基于非酒精性脂肪肝體外細胞模型對藏藥 “松蒂” 基原植物中6 個多酚類化合物的活性評價

阿都莫子力 魏榮銳 秦偉瀚 馮海青 任 剛 朱繼孝 萬鑫浩 金重先蔣 偉? 鐘國躍?

（1.江西中醫(yī)藥大學中藥資源與民族藥研究中心， 江西 南昌330004； 2.重慶市中藥研究院， 重慶400065； 3.荊州市食品藥品檢驗所， 湖北 荊州434000）

“松蒂” 是藏醫(yī)臨床用于治療肝膽疾病的一類常用藥材，其基原植物主要為多種藏區(qū)虎耳草屬植物［1］，具有清肝膽之熱、排膿斂瘡之效，多用于肝炎、膽囊炎等［2］。高原民族喜吃牛羊肉、糌粑、酥油茶、甜茶等高熱量食物，較少食用蔬菜瓜果等膳食纖維，這種高脂、高糖、高蛋白、低膳食纖維的飲食結構以及經(jīng)濟生活水平提高帶來的體力活動減少使藏族人群中脂肪肝患者比例較高［3?4］，并呈逐年上升趨勢。在藏醫(yī)臨床上，“松蒂” 類藥材常作為組方藥物用于治療脂肪肝，如治療肝膽類疾病的首選藏藥二十五味松石丸［5?6］。

非酒精性脂肪肝（nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD）是指無過量飲酒史，肝細胞發(fā)生脂肪病變，形成脂質堆積的一種臨床病理綜合征，發(fā)病趨勢主要從單純性脂肪病變、脂肪性肝炎、肝纖維化最終衍變?yōu)楦渭毎?］。目前，對NAFLD的研究通常采用的是動物模型，但存在個體差異大、研究周期長、實驗條件不易控制等問題，而細胞模型很好地克服上述問題，同時能夠有效縮短實驗進程，適用于批量藥物的篩選［8］。前期對“松蒂” 基原植物的藥理研究表明，其提取物對動物或細胞化學性肝損傷具有一定的抵抗作用［9?10］，另外相關化學文獻顯示其含有大量的黃酮類、酚酸類、二苯庚烷類等多酚類成分，而且抗各種類型肝損傷的研究報道較多。本實驗復制了NAFLD 體外LO2 細胞模型模擬體內脂質堆積，然后給予單體成分對模型細胞進行干預，研究從“松蒂” 基原植物中發(fā)現(xiàn)的6 個多酚類成分對細胞內脂質形成的影響，從而探討該類藥材在治療NAFLD 方面的藥效成分基礎及可能作用機制。

1 材料

1.1 細胞株 LO2 細胞株購自武漢普諾賽（Procell）生命科技有限公司，保存于江西中醫(yī)藥大學中藥資源與民族藥研究中心實驗室。

1.2 試劑與藥物 對照品蘆?。ㄅ?0000?201408）、金絲桃苷（批號11521?201205）、沒食子酸（批號 110831?200803）、山柰酚（批 號110861?201310）均購自中國食品藥品檢定研究院；異槲皮苷（批號1330?101226）購自江西中藥固體制劑制造技術國家工程研究中心。白樺林烯酮由本實驗室自“松蒂” 基原植物篦齒虎耳草中分離得到。胎牛血清（上海雙洳生物科技有限公司，批號OH12343）；油酸OA（美國Sigma 公司，批號SLBZ5247）；油 紅O（美 國Sigma 公 司，批 號002420145）；二甲亞砜DMSO（北京Solarbio 公司，批號1012D032）；甘油三酯試劑盒TG（南京建成生物工程研究所，批號20191205）；BCA 蛋白試劑盒（北京鼎國昌盛生物技術有限責任公司，批號98F00140）；超氧化物歧化酶SOD 試劑盒（南京建成生物工程研究所，批號20190717）；細胞丙二醛MDA 試劑盒（南京建成生物工程研究所，批號20190513）；PBS 緩沖液（北京Solarbio 公司，批號P1020?500）；Trypsln?EDTA（北京鼎國昌盛生物技術有限責任公司，批號910080101100）；蓋玻片、載玻片（江蘇世泰實驗器材有限公司，批號80312?2101）。

1.3 儀器 顯微鏡（日本Nikon 公司，型號DMI300）；全波長酶標儀（美國Thermo 公司，型號Multiskan Go1510）；臺式高速冷凍離心機（德國Eppendorf 公司，型號5430）；手持式勻漿機（美國Biodex 公司，型號Tissue?Tearor）。

2 方法

2.1 體外非酒精性脂肪肝細胞模型的復制 LO2細胞培養(yǎng)于含10%胎牛血清、1%雙抗（青霉素和鏈霉素）的RPMI?1640 培養(yǎng)基中，置于37 ℃、5% CO2的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h，以5×104／孔密度接種于6 孔培養(yǎng)板中，取處于對數(shù)生長期的細胞進行試驗，設置空白組與模型組。根據(jù)前期實驗結果建立脂肪肝細胞模型所用油酸的最佳作用濃度和時間分別為200 μmol／L、24 h，并檢測模型TG 水平，結合油紅O 染色法觀察細胞內脂滴變化，評價體外非酒精性脂肪肝細胞模型是否復制成功。

2.2 磺酰羅丹明B 比色法（sulfonyl rhodamine B colorimetry，SRB）檢測化合物對LO2 細胞增殖的影響 將LO2 細胞按5×104／孔濃度接種于6 孔板中，于37 ℃、5%CO2恒溫箱中培養(yǎng)24 h 后，各化合物設置3 個給藥濃度（100、50、25 μmol／L），進行3 次平行實驗。給藥48 h 后，采用SRB 法檢測細胞增殖，選擇對細胞活性無明顯影響的濃度進行實驗。

2.3 細胞內TG、SOD、MDA 水平的測定 將LO2細胞按5×104／孔濃度接種于6 孔板中，于37 ℃、5% CO2恒溫箱中培養(yǎng)24 h，分為空白組、模型組及山柰酚（50、25 μmol／L）、異槲皮 苷（100、50 μmol／L）、沒食子酸（100、50 μmol／L）、金絲桃苷（100、50 μmol／L）、蘆?。?00、50 μmol／L）、白樺林烯酮（100、50 μmol／L）組，除空白組外，各給藥組給藥24 h 后進行油酸造模，24 h 后收集細胞懸液于1.5 mL 離心管中，預冷PBS 清洗1～2 次，于4 ℃、1 000 r／min下離心10 min，棄上清液留細胞沉淀，加入裂解液200 μL／管，冰上裂解20 min后按照試劑盒說明書進行TG 水平檢測。在檢測SOD、MDA 時，于細胞沉淀中加入預冷的300 mL PBS 緩沖液進行手動勻漿破碎細胞，再按照試劑盒說明書進行測定，重復3 次。

2.4 油紅O 染色觀察細胞內脂滴的形成 將對數(shù)生長期的LO2 細胞接種于6 孔板中，于37 ℃、5%CO2恒溫箱中培養(yǎng)24 h，按“2.3” 項下方法分組，除空白組外各組給藥24 h 后進行油酸造模，24 h 后進行油紅O 染色，甘油明膠封片，顯微鏡下觀察，拍照，重復3 次。

2.5 統(tǒng)計學分析 采用graphpad prism 6.01 軟件進行分析，數(shù)據(jù)以（）表示，多組間比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用LSD 分析。P＜0.05表示差異具有統(tǒng)計學意義。

3 結果

3.1 體外非酒精性脂肪肝細胞模型復制 在前期實驗基礎上發(fā)現(xiàn)，造模劑油酸濃度為200 μmol／L時造模24 h 后，對LO2 細胞存活無影響，并且細胞內產(chǎn)生脂滴及甘油三酯相對較多，故以其為非酒精性脂肪肝細胞模型復制的條件。與空白組相比，模型組細胞內TG 水平增加（P＜0.01，圖1A），同時模型組細胞內呈現(xiàn)脂滴（圖1B）。

圖1 油酸對LO2 細胞中TG 水平及脂滴形成的影響Fig.1 Effects of oleic acid on TG level and lipid droplet formation in LO2 cells

3.2 各化合物實驗給藥濃度的選擇 通過SRB 法檢測不同濃度化合物對LO2 細胞的存活率，選擇對細胞存活率無明顯影響者作為實驗濃度，每個化合物分別設置3 個濃度（25、50、100 μmol／L），結果見圖2。其中，異槲皮苷、沒食子酸，金絲桃苷、蘆丁和白樺林烯酮濃度在50、100 μmol／L 時對細胞存活率無明顯影響，而100 μmol／L 山柰酚對細胞生長有抑制作用（P＜0.01），故選擇25、50 μmol／L 進行下一步實驗。

3.3 各化合物對LO2 細胞中TG 水平的影響 與空白組相比，模型組TG 水平升高（P＜0.01）；與模型組相比，山柰酚濃度在25、50 μmol／L 時均可降低TG 水平（P＜0.01），而異槲皮苷、沒食子酸、蘆丁、白樺林烯酮濃度在100 μmol／L 時可降低TG 水平（P＜0.05，P＜0.01）。見圖3。

3.4 各化合物對LO2 細胞中脂滴形成的影響 與空白組相比，模型組細胞中形成的紅色脂滴數(shù)量增多，細胞外形成“連珠” 狀紅色脂滴環(huán)；與模型組相比，各給藥組細胞外紅色脂滴的數(shù)量以及脂滴堆積程度均有所下降，其中山柰酚、沒食子酸及100 μmol／L異槲皮苷、蘆丁、白樺林烯酮能減少紅色脂滴形成，細胞外“連珠” 狀脂滴尚未成環(huán)，而金絲桃苷組較其他組降低脂滴形成的趨勢較弱。見圖4。

圖2 不同濃度單體成分對LO2 細胞存活率的影響Fig.2 Effects of different concentrations of monomer components on the survival rate of LO2 cells

圖3 單體成分對LO2 細胞中TG 水平的影響Fig.3 Effects of monomer components on TG level in LO2 cells

3.5 各化合物對LO2 細胞中SOD 水平的影響 與空白組相比，模型組SOD 水平降低（P＜0.01）；與模型組相比，50 μmol／L 山柰酚及100 μmol／L 沒食子酸、金絲桃苷、蘆丁、白樺林烯酮可升高SOD 水平（P＜0.05，P＜0.01），而各濃度異槲皮苷均可升高SOD 水平（P＜0.05）。見圖5。

3.6 各化合物對LO2 細胞中MDA 水平的影響 與空白組相比，模型組MDA 水平升高（P＜0.01）；與模型組相比，異槲皮苷、金絲桃苷、蘆丁濃度在50、100 μmol／L 時能降低MDA 水平（P＜0.05，P＜0.01），而50 μmol／L 山柰酚 及100 μmol／L沒食子酸、白樺林烯酮可降低MDA 水平（P＜0.01）。見圖6。

4 討論

非酒精性脂肪肝是世界范圍內最常見的慢性肝病，主要特征表現(xiàn)為脂質的積累和胰島素抵抗［11］。其發(fā)病機制多樣，“二次打擊” 學說是目前最為廣泛接受的學說，1988 年由Day 等首次提出［12］?！笆状未驌簟?由胰島素抵抗（insulin resistance，IR）引起，此時外周脂肪分解及合成脂肪增加，進入肝臟的游離脂肪酸增加，游離脂肪酸氧化加強，促進細胞內活性氧、腸源性內毒素、促炎性細胞因子的過度產(chǎn)生，引起激素敏感性脂肪酶的抑制作用下降，多余的游離脂肪酸蓄積在肝臟中，形成TG 在肝臟上的堆積［13］，而油酸是一種不飽和脂肪酸，是細胞內游離脂肪酸的來源，可引起脂毒性，導致線粒體功能破壞抑制脂代謝相關酶的活性，引發(fā)氧化應激形成二次打擊［14］。NAFLD 的氧化應激源于細胞內過量游離脂肪酸的氧化過程，這將導致活性氧ROS 的過度產(chǎn)生［15］。SOD 是生物體內最為重要的抗氧化酶之一，是清除ROS 的第一道防線［16］，其活性降低將導致自由基在體內蓄積引發(fā)脂質過氧，而MDA 是一種穩(wěn)定的脂質過氧化產(chǎn)物，常常作為判斷脂質過氧化的指標［17］。

圖4 單體成分對LO2 細胞中脂滴形成的影響（×400）Fig.4 Effects of monomer components on the formation of lipid droplets in LO2 cells（×400）

圖5 單體成分對LO2 細胞中SOD 水平的影響Fig.5 Effects of monomer components on SOD level in LO2 cells

圖6 各單體成分對LO2 細胞中MDA 水平的影響Fig.6 Effects of monomer components on MDA level in LO2 cells

在抗NAFLD 體外藥效評價實驗的文獻報道中［11?16］，均未見設立陽性對照組，原因可能是目前還沒有針對本實驗中所采用NAFLD 體外模型的合適陽性藥物。本研究也未設立陽性對照組，而藥物組相較于模型組的各項指標變化，也足以說明藥物效果。

基于以上NAFLD 的發(fā)病機制及已有相關體外模型的國內外文獻報道，本研究不斷優(yōu)化造模實驗條件，最終選擇200 μmol／L 油酸作用于LO2 細胞24 h，成功復制非酒精性脂肪肝細胞模型，顯微鏡下觀察模型組相較于空白對照組，紅色脂滴數(shù)量明顯增多，細胞外形成“連珠” 狀紅色脂滴環(huán)，細胞內TG、氧化應激水平顯著增加（MDA 水平顯著升高，SOD 水平顯著降低），與文獻中模型建立成功的評價指標基本一致［8，14，18?19］，說明本研究體外細胞模型復制成功，可用于抗NAFLD 藥物的體外藥效評價實驗。

本研究中的多酚類化合物在藏區(qū)虎耳草屬多種植物（“松蒂” 基原植物）的化學成分相關文獻中均有報道［20?25］，在“松蒂” 基原植物的化學成分組成中具有一定的代表性，而且在抗各種肝損傷活性方面有較多研究報道［26?29］。本研究利用NAFLD體外細胞模型對上述化合物進行藥效評價研究，表明它們均可不同程度減少細胞內TG 水平，抑制MDA 水平，同時提高SOD 活性，并減少細胞內脂滴形成，從而一定程度上說明“松蒂” 類藥材中所含具有一定代表性的多酚類成分可能是其抗NAFLD 的藥效物質組成成分，其抑制體外脂肪肝細胞模型中脂質形成的機制可能與多酚類成分的抗氧化應激作用相關，值得繼續(xù)深入研究。