胡成穆,曹 琦,解雪峰,劉洪峰,丁 琦,李 俊
(安徽醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院安徽天然藥物活性研究省級(jí)實(shí)驗(yàn)室,安徽合肥 230032)
酒精性脂肪肝(alcoholic fatty liver,AFL)是因長(zhǎng)期、大量飲用乙醇類飲料所致的肝細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)蓄積超過肝濕重5%的肝損害性疾病。乙醇本身具有熱量,長(zhǎng)期大量攝入,不僅損害脂肪氧化,還可刺激脂肪形成,引起脂質(zhì)代謝紊亂。肝由多種細(xì)胞組成,肝細(xì)胞在AFL的形成中起著至關(guān)重要的作用,營(yíng)養(yǎng)過?;蚰撤N物質(zhì)缺乏均可導(dǎo)致肝細(xì)胞損害[1],而脂質(zhì)在肝細(xì)胞內(nèi)蓄積是所有肝疾病發(fā)病的先決條件[2]。
豹皮樟(Litsea coreana Leve),又名老鷹茶,系樟科木姜子屬毛豺皮樟的嫩梢和葉片,是我國(guó)南方各民族民間長(zhǎng)期飲用的一種植物代用茶,具有清涼止渴和解毒消腫等功效。豹皮樟中含有多種活性成分,經(jīng)本院天然藥物化學(xué)教研室提取分離鑒定,確定了豹皮樟的有效部位為總黃酮,分別鑒定為槲皮素-3-O-β-D-半乳糖苷、山柰酚-3-O-β-D-葡萄糖苷、槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖苷和山柰酚-3-O-β-D-半乳糖苷[3],含量超過51.5%。前期研究表明,豹皮樟總黃酮 (total flavonoids of L.coreana Leve,TFLC)對(duì)AFL具有一定的保護(hù)作用[4],為進(jìn)一步探討TFLC的作用機(jī)制,本研究以AFL大鼠肝灌流,分離培養(yǎng)肝細(xì)胞,觀察TFLC對(duì)肝細(xì)胞脂質(zhì)生成及脂肪分化相關(guān)蛋白(adipose differentiation-related protein,ADRP)和過氧化物酶體增殖物激活受體γ(peroxisome proliferators activated receptor γ,PPARγ)表達(dá)的影響。
Sprague-Dawley(SD)大鼠,雄性,體質(zhì)量160~200 g,安徽醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供(普通級(jí)),標(biāo)準(zhǔn)顆粒飼料喂養(yǎng),合格證號(hào):皖醫(yī)實(shí)動(dòng)準(zhǔn)字第01號(hào)。TFLC由安徽醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院提取,使用時(shí)均研細(xì)后用無血清DMEM溶解后過濾滅菌;谷胱甘肽(glutathione,GSH),上海源聚生物科技有限公司;DMEM培養(yǎng)基干粉,美國(guó)Gibco公司;Ⅳ型膠原酶和Trizol,美國(guó)Invitrogen公司;新生牛血清,杭州四季青公司;兔抗鼠ADRP多抗和鼠抗PPARγ單抗,美國(guó)Santa Cruz公司;HRP標(biāo)記的羊抗小鼠IgG和山羊抗兔IgG抗體,北京中杉金橋公司;丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(alanine aminotransferase,ALT)和天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(aspartate aminotransferase,AST)活性測(cè)定試劑盒,南京建成公司;甘油三酯(triglycerides,TG)含量測(cè)定試劑盒,北京福瑞生物工程公司;細(xì)胞角蛋白18(cytokeratin 18,CK18)抗體,北京博奧森公司;PCR逆轉(zhuǎn)錄試劑盒,美國(guó) Promega公司。CO2恒溫培養(yǎng)箱,美國(guó)Shellab公司;多功能顯微鏡,日本Olympus公司;PCR儀9700,美國(guó)ABI公司。
大鼠正常飼養(yǎng)1周后,自由飲用乙醇飲料(含18%蔗糖),其乙醇濃度從5%開始,每個(gè)濃度維持1周,依次增加為 10%,15%,20%,25%,30%,35%至40%,40%持續(xù)至第12周;正常對(duì)照組攝正常飲食12周。造模12周體質(zhì)量為250~300 g的AFL大鼠6只,同期正常大鼠2只。按照Seglen的原位兩步灌流法[5]并稍加改動(dòng)分離肝細(xì)胞:大鼠禁食16 h,ip 10%水合氯醛麻醉,消毒,剖開腹腔,分離肝門靜脈,插麻醉導(dǎo)管并結(jié)扎,分離下腔靜脈插入另一根麻醉導(dǎo)管,灌注預(yù)溫37℃不含Ca2+和Mg2+的Hank液,灌注至下腔靜脈流出的液體變清時(shí),開始灌注37℃預(yù)溫消化酶(0.05%Ⅳ型膠原酶),在位灌流待肝變軟呈土黃色,表面呈現(xiàn)龜裂狀,壓之凹陷不易恢復(fù),停止灌注。分離肝,移至超凈臺(tái)內(nèi)用無菌鑷撕開肝表面的包膜,抖落肝細(xì)胞,預(yù)冷的D-Hanks培養(yǎng)液制成肝細(xì)胞懸液,100目尼龍網(wǎng)篩濾去細(xì)胞團(tuán)塊及組織纖維,濾液4℃,34×g離心5 min,3次,完全DMEM(含10%血清)調(diào)整細(xì)胞濃度,制成5×108L-1的肝細(xì)胞懸液。
CK18是成熟肝細(xì)胞的標(biāo)志,可用于鑒定肝細(xì)胞。取灌流獲取的肝細(xì)胞1×106L-1加入0.4%錐蟲藍(lán)(終濃度0.04%),鏡下觀察,死細(xì)胞被染成明顯的藍(lán)色,活細(xì)胞拒染呈無色透明狀。細(xì)胞爬片,肝細(xì)胞培養(yǎng)48 h,4%多聚甲醛固定,3%H2O2滅活內(nèi)源性過氧化物酶,0.1%Triton X-100冰上破膜,血清封閉,一抗(兔抗大鼠CK18多克隆抗體1∶400)4℃過夜,二抗(HRP標(biāo)記山羊抗兔 IgG抗體1∶800)37℃濕盒1 h(避光),DAB顯色,蘇木素復(fù)染,脫水,封片。
調(diào)整肝細(xì)胞密度為5×108L-1,接種至96孔板培養(yǎng)16 h后,正常大鼠肝細(xì)胞分為正常對(duì)照組、正常 +TFLC 1,10 和 100 mg·L-1組;AFL 大鼠肝細(xì)胞分為 AFL模型對(duì)照組、AFL+TFLC 1,10和100 mg·L-1及 AFL+GSH 10 mmol·L-1對(duì)照組,各設(shè)3個(gè)復(fù)孔,培養(yǎng)42 h,于每孔加入MTT溶液(5 g·L-1)20 μl,37℃繼續(xù)培養(yǎng) 4 h 后終止培養(yǎng),吸棄上清,加 DMSO 150 μl,振蕩10 min,使甲臜顆粒充分溶解。空白DMSO孔調(diào)零,酶聯(lián)免疫檢測(cè)儀570 nm波長(zhǎng)處測(cè)定每孔吸光度(A)值,求其平均值。
AFL細(xì)胞分為AFL模型組、AFL+TFLC 1,10和100 mg·L-1及 AFL+GSH 10 mmol·L-1組,正常大鼠肝細(xì)胞為正常對(duì)照組,于6孔培養(yǎng)板培養(yǎng)48 h,收集細(xì)胞培養(yǎng)液,參照試劑盒方法測(cè)定ALT和AST活性。
細(xì)胞分組同1.5。藥物作用48 h的細(xì)胞,棄上清,PBS細(xì)胞洗3遍,加入胰酶消化,收集細(xì)胞懸液,反復(fù)凍融裂解細(xì)胞,超聲細(xì)胞粉碎機(jī)裂解細(xì)胞2 min,離心取上清,按試劑盒說明書方法檢測(cè)上清中TG含量。
細(xì)胞分組同1.5。肝細(xì)胞與藥物作用48 h,Trizol一步法提取肝總RNA。按試劑盒說明書逆轉(zhuǎn)錄,ADRP引物序列,正義:5'-CTTGTGTCCTCCGCTTATGTCAGT-3';反 義:5'-CTGCTCCTTTGGTCTTATCCACCA-3',349 bp。PPARγ 引物序列,正義:5'-ATTCTGGCCCACCAACTTCGG-3';反義:5'-TGGAAGCCTGATGCTTTATCCCCA-3',339 bp。β 肌動(dòng)蛋白引物序列,正義:5'-CAGTAACAGTCCGCCTAGAA-3';反義:5'-GATTACTGCTCTGGCTCCTA-3',175 bp。引物由上海生物工程技術(shù)公司合成。ADRP和PPARγ反應(yīng)條件分別為:57℃復(fù)性,37個(gè)循環(huán)和56℃復(fù)性,35個(gè)循環(huán)。瓊脂糖凝膠上電泳,紫外燈下觀察并掃描。凝膠成像系統(tǒng)對(duì)拍攝的照片進(jìn)行密度掃描,以目的基因條帶積分吸光度值對(duì)β肌動(dòng)蛋白積分吸光度值的比值表示目的基因mRNA相對(duì)表達(dá)水平。
細(xì)胞分組同1.5。肝細(xì)胞與藥物作用48 h,4%多聚甲醛固定,3%H2O2滅活內(nèi)源性過氧化物酶,PBS洗3次,(PPARγ需0.1%Triton X-100冰上破膜),PBS洗3次,血清封閉,一抗(兔抗鼠ADRP多抗1∶300,鼠抗 PPARγ 單抗1∶500)4℃過夜,PBS洗3次,二抗(HRP標(biāo)記山羊抗兔IgG和羊抗小鼠IgG抗體1∶800)37℃濕盒1 h(避光),DAB顯色,蘇木素復(fù)染,脫水,封片。隨機(jī)選取5個(gè)視野,以胞膜和(或)胞質(zhì)出現(xiàn)明顯的棕黃色和(或)黃棕色顆粒的細(xì)胞為陽性細(xì)胞,計(jì)數(shù)陽性細(xì)胞百分?jǐn)?shù)。
常規(guī)錐蟲藍(lán)拒染法鑒定細(xì)胞活率在80%以上。光鏡下,正常肝細(xì)胞為圓形(圖1A),細(xì)胞核位于細(xì)胞正中,可見到雙核的肝細(xì)胞。免疫細(xì)胞化學(xué)染色顯示,CK18陽性著色部位在胞核和胞漿,呈棕黃色顆粒(圖1B)。
Fig.1 Identification of primary cultured rat hepatocytes.A:hepatocytes cultured for 4 h(×100),Trypan blue staining;B:hepatocytes immunochemistry stained with cytokeratin 18(CK18)antibody.
表1結(jié)果顯示,TFLC作用48 h對(duì)正常大鼠肝細(xì)胞存活無明顯影響。與正常大鼠肝細(xì)胞比較,AFL模型大鼠肝細(xì)胞存活減少(P<0.05);與AFL模型大鼠肝細(xì)胞比較,TFLC 100 mg·L-1作用48 h能顯著增加AFL大鼠肝細(xì)胞存活(P<0.05),與GSH 10 mmol·L-1作用相當(dāng)。
Tab.1 Effect of total flavone of L.coreana(TFLC)on proliferation of hepatocytes in normal and alcoholic fatty liver(AFL)model rats
如表2結(jié)果顯示,與正常大鼠肝細(xì)胞相比,細(xì)胞培養(yǎng)48 h的AFL模型大鼠肝細(xì)胞培養(yǎng)液中ALT和AST活性均明顯升高(P<0.05);TFLC 10 和100 mg·L-1作用48 h可降低AFL大鼠肝細(xì)胞培養(yǎng)液中ALT和AST活性(P<0.05),與GSH 10 mmol·L-1作用相當(dāng)。
Tab.2 Effect of TFLC on activities of alanine aminotransferase(ALT)and aspartate aminotransferase(AST)in hepatocytes of AFL model rats
由表3看出,與正常大鼠肝細(xì)胞比較,培養(yǎng)48 h的AFL模型大鼠肝細(xì)胞內(nèi)TG含量明顯增加(P<0.05);TFLC 10 和100 mg·L-1作用48 h 可減少AFL大鼠肝細(xì)胞內(nèi)TG含量(P<0.05),與GSH 10 mmol·L-1作用相當(dāng)。
Tab.3 Effect of TFLC on content of triglycerides(TG)in hepatocytes of AFL model rats
與正常肝細(xì)胞相比,AFL大鼠肝細(xì)胞ADRP mRNA表達(dá)明顯增多(數(shù)據(jù)略)。如圖2所示,與AFL模型大鼠肝細(xì)胞相比,TFLC 10 mg·L-1作用48 h能明顯降低 ADRP mRNA表達(dá)(P<0.05),與GSH 10 mmol·L-1作用相當(dāng)。
Fig.2 Effect of TFLC on adipose differentiation-related protein(ADRP)mRNA expression in hepatocytes of AFL model rats.See Tab.1 for cell treatment.A:representative RT-PCR for ADRP expression.B:RT-PCR quantitative analysis result of A.IA:integrated absorbance.Lane 1:AFL model;lane 2:AFL+TFLC 10 mg·L -1;lane 3:AFL+glutathione 10 mmol·L -1.±s,n=3.*P<0.05,compared with AFL model group.
由圖3和圖4看出,正常大鼠的肝細(xì)胞有少量ADRP陽性表達(dá)(圖3A),AFL模型組ADRP陽性表達(dá)肝細(xì)胞明顯增多(P<0.01)(圖3B),AFL+TFLC 100 mg·L-1組(圖 3E)和 AFL+ 谷胱甘肽10 mmol·L-1組(圖3F)ADRP陽性表達(dá)細(xì)胞明顯減少(P<0.01)。
Fig.3 Effect of TFLC on ADRP expression in hepatocytes of AFL model rats(SP).See Tab.1 for cell treatment.A:normal;B:AFL model;C - E:AFL+TFLC 1,10 and 100 mg·L -1;F:AFL+glutathione 10 mmol·L -1.Arrows show ADRP positive cells.
Fig.4 Effect of TFLC on ADRP protein expression in hepatocytes of AFL model rats .See Tab.1 for cell treatment.±s,n=3.**P<0.01,compared with normal group;##P<0.01,compared with AFL model group.
如圖5所示,與正常肝細(xì)胞相比,AFL大鼠肝細(xì)胞PPARγ mRNA表達(dá)明顯增多(數(shù)據(jù)略)。與AFL模型大鼠肝細(xì)胞相比,TFLC作用48 h能明顯降低AFL大鼠肝細(xì)胞PPARγ mRNA表達(dá)(P<0.01)。
Fig.5 Effect of TFLC on peroxisome proliferator-activated receptorγ(PPARγ)mRNA expression in hepatocytes of AFL model rats.See Tab.1 for cell treatment.The intensity of PPARγ mRNA bands was normalized to that of β-actin.B was the semiquantitative result of A.Lane 1:AFL model;lane 2:AFL+TFLC 10 mg·L -1;lane 3:AFL+glutathione 10 mmol·L -1.±s,n=3.*P<0.05,**P<0.01,compared with AFL model group.
如圖6和圖7所示,正常組肝細(xì)胞可見少數(shù)PPARγ陽性表達(dá)細(xì)胞,著色較淡(圖6A);模型組可見較多陽性表達(dá)細(xì)胞,胞核著色較深(圖6B)。與 AFL 模型組相比,AFL+TFLC 100 mg·L-1組(圖 6E)和 AFL+ 谷胱甘肽 10 mmol·L-1組(圖6F)PPARγ陽性表達(dá)肝細(xì)胞明顯減少(P<0.05),
表達(dá)程度降低。
Fig.7 Effect of TFLC on PPARγ protein expression in hepatocytes of AFL model rats.See Tab.1 for cell treatment.±s,n=3.**P<0.01,compared with normal group;#P<0.05,compared with AFL model group.
AFL是酒精性肝病(alcoholic liver disease,ALD)的早期階段,發(fā)展為肝纖維化和肝硬化的危險(xiǎn)性比單純性脂肪肝高。本研究以18%的蔗糖為溶媒,以濃度遞增的方式加入乙醇,讓大鼠逐漸適應(yīng),建立AFL大鼠模型。慢性乙醇攝入可導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)動(dòng)物血脂水平增加,肝脂肪沉積[6]。
肝細(xì)胞具有豐富的酶系及多種特異性功能,體外培養(yǎng)用于藥理學(xué)研究具有許多優(yōu)點(diǎn),在一定時(shí)間內(nèi)離體培養(yǎng)細(xì)胞具有體內(nèi)肝功能[7]。膠原酶二步灌流法[8]是目前原代肝細(xì)胞分離的常用方法,本研究經(jīng)適當(dāng)改進(jìn)后成功分離大鼠原代肝細(xì)胞。慢性乙醇攝入導(dǎo)致AFL大鼠肝細(xì)胞內(nèi)脂肪沉積,TG有不同程度增加。肝細(xì)胞損傷,增殖反應(yīng)下降,ALT和AST水平升高。
Fig.6 Effect of TFLC on PPARγ protein expression in hepatocytes of AFL model rats(SP).See Tab.1 for cell treatment.A:normal;B:AFL model;C-E:AFL+TFLC 1,10 and 100 mg·L-1;F:AFL+glutathione 10 mmol·L-1.↑:PPARγ positive cells.
ADRP,又名親脂素(adipophilin),相對(duì)分子質(zhì)量為48 ku,是脂肪細(xì)胞早期分化及脂質(zhì)積聚的標(biāo)志。ADRP具有調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝的作用,可作為載體協(xié)助脂肪酸進(jìn)入細(xì)胞,濃度和時(shí)間依賴性地促進(jìn)長(zhǎng)鏈脂肪酸的攝取。ADRP高表達(dá)可促進(jìn)細(xì)胞胞漿內(nèi)游離脂肪酸增多,增加肝TG的沉積,可使細(xì)胞內(nèi)的脂滴數(shù)目增多,體積增大。抑制ADRP的表達(dá)能增加脂肪酸的β氧化。ADRP反義寡核苷酸可減少肝的TG和甘油二酯水平,增強(qiáng)胰島素的作用[9]。免疫組化方法比油紅O染色技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)者要求更少,同時(shí)ADRP免疫組化方法比HE染色或油紅O染色更易發(fā)現(xiàn)微小脂滴,ADRP陽性表達(dá)可作為AFL形成的標(biāo)志[10]。
PPARγ是主要表達(dá)于脂肪、肝和骨骼肌等組織的核轉(zhuǎn)錄因子,其目標(biāo)基因直接參與脂肪細(xì)胞的分化成熟,并影響體內(nèi)脂肪的合成及蓄積。PPARγ可刺激前脂肪細(xì)胞分化為脂肪細(xì)胞,誘導(dǎo)肝細(xì)胞脂肪酸重新合成引起脂質(zhì)蓄積[11],增加肝細(xì)胞的脂肪合成,并參與葡萄糖穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)[12]。ADRP作為PPARγ的目標(biāo)基因,表達(dá)增高可促進(jìn)PPARγ的表達(dá)和肝脂肪變性[13]。
本研究采用兩步灌流法獲取大鼠原代肝細(xì)胞,MTT方法檢測(cè)肝細(xì)胞活性。TFLC對(duì)正常肝細(xì)胞增殖反應(yīng)無明顯影響,但能增強(qiáng)AFL模型大鼠肝細(xì)胞增殖反應(yīng),抑制AFL大鼠肝細(xì)胞ALT和AST活性,降低AFL大鼠肝細(xì)胞內(nèi)TG的含量。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),AFL大鼠肝細(xì)胞ADRP和PPARγ陽性表達(dá)細(xì)胞數(shù)增多,程度加重,TFLC干預(yù)后肝細(xì)胞ADRP和PPARγ陽性表達(dá)的細(xì)胞數(shù)和表達(dá)量均明顯減少。TFLC可減少肝細(xì)胞內(nèi)TG的沉積,對(duì)AFL大鼠肝細(xì)胞脂肪變性有抑制作用,可能與其改善肝細(xì)胞活性、調(diào)控肝細(xì)胞ADRP和PPARγ的表達(dá)、降低肝細(xì)胞TG的積聚有關(guān)。
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