥和降糖藥聯(lián)用為主,口服降脂藥主要有貝特類、他汀類、煙酸及其衍生物等; 口服降糖藥主要有雙胍類、DPP-4 抑制劑類、磺脲類、噻唑烷二酮類、α-葡萄糖苷酶抑制劑等[8]。多種藥物聯(lián)用雖然達到一定的降糖降脂效果,但也大大地增加了用藥風險。因此,開發(fā)同時具有降脂、降糖作用,且毒副作用相對更少、更小的中成藥,具有很高的研究與應用價值。
銀藍調(diào)脂膠囊由絞股藍、蜂膠、銀杏葉、化橘紅組成,具有益氣健脾、活血化瘀、祛痰利濕等功效,適用于氣虛痰瘀阻痹型高脂血癥的治療。ZDF 大鼠(fa/fa) 是來源于高血糖Zucker 肥胖大鼠的近親繁殖,由于瘦素受體基因突變,在高脂飼料誘導下,極易引起肥胖、糖尿病,并伴隨有胰島素抵抗及高脂血癥[9],更適合模擬人類糖脂代謝異常。因此,本實驗選擇ZDF 大鼠(fa/fa) 研究銀藍調(diào)脂膠囊對糖脂代謝異常的作用及機制。本實驗結果顯示,銀藍調(diào)脂膠囊能降低ZDF 大鼠血清TG、TC、LDL-c、GLU、HbA1c 水平,升高HDL-C、胰島素水平,證明其有較好的調(diào)血脂、降血糖作用,與臨床效果基本相符。
Leptin 由脂肪組織分泌,其在血清中的水平與動物脂肪組織大小成正比,對脂肪分解與運用有著重要的作用[10]。ADPN 由脂肪細胞分泌,是一種胰島素增敏激素,具有促進骨骼肌細胞脂肪酸氧化和糖吸收的作用,被認為是維持機體脂質(zhì)及血糖穩(wěn)態(tài)的重要調(diào)節(jié)因子[11-12]。本實驗結果顯示,銀藍調(diào)脂膠囊能降低ZDF 大鼠血清Leptin 水平,升高ADPN 水平,有助于改善ZDF 大鼠糖脂代謝紊亂狀態(tài),這可能是銀藍調(diào)脂膠囊調(diào)節(jié)糖脂代謝的作用機制之一。
糖脂代謝紊亂被認為是一種以慢性高血脂、高血糖和細胞因子水平升高為特征的代謝性炎性疾病,提示炎癥在其病因學中起著因果作用。有研究表明,高脂血癥、糖尿病與IL-6、Leptin、CRP 和TNF-α 水平的升高密切相關[13-14]。IL-6 可對B 淋巴細胞分化起促進作用,也可通過與其他細胞因子及效應分子產(chǎn)生細胞毒作用,導致胰島β細胞死亡; TNF-α 參與慢性炎癥和多種代謝紊亂,TNF-α的過度表達可造成胰島素抵抗[15]。本實驗表明,銀藍調(diào)脂膠囊可降低ZDF 大鼠血清IL-6、TNF-α 水平,提示銀藍調(diào)脂膠囊可能通過降低炎癥因子水平而起到改善胰島素抵抗作用,進而調(diào)節(jié)機體糖脂代謝。
ACC1 和FAS 均是脂肪酸合成的關鍵酶,而LXRα 是調(diào)節(jié)膽固醇穩(wěn)態(tài)的固醇敏感轉錄因子,調(diào)控多個組織(如肝臟、小腸、外周血細胞、腦等) 中與脂質(zhì)合成、運輸和排泄相關基因的表達[16]; LXRα 亦是膽固醇逆向轉運途徑的重要調(diào)節(jié)因子[17-18],是決定全身膽固醇水平的重要因素。本實驗結果顯示,銀藍調(diào)脂膠囊有升高肝組織LXRα 蛋白表達的趨勢,可降低ACCI 及FAS 蛋白表達,提示銀藍調(diào)脂膠囊可通過抑制肝臟脂肪生成相關蛋白,從而減少肝臟中的脂質(zhì)積累。
綜上所述,銀藍調(diào)脂膠囊具有一定的降血脂、降血糖作用,能有效改善糖脂代謝紊亂狀態(tài),其作用機制可能與改善體內(nèi)脂質(zhì)代謝與炎癥反應,調(diào)控肝組織ACC1、FAS 蛋白表達進而減少肝臟脂質(zhì)的堆積有關。