李 燕,邵明園,國(guó) 超,楊強(qiáng)麗,曹昌娥,賴 泳,2*
(1.大理大學(xué)藥學(xué)與化學(xué)學(xué)院,云南大理 671000;2.云南省昆蟲(chóng)生物醫(yī)藥研發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,云南大理 671000)
肝纖維化是肝細(xì)胞持續(xù)性損傷導(dǎo)致機(jī)體炎癥、組織自我修復(fù)慢性激活的過(guò)程,若治療得當(dāng)或及早、及時(shí)治療可使肝纖維化發(fā)生逆轉(zhuǎn)〔1-2〕;反之,則可發(fā)展為肝衰竭、肝硬化、肝癌〔3〕。隨著肝纖維化的發(fā)生、發(fā)展,胸腺、脾臟指數(shù)可有一定程度的降低;受損的肝臟充血、水腫、代償性增生、肥大等,肝臟指數(shù)隨之升高〔4-5〕。肝內(nèi)巨噬細(xì)胞在肝纖維化時(shí)產(chǎn)生大量的轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1(TGF-β1),促使肝星狀細(xì)胞(HSC)產(chǎn)生過(guò)量細(xì)胞外基質(zhì)(ECM),引起ECM的主要成分Ⅰ型膠原(COL-Ⅰ)、層粘連蛋白(LN)、透明質(zhì)酸(HA)、Ⅲ型前膠原(PCⅢ)、Ⅳ型膠原(Ⅳ-C)水平的上調(diào)〔5〕。參與肝細(xì)胞損傷、凋亡的自由基(ROS)可使γ-谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶(γ-GT)含量增加〔6〕,亦可激活HSC或促進(jìn)HSC分泌TGF-β1,而生物膜中的不飽和脂肪酸脂質(zhì)過(guò)氧化的產(chǎn)物丙二醛(MDA)可間接反映機(jī)體細(xì)胞受自由基攻擊的嚴(yán)重程度〔7-8〕。
中藥治療肝纖維化對(duì)于減緩病情進(jìn)展具有積極的作用〔4〕,肝龍膠囊是由有翅亞綱蜚蠊目蜚蠊科大蠊屬昆蟲(chóng)美洲大蠊(俗稱“蟑螂”)研發(fā)而成的國(guó)家二類中藥新藥,具有抗病毒、抗氧化、防治慢性酒精性肝損傷、修復(fù)多種刺激所致的肝損傷及免疫調(diào)節(jié)的作用〔9-10〕。課題組前期研究結(jié)果表明肝龍膠囊能顯著降低豬血清誘導(dǎo)的肝纖維化大鼠肝臟中COL-ⅠmRNA、TIMP-ⅠmRNA的表達(dá)水平,且臨床上肝纖維化非創(chuàng)性早期診斷主要通過(guò)檢測(cè)與ECM生成相關(guān)的物質(zhì)(HA、LN、PCⅢ、Ⅳ-C、COL-Ⅰ)的代謝水平、細(xì)胞因子TGF-β1、γ-GT指標(biāo)來(lái)反映肝纖維化及其程度,所以本文通過(guò)豬血清大鼠模型觀察肝龍膠囊在抗肝纖維化治療中對(duì)臟器指數(shù)、LN、HA、PCⅢ、Ⅳ-C、COL-Ⅰ、TGF-β1、γ-GT、MDA指標(biāo)的影響,為其臨床應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)和參考。
1.1 試劑 水飛薊賓膠囊(天津天士力圣特制藥有限公司,批號(hào):16041601);肝龍膠囊(昆明賽諾制藥有限公司,批號(hào):550706087);豬血清(北京燕生政博生物科技有限責(zé)任公司,批號(hào):20210922);冰醋酸(天津市瑞金特化學(xué)品有限公司,批號(hào):20130114);異氟烷(力諾集團(tuán)山東科源制藥股份有限公司,批號(hào):131102);COL-Ⅰ、PCⅢ、Ⅳ-C、LN、HA測(cè)試盒,TGF-β1試劑盒(南京建成生物工程研究所,批號(hào):20161220);γ-GT、MDA試劑盒(南京建成生物工程研究所,批號(hào)分別為20161223、201612237)。
1.2 材料 SD雄性健康成年大鼠,體質(zhì)量160~200g,由湖南斯萊克景達(dá)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司提供,動(dòng)物生產(chǎn)許可證:SCXK(湘)2011-0003;電子天平(梅特勒-托利多儀器有限公司,型號(hào):ML204∕02);酶標(biāo)儀(奧地利安圖斯公司,型號(hào):201);臺(tái)式離心機(jī)(上海離心機(jī)械研究所,型號(hào):TL-16R)。
1.3 方法
1.3.1 分組與造模 SD大鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)3 d后,隨機(jī)分為空白組、模型組、水飛薊賓膠囊組(7 mg∕kg)、肝龍膠囊高劑量組(120 mg∕kg)、肝龍膠囊中劑量組(60 mg∕kg)、肝龍膠囊低劑量組(30 mg∕kg),共6組,每組8只。空白組正常飼養(yǎng),其余各組用未滅活豬血清腹腔注射,每次0.5 mL∕只,2次∕周,連續(xù)10周。為維持病因刺激和避免模型自然恢復(fù),治療期間仍每天腹腔注射1次豬血清,每只注射0.6 mL。
1.3.2 給藥 10周造模結(jié)束后,空白對(duì)照組:給予蒸餾水灌胃,0.5 mL∕100 g;水飛薊賓膠囊組:7 mg∕kg,3次∕d;肝龍膠囊高劑量組:120 mg∕kg,2次∕d;肝龍膠囊中劑量組:60 mg∕kg,2次∕d;肝龍膠囊低劑量組:30 mg∕kg,2次∕d。給藥容量均為0.5 mL∕100 g。
1.3.3 樣本采集與處理 末次給藥后,大鼠禁食不禁水12 h。稱重、記錄,用異氟烷使大鼠吸入麻醉,立即剖開(kāi)腹腔,腹主動(dòng)脈取血。血液靜置4 h后,以3 000 r∕min的速度離心5 min后,取上層血清,根據(jù)各個(gè)待測(cè)指標(biāo)所需的量分裝后,放于-80℃冰箱保存?zhèn)溆?。暴露并取出肝臟、脾臟、胸腺于冰生理鹽水中洗滌,濾紙吸干水分,稱重、記錄并分裝于自封袋中,于-80℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>
1.3.4 生化指標(biāo)的檢測(cè) 將血清、肝臟組織上清液從-80℃冰箱取出,-20℃冰箱過(guò)夜后,4℃冰箱解凍,檢測(cè)前常溫放置待用。所有檢測(cè)指標(biāo)(LN、HA、PCⅢ、Ⅳ-C、COL-Ⅰ、TGF-β1、γ-GT、MDA)按各自試劑盒說(shuō)明書(shū)操作。
1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件處理,計(jì)數(shù)資料采用χ2檢驗(yàn),計(jì)量資料數(shù)據(jù)用()表示,多組間均數(shù)比較采用單因素方差分析、LSD檢驗(yàn),P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 大鼠一般情況觀察 大鼠造模前:所有大鼠活潑好動(dòng),精神狀態(tài)良好,毛發(fā)光澤,飲食正常。造模期間:各組大鼠的平均體質(zhì)量均呈逐漸上升趨勢(shì),從第5周開(kāi)始空白組較造模組大鼠體質(zhì)量增長(zhǎng)快,造模前后兩組大鼠體質(zhì)量增加比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);從第6周開(kāi)始,造模組大鼠精神萎靡、嗜睡、毛發(fā)不整且無(wú)光澤,小便顏色較空白組的黃,大便較空白組大鼠更軟;給藥后:大鼠精神狀態(tài)改善,脫毛現(xiàn)象減輕,大小便顏色逐漸恢復(fù)正常,體質(zhì)量增長(zhǎng)與空白組差異變小。
2.2 肝龍膠囊對(duì)豬血清誘導(dǎo)的肝纖維化大鼠體質(zhì)量、臟器指數(shù)的影響 與空白組相比,模型組大鼠肝重指數(shù)、脾重指數(shù)均顯著升高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01);與空白組相比,模型組大鼠體質(zhì)量、胸腺指數(shù)有所降低,但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);與模型組相比,肝龍膠囊給藥組脾重指數(shù)、胸腺指數(shù)升高,中、高劑量組升高明顯(P<0.05);肝龍膠囊給藥組體質(zhì)量、肝重指數(shù)與模型組比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表1。
表1 各組大鼠體質(zhì)量增加、肝指數(shù)、脾指數(shù)、胸腺指數(shù)比較表()
表1 各組大鼠體質(zhì)量增加、肝指數(shù)、脾指數(shù)、胸腺指數(shù)比較表()
注:與空白組比較,*P<0.05,**P<0.01;與模型組比較,▲P<0.05 ,▲▲P<0.01 。
空白組模型組水飛薊賓膠囊組肝龍膠囊0.55±0.19 0.48±0.17 0.74±0.27 0.64±0.11**1.08±0.51**▲▲1.00±0.25▲▲■■■■■低劑量組中劑量組高劑量組225.43±19.01 193.44±21.58 174.36±27.23*219.36±42.37 159.57±6.36*175.58±58.84*2.46±0.14 3.05±0.25**2.96±0.12**2.97±0.28**3.31±0.23**3.04±0.24**1.60±0.16 3.28±0.23**3.33±0.53**3.56±0.26**7.63±1.58**▲▲4.80±2.20**▲
2.3 肝龍膠囊對(duì)豬血清誘導(dǎo)的肝纖維化大鼠血清LN、HA、PCⅢ、Ⅳ-C、COL-Ⅰ、TGF-β1含量的影響與空白組相比,模型組大鼠血清LN、HA、PCⅢ、Ⅳ-C含量均升高(P<0.05);模型組大鼠血清COL-Ⅰ、TGF-β1含量與空白組比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);與模型組相比,肝龍膠囊低劑量組使大鼠血清中LN、TGF-β1、PCⅢ、Ⅳ-C含量降低(P<0.05);肝龍膠囊中、高劑量組大鼠血清中LN、HA、PCⅢ、Ⅳ-C含量與模型組比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);肝龍膠囊給藥組大鼠肝組織COL-Ⅰ含量與模型組比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表2。
表2 各組大鼠血清LN、HA、PCⅢ、Ⅳ-C、COL-Ⅰ、TGF-β1含量(,n=8)
表2 各組大鼠血清LN、HA、PCⅢ、Ⅳ-C、COL-Ⅰ、TGF-β1含量(,n=8)
注:與空白組比較,*P<0.05,**P<0.01;與模型組比較,▲P<0.05,▲▲P<0.01。
2.4 肝龍膠囊對(duì)豬血清誘導(dǎo)的肝纖維化大鼠肝組織LN、HA、PCⅢ、Ⅳ-C、COL-Ⅰ、TGF-β1含量的影響與空白組比較,模型組大鼠肝組織HA、Ⅳ-C含量升高(P<0.05);與空白組比較,模型組大鼠肝組織LN、PCⅢ、COL-Ⅰ、TGF-β1含量與空白組比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);與模型組比較,肝龍膠囊給藥組使大鼠肝組織LN含量降低(P<0.01);與模型組比較,肝龍膠囊中劑量組使大鼠肝組織HA含量降低(P<0.05);肝龍膠囊低、高劑量組使大鼠肝組織HA含量升高,但與模型組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);與模型組比較,肝龍膠囊低、高劑量組使大鼠肝組織Ⅳ-C含量降低(P<0.01);肝龍膠囊中劑量組使大鼠肝組織Ⅳ-C含量升高,但與模型組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);與模型組比較,肝龍膠囊中、高劑量組使大鼠肝組織COL-Ⅰ含量升高(P<0.05);肝龍膠囊低劑量組使大鼠肝組織COL-Ⅰ含量降低,但與模型組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。與模型組比較,肝龍膠囊低劑量組使大鼠肝組織TGF-β1含量降低(P<0.05);肝龍膠囊中劑量組使大鼠肝組織TGF-β1含量升高,但與模型組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);肝龍膠囊給藥組大鼠肝組織PCⅢ含量與模型組比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表3。
2.5 肝龍膠囊對(duì)豬血清誘導(dǎo)的肝纖維化大鼠肝組織γ-GT、MDA含量的影響 模型組大鼠肝組織γ-GT、MDA含量與空白組比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);與模型組相比,肝龍膠囊給藥組使大鼠肝組織γ-GT含量降低,其中低、高劑量組與模型組的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);肝龍膠囊給藥組大鼠肝組織MDA含量與模型組比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表4。
表3 各組肝臟組織LN、HA、PCⅢ、Ⅳ-C、COL-Ⅰ、TGF-β1含量(,n=8)
表3 各組肝臟組織LN、HA、PCⅢ、Ⅳ-C、COL-Ⅰ、TGF-β1含量(,n=8)
注:與空白組比較,*P<0.05,**P<0.01 ;與模型組比較,▲P<0.05,▲▲P<0.01 。
空白組模型組水飛薊賓膠囊組肝龍膠囊646±136.57 800.33±193.85 631.25±62.38 467.85±213.81▲▲629.88±250.00 590.76±129.71■■■■■低劑量組中劑量組高劑量組16.19±1.19 30.97±8.70**20.74±2.41*▲▲31.15±2.52**24.84±1.07**▲33.91±4.52**540±38.38 597±52.08 528.63±80.38▲484.77±52.63▲▲312.57±55.63**▲▲305.75±47.79**▲▲73.54±4.97 63.15±11.15 49.32±13.07*▲65.91.±8.79 71.19±13.27 64.62±12.45 110.83±6.50 209.01±138.35*65.34±2.45▲▲106.69±1.72▲▲243.72±56.07*82.75±5.41▲▲11.99±8.69 23.10±2.28 17.51±10.37 20.00±3.76 42.79±15.52**▲41.77±4.31**▲
表4 各組肝臟組織γ-GT、MDA含量(,n=8)
表4 各組肝臟組織γ-GT、MDA含量(,n=8)
注:與空白組比較,*P<0.05;與模型組比較,▲P<0.05。
有文獻(xiàn)報(bào)道,豬血清以異種抗原的身份侵入,刺激機(jī)體產(chǎn)生免疫反應(yīng),使機(jī)體呈現(xiàn)主動(dòng)的肝纖維化,或作為炎癥因子,刺激機(jī)體釋放細(xì)胞因子,激活HSC,使ECM過(guò)度沉積引起肝纖維化〔8〕。其誘導(dǎo)的肝纖維化模型在存在較小的肝細(xì)胞損傷、模型持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、自愈率低、對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響小、對(duì)動(dòng)物整體損傷輕微等特點(diǎn)的同時(shí),具有強(qiáng)烈的免疫應(yīng)答能力,其纖維化發(fā)生機(jī)制與臨床上慢性肝炎所致肝纖維化接近〔11-12〕。因此,采用豬血清誘導(dǎo)大鼠肝纖維化模型。肝纖維化時(shí),ECM增生、沉積的主要成分是COL-Ⅰ、PCⅢ;由間充質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生的糖胺聚糖HA反映肝纖維化和肝損傷;基底膜的主要成分LN、Ⅳ-C在基底膜增生、肝竇毛細(xì)血管化過(guò)程中含量增加〔13〕。5種標(biāo)記物是不同類型的蛋白質(zhì),其增加的機(jī)制也不同,因此,幾個(gè)標(biāo)記物的聯(lián)合測(cè)試具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)。與空白組比較,模型組大鼠血清及肝臟組織各指標(biāo)除MDA外,其余指標(biāo)的含量均高于空白組,是因?yàn)樨i血清通過(guò)MHCⅡ類分子和炎癥分子激活HSC轉(zhuǎn)變?yōu)榧〕衫w維細(xì)胞(MFB),表達(dá)α-平滑肌肌動(dòng)蛋白(α-SMA),使肝臟內(nèi)免疫細(xì)胞釋放免疫調(diào)節(jié)因子、細(xì)胞因子,導(dǎo)致ECM過(guò)度沉積,LN、HA、PCⅢ、Ⅳ-C、COL-Ⅰ水平上調(diào),導(dǎo)致肝功能降低,肝功能指標(biāo)∕肝纖維化間接標(biāo)志物γ-GT含量增加、肝臟生理結(jié)構(gòu)被破壞,從而形成肝纖維化〔14-15〕;MDA含量未發(fā)生變化與豬血清對(duì)肝細(xì)胞的損傷小,使自由基不能作用于脂質(zhì)誘導(dǎo)機(jī)體發(fā)生氧化應(yīng)激過(guò)量產(chǎn)生ROS(活性氧類)有關(guān)。
脾臟、胸腺是機(jī)體的免疫器官,其臟器指數(shù)的高低與免疫功能的強(qiáng)弱、免疫活性細(xì)胞的數(shù)量有關(guān)。肝龍膠囊給藥組脾重指數(shù)、胸腺指數(shù)高于模型組,且胸腺增重一般被認(rèn)為可能有增強(qiáng)機(jī)體免疫力的作用,故提示肝龍膠囊可提高機(jī)體的免疫力。肝重指數(shù)與模型組比較有輕微的增高或降低,但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,且給藥組大鼠體質(zhì)量均低于模型組的同時(shí)并未做病理檢測(cè),可能是體質(zhì)量的降低造成臟器指數(shù)的假陽(yáng)性增高或降低,所以并不能說(shuō)明肝臟是否有增生、充血、肥大等現(xiàn)象。
TGF-β1促進(jìn)肝纖維化有3種途徑:首先,TGF-β1抑制基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)或促進(jìn)基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑(TIMP)表達(dá),抑制ECM降解;其次,TGF-β1通過(guò)管狀細(xì)胞誘導(dǎo)MFB形成上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT);最后,TGF-β1通過(guò)Smad3依賴或Smad非依賴途徑誘導(dǎo)機(jī)制產(chǎn)生〔16〕。受損肝細(xì)胞刺激引起巨噬細(xì)胞所分泌的TGF-β1與胞膜上的TGF-β1Ⅱ(TβRⅡ)結(jié)合,磷酸化的TβRⅡ激活TβRⅠ,活化的TβRⅠ與Smad2∕3結(jié)合,使COL-Ⅰ產(chǎn)生,從而形成肝纖維化〔11,17〕。而Smad蛋白是TGF-β1的關(guān)鍵細(xì)胞內(nèi)效應(yīng)物,在抗肝纖維化方面,Smad2直接下調(diào)COL-Ⅰ表達(dá),或由TGF-β1誘導(dǎo)產(chǎn)生的保護(hù)型Smad7通過(guò)抑制TβRⅠ與Smad2∕3的結(jié)合阻斷TGF-β1的過(guò)度激活,從而下調(diào)COL-Ⅰ表達(dá);在促肝纖維化方面,Smad3直接上調(diào)COL-Ⅰ的表達(dá),或Smad4通過(guò)調(diào)節(jié)Smad3上調(diào)COL-Ⅰ的表達(dá),亦使ECM過(guò)度沉積。藥物治療組大鼠血清和肝臟組織中TGF-β1的含量及大鼠肝臟組織LN含量在一定程度上均低于模型組,提示各藥物治療都起到一定的作用。曾有文獻(xiàn)報(bào)道〔18〕,肝龍膠囊抗肝纖維化可能與降低肝纖維化細(xì)胞因子的表達(dá)有關(guān),所以可以解釋大鼠肝臟組織LN含量的降低。肝龍膠囊給藥組對(duì)大鼠肝組織PCⅢ無(wú)影響的同時(shí)會(huì)使COL-Ⅰ的含量增加,表明肝龍膠囊抗肝纖維化的作用機(jī)制與PCⅢ、COL-Ⅰ無(wú)關(guān)。
治療組中其余各指標(biāo)對(duì)模型組升高的指標(biāo)不呈線性關(guān)系,有的還顯示某一濃度降低而其余濃度對(duì)其無(wú)影響的結(jié)果,推測(cè)可能的原因是肝龍膠囊對(duì)肝纖維化大鼠中升高的各個(gè)指標(biāo)都有不同的適宜的治療濃度范圍,當(dāng)濃度超過(guò)或低于一定范圍時(shí),肝龍膠囊對(duì)其就沒(méi)有作用或起相反的作用。對(duì)于以上結(jié)果,可以考慮與其他藥物聯(lián)合使用,以此為臨床治療提供更好的治療方案。