降脂平肝汤对非酒精性脂肪性肝炎大鼠的抗炎机制研究※
2019-03-12李若瑜刘晋芳张冉冉徐慧超苗宇船
刘 杨 李若瑜 刘晋芳 张冉冉 陈 浩 徐慧超 苗宇船
(山西中医药大学基础医学院病理教研室,山西 晋中 030619)
近年来,非酒精性脂肪性肝病(nonalcoholic fatty liver disease,NAFLD)的发病率日益升高,全球患病率约为10%~30% (尤以经济发达区域为重),其中约10%~20%的患者已达到非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis,NASH)的程度,如不及时治疗,10年内继发非酒精性脂肪性肝硬化(non-alcoholic fatty cirrhosis)或肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC) 的概率为 25%[1-2]。NASH不仅是人体代谢网络紊乱在肝脏集中体现,而且还与2型糖尿病、动脉粥样硬化等慢性代谢性疾病的发生发展密切相关[3-5]。前期研究发现,降脂平肝汤可通过减轻机体的胰岛素抵抗(insulin resistance,IR)从而发挥调节脂质代谢、防治NASH的作用,对改善NASH患者的临床症状具有良好的疗效[6-9]。但降脂平肝汤参与NASH的抑炎机制目前尚不清楚。本文拟通过观察降脂平肝汤对NASH大鼠肝脏TLR-4/TRIF炎性信号通路活性的影响,从而对降脂平肝汤的抑炎机制进行探讨,为其临床应用提供实验依据。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 实验动物 本实验已获山西中医药大学实验动物伦理委员会批准。24只SPF雄性SD大鼠,体质量(200±20)g,许可证号SCXK(京) 2014-0013,购自北京海淀兴旺实验动物养殖场。实验动物经1周适应性饲养后随机分为正常组、模型组和治疗组(n=10)。
1.1.2 药物与试剂 降脂平肝汤含丹参 30 g,泽泻 30 g,生山楂30 g,大黄10 g(药物购自北京同仁堂药业有限公司),常规制成水煎剂,并浓缩至每毫升含3 g生药。RNA提取试剂盒、反转录试剂盒和 Real-time PCR试剂盒购自 TaKaRa公司(D9108B、DRRO47A、DRR420A);TLR-4 mRNA、TRIF mRNA和 β-actin mRNA引物 由TaKaRa公司合成,引物序列见表 1;RIPA组织细胞裂解液和 HRP-标记 IgG购自海斯信公司(PAB180006、PAB160013),BCA蛋白浓度测定试剂盒购自碧云天公司(P0010),TLR-4和 TRIF单克隆抗体购自 abcom公司(ab22048、ab13810),β-actin单克隆抗体购自 Santa cruz公司(sc-47778),ECL超敏发光液购自普利莱公司(P1010);其他相关生化试剂或耗材均构自 Sigma或ZSGB-BIO公司。
表1 TLR-4 mRNA、TRIF mRNA和β-actin mRNA引物序列
1.2 实验方法
1.2.1 模型建立 采用“高糖高脂饲料”饲养14周的方法,建立NASH大鼠模型。其中“高糖高脂饲料”的配制方法为基础大鼠饲料(68.6%)、猪油(20%)、蔗糖(10%)、胆固醇 (1%)、胆酸钠 (0.2%) 和丙硫氧嘧啶 (0.2%)[10]。
1.2.2 分组处理 大鼠随机分为正常组、模型组和治疗组(每组8只)。正常组大鼠常规饲料饲养,模型组和治疗组大鼠在建立NASH模型后,模型组大鼠给予生理盐水10 mL·kg-1·d-1灌胃;治疗组大鼠参照文献[7-8]的方法,给予降脂平肝汤水煎剂 10 mL·kg-1·d-1剂量灌胃(含 3 g生药/mL)。上述各实验组大鼠均在灌胃4周后处死,无菌、低温条件下提取肝脏组织,部分液氮保存,部分4%多聚甲醛固定。
1.2.3 察各实验组大鼠大鼠肝脏形态学改变 上述各实验组大鼠肝组织经4%多聚甲醛固定后,常规制作石蜡切片和进行HE染色。参照文献[10]的方法,计算炎症积分。
1.2.4 Real-Time PCR法检测TLR-4 mRNA和TRIF mRNA的含量 按RNA提取试剂盒说明书的方法提取各实验组大鼠肝组织中总RNA,并按反转录试剂盒说明书的要求进行反转录反应,反应条件:37℃×15 min,1次循环;85℃×5秒,1次循环。反转录产物 4℃保存。取 2 μL反转录产物与 Real-time PCR试剂盒相关试剂混合后(总体积为 20 μL) 进行 PCR扩增,反应条件:95°×30秒,1次循环;(95℃×5 sec,60℃×34 sec),40个循环。根据 Real-Time PCR原始检测结果,按照2-△△ct相对定量计算公式,计算出各样品的目的基因相对含量结果。
1.2.5 蛋白免疫印迹法 (Western-blot) 检测TLR-4和TRIF的表达量 取各实验组大鼠肝组织 1 g,与 1 mLRIPA组织细胞裂解液混合后,冰上研磨后消化5 min,4℃12 000 r离心10 min,上清液采用BCA法进行蛋白质定量(总蛋白浓度调整为1 g·L-1)。采用SDS-PAGE凝胶电泳分离蛋白质(电泳条件为10%浓缩胶80 V×40 min,4% 分离胶 120 V×50 min),湿转法转移蛋白质(条件为:90 V×30 min)。常规 5%脱脂奶粉室温封闭2 h,后分别加入 1∶1 000稀释的 TLR-4单抗、TRIF单抗及 βactin单抗 4℃孵育过夜,TBST缓冲液洗涤 5 min×3次;1∶500稀释的HRP-IgG室温孵育 1 h,TBST缓冲液洗涤5 min×3次;加入ECL超敏发光液曝光,结果输入电脑后,采用IMS图象分析系统计算 TLR-4,TRIF与β-actin条带灰度值的比值,作为其各自的相对表达量。
1.2.6 统计学方法 所得计量数据均以(x±s)形式表示,并使用SPSS 13.0软件进行方差分析和SNK检验,P<0.05表示差异具有统计学意义。
2 结果
2.1 降脂平肝汤对各实验组大鼠肝脏形态学的影响 与正常组比较,模型大鼠肝组织内可见肝细胞中度至重度水肿,胞质内出现大量脂肪空泡,肝小叶正常结构破坏,小叶内可见散在的点状坏死和炎细胞浸润,其炎性积分显著升高;与模型组比较,治疗组大鼠肝组织可见肝细胞脂肪变性程度明显减轻,细胞内仅可见少许小泡性脂肪滴,炎细胞浸润程度明显减轻,其炎性积分显著降低(结果见图1~2)。
图1 降脂平肝汤对各实验组大鼠肝细胞脂肪变性及炎性反应的影响(HE×200)
图2 降脂平肝汤对各实验组大鼠肝脏炎症积分的影响
2.2 降脂平肝汤对大鼠肝脏TLR-4 mRNA和TRIF mRNA相对含量的影响 与正常组比较,模型组大鼠TLR-4 mRNA和 TRIF mRNA相对含量升高(P<0.05);与模型组比较,治疗组大鼠肝脏内TLR-4 mRNA和TRIF mRNA相对含量显著降低(P<0.05) (结果见图3)。
图3 降脂平肝汤对各实验组大鼠TLR-4 mRNA和TRIF mRNA相对含量的影响
2.3 降脂平肝汤对大鼠肝脏TLR-4和TRIF相对表达量的影响与正常组比较,模型组大鼠肝组织内TLR-4和TRIF的相对表达量升高(P<0.05);与模型组比较,治疗组大鼠肝组织内 TLR-4和 TRIF相对表达量显著降低(P<0.05) (结果见图4~5)。
图4 各实验组大鼠肝脏TLR-4和TRIF蛋白的表达变化
图5 降脂平肝汤对各实验组大鼠TLR-4和TRIF相对表达量的影响
3 讨论
根据中医学的基础理论,NASH属“痰浊”“积聚”“湿阻”等范畴,临证多因饮食不节、劳逸无度、情志失调、久病体虚引起,导致肝失疏泄、脾失健运、湿邪内侵、痰浊内蕴、痰浊不化,湿、痰、瘀、积互结,痹阻于肝脏脉络而至发病[11-13]。因此,应以“疏肝健脾、化痰利湿、活血化瘀、通腑降浊”作为NASH基本治法。降脂平肝汤由大黄、丹参、泽泻、生山楂等药物组成,其中丹参、大黄具活血化瘀之功,泽泻有除湿消痰之效,而生山楂可祛瘀消积。诸药合方,可达“祛痰湿、化瘀积、调肝脾、通气血”之功效。本次实验结果显示,NASH大鼠经降脂平肝汤治疗 4周后,大鼠肝脏内脂肪变性及炎性反应程度显著降低,表明降脂平肝汤可有效抑制NASH大鼠肝脏内的炎性反应。
根据现代分子生物学理论分析,降脂平肝汤对NASH大鼠的抑炎机制可能与调节TLR-4/TRIF信号转导通路的活性有关。TLR-4属于Toll样受体(Toll-like receptors,TLRs) 家族之一 (包括 TLR1~TLR11)[14-16]。TLRs识别内、外源性配体后,可以启动炎性应答信号通路、诱导炎性因子表达,从而对机体产生保护或损伤作用。TLR-4可通过介导髓样分化因子(myeloid differentiation primary response gene,MyD)-88依赖性信号转导通路和非MyD88依赖性信号转导通路(TLR-4/TRIF信号转导通路),激活核转录因子(nuclear transcription factor,NF) -κB[17-18]。
在正常状态下,NF-κB在细胞质内与IκB结合,构成非激活状态的复合物。而脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)等致炎因子可以通过激活TLR-4及其下游的MyD-88或 TRIF,引起 IκB的磷酸化和降解,从而使 NF-κB与IκB解离、活化,并向细胞核内转移,进一步介导大量炎性因子的合成与释放(见图6),从而导致包括NASH、自身免疫性肝炎(autoimmune hepatitis,AIH)、类风湿关节炎(rheumatoid arthritis,RA) 等在内的多种慢性炎性疾病的发生、发展[19-23]。
本次实验结果显示,与正常组大鼠比较,NASH模型大鼠肝组织内TLR-4/TRIF信号转导通路的活性显著升高,表明 MyD88非依赖性转导途径的 TLR-4/TRIF信号转导通路是“高糖高脂饮食”所致肝脏炎性反应及肝组织损伤的分子生物学机制之一。而与 NASH模型比较,治疗组大鼠肝组织内TLR-4/TRIF信号转导通路的活性显著降低,表明降脂平肝汤的“祛痰湿、化瘀积、调肝脾、通气血”功效,可能就是与抑制 TLR-4/TRIF信号转导通路的活性,从而抑制肝组织内的炎性反应有关。
图6 TLR-4参与炎症的调控机制(引自Meng G,et al,2010)
降脂平肝汤调节TLR-4/TRIF信号转导通路活性的机制,我们分析认为可能与丹参以及大黄所含的大黄素有关。有研究发现,RAW 264.7细胞株经丹参乙醇提取物预处理后,TLR-4的表达明显受到抑制,同时细胞所产生的促炎因子显著降低(包括IL-1β、IL-6、TNF-α等),抗炎因子显著升高 (包括 IL-4、IL-10、TGF-β和IL-1Ra等),提示丹参可以通过抑制TLR-4的表达从而参与炎症的调控[24]。而Meng G等[25]研究发现,经 LPS诱导后,人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVECs) 中 TLR-4的表达水平、IκB的降解水平以及NF-κB的活化水平均显示升高,同时促炎因子(包括IL-1β、IL-6)以及趋化因子(IL-8、CCL2)的含量显著增多;而经过大黄素预处理后,HUVECs中TLR-4的表达水平、IκB的降解水平以及NF-κB的活化水平均显示降低,同时促炎因子 (包括IL-1β、IL-6) 以及趋化因子 (IL-8、CCL2)的含量显著减少,并且上述效应呈大黄素浓度依赖性变化。上述研究均提示,大黄以及丹参可以通过调节TLR-4的表达,进而发挥抑制炎性反应的作用。因此,二者可能是降脂平肝汤抗炎机制的关键组分。但由于上述研究均为离体细胞研究,因此,丹参及大黄素的在体动物实验研究,将是我们今后研究降脂平肝汤抗炎机制的重点。
综上所述,TLR-4/TRIF炎性信号转导通路可能是降脂平肝汤治疗NASH的关键抗炎靶点之一,而大黄及丹参可能是降脂平肝汤抗炎机制中的关键组分。