武俊紫,牛世偉,2,賈亞敏,沈平瑞,胡躍高,陶文艷,李 燕△,李樹德▲
(1.云南省第一人民醫(yī)院干部保健科,昆明650036;2.昆明理工大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,昆明650504;3太原理工大學(xué)現(xiàn)代科技學(xué)院,太原030021;4.沈陽康硒生物工程研究所,沈陽110015;5.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院,北京100094;6.昆明醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院,昆明650504)
非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)主要是指無酒精或其他明確損肝因素的、一種以彌漫性肝細(xì)胞大泡性脂肪變?yōu)橹饕卣鞯呐R床病理綜合征,有研究顯示,當(dāng)前我國城市人口NAFLD的發(fā)生率約31%,貧困地區(qū)NAFLD的患病率也在12%左右,NAFLD已經(jīng)成為威脅我國人民健康的一大疾病[1-2]。硒是人體必需的微量元素之一,其在機體內(nèi)有明顯的抗氧化能力,提高肝臟的谷胱甘肽含量,對肝臟具有一定的保護(hù)作用,靈芝對某些微量元素特別是硒具有高度的富集作用,并把無機硒轉(zhuǎn)化為有機硒,利于人體攝入[3-4]。本實驗以富硒靈芝干預(yù)NAFLD模型大鼠,測定其對大鼠硬脂酰輔酶A去飽和酶及?;o酶A氧化酶1(acyl-coenzyme a oxidase 1,ACOX1)的影響,探討富硒靈芝對NAFLD的治療作用,現(xiàn)報道如下。
1.1 材料
1.1.1 動物來源及分組 雄性SD大鼠60只、基礎(chǔ)飼料以及飼養(yǎng)用墊料均購自昆明醫(yī)科大學(xué)動物實驗中心,大鼠體質(zhì)量為160~180g,在適應(yīng)性喂養(yǎng)2周后分為空白對照組、模型對照組及富硒靈芝組3組,每組各20只。
1.1.2 高脂溶液配制與灌胃量 用97%豬油、2%膽固醇與1%膽酸鈉配制100%高脂溶液,大鼠灌胃量按每100g大鼠體質(zhì)量灌1mL高脂溶液,灌胃時間為每天8:00~10:00。另外,日常給予大鼠紅糖水自由飲用,紅糖濃度為10%。
1.1.3 藥品與試劑 富硒靈芝(含硒量為3.162mg/kg)由沈陽康硒生物工程研究所提供;膽酸鈉購自上海金穗生物公司;膽固醇購自北京鼎國生物技術(shù)公司;豬油與紅糖市場自購;膽堿酯酶(CHE)、總膽紅素(TBIL)及總膽汁酸(TBA)試劑盒購自南京建成生物工程研究所;總RNA提取試劑盒與逆轉(zhuǎn)錄試劑盒購自天根公司,多克隆抗體ACOX1和ECL發(fā)光試劑盒購自美國Santa Cruz公司,相應(yīng)二抗購于中杉金橋公司。
1.2 方法
1.2.1 NAFLD模型的建立及給藥方法 大鼠分組后,模型對照組與富硒靈芝組在喂食普通飼料的基礎(chǔ)上給予高脂溶液灌胃12周以促使其建立NAFLD模型,空白對照組只喂食普通飼料,造模成功后,富硒靈芝組給予富硒靈芝水(每天2次,每只大鼠每次5mL,富硒靈芝水配方為:每1g富硒靈芝用10 mL水煮沸30min,過夜浸泡)灌胃治療。
1.2.2 標(biāo)本采集 分別于6、12周處死大鼠各半,測定其相應(yīng)指標(biāo)。處死時用3%水合氯醛2mL腹腔內(nèi)注射,麻醉后無菌操作暴露腹腔,10mL注射器心臟迅速取血;血液5 000r/s離心,取上清液,-86℃保存;稱300mg肝臟置于RNA保存液中,其余-86℃保存。
1.2.3 病理學(xué)檢查方法 取肝左葉300mg,用4%的中性福爾馬林溶液固定,乙醇脫水,石蠟包埋、切片,HE染色,光鏡下觀察肝臟病理學(xué)改變。
1.2.4 實時熒光定量PCR(RT-PCR)檢測ACOX1的mRNA表達(dá) (1)取肝臟組織,用總RNA提取試劑盒提取總RNA;(2)定量后每組各取2μg逆轉(zhuǎn)錄cDNA,用2μL cDNA為模板進(jìn)行PCR擴增ACOX1目的片段;(3)PCR擴增反應(yīng)條件如下:98℃預(yù)變性2min,98℃變性10s、48℃退火30s和72℃延伸35s,循環(huán)34次;(4)PCR反應(yīng)產(chǎn)物在含核酸染料(1μL配比100mL瓊脂糖溶液)的1.6%瓊脂糖凝膠中電泳30min,電壓110V,電泳完成后用凝膠成像儀拍照采集圖像;(5)Image J軟件計算各條帶的熒光強度值,以β-actin作為內(nèi)參進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)對照。每組實驗重復(fù)3次。ACOX1引物設(shè)計為,PrimerA:5′-GAG ATG GAT AAC GGC TAC CT-3′,PrimerB:5′-AAT TCC GTG AGC TCG GTG AC-3′,產(chǎn)物長度為190bp。β-actin引物設(shè)計為,PrimerA:5′-AAG CCT TGG ACA GAC TCT GA-3′,PrimerB:5′-ACG CAG CTC ATT GTA GAA GGT GTG G-3′,產(chǎn)物長度為123bp。
1.2.5 蛋白免疫印跡法(Western blot)檢測 ACOX1的表達(dá)(1)取肝臟組織用組織細(xì)胞裂解液制作勻漿;(2)蛋白質(zhì)定量試劑盒(BCA)法測定蛋白質(zhì)含量;(3)取各樣本80μg進(jìn)行聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE);(4)半干轉(zhuǎn)法將蛋白轉(zhuǎn)移至聚偏二氟乙烯(PVDF)膜;(5)5%的脫脂牛奶封閉2h;(6)3μL抗體相應(yīng)多克隆一抗聯(lián)合6 000μL TBST緩沖液配成抗體溶液封閉;(7)4℃過夜,洗膜后加入相應(yīng)的辣根酶標(biāo)記的二抗孵育,洗滌3次,每次15min;(8)洗滌后與ECL發(fā)光試劑反應(yīng),曝光洗片;(9)掃描圖像后用Image J軟件計算各條帶的灰度值,以β-actin作為內(nèi)參進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)對照。每組實驗重復(fù)3次。
1.3 統(tǒng)計學(xué)處理 采用SPSS19.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行分析。計量資料以±s表示,采用t檢驗,檢驗水準(zhǔn)α=0.05,以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 肝臟HE染色比較 HE染色圖片可以明顯地看出,空白對照組6周及12周切片表面光滑,看不到任何脂滴及壞死特征;模型對照組6周表面有不同程度的脂肪變性及空泡樣變,肝細(xì)胞極度腫脹呈圓形,肝細(xì)胞體積較空白對照組明顯要大,模型對照組12周與6周比較有一定好轉(zhuǎn),但脂肪浸潤面積仍然較大;富硒靈芝組6周脂肪變性程度及細(xì)胞腫脹明顯減輕,壞死灶較HFD明顯減少,但在匯管處仍有小部分面積脂肪顆粒堆積,富硒靈芝組12周大鼠肝臟基本恢復(fù)到正常水平,與空白對照組12周幾乎沒有差異,見圖1。
圖1 肝臟HE染色變化
2.2 大鼠血清CHE、膽紅素的變化分析 6周時,大鼠CHE富硒靈芝組比模型對照組顯著降低(P<0.05),TBIL、直接膽紅素及間接膽紅素均得到了好轉(zhuǎn),幾乎恢復(fù)到正常的水平(P<0.05),見表1。12周時,大鼠CHE模型對照組比6周時有一定降低,富硒靈芝組相較于6周時基本恢復(fù)到正常的水平,TBIL、直接膽紅素及間接膽紅素空白對照組相較于6周時呈現(xiàn)出下降的趨勢,富硒靈芝組基本維持在空白對照組附近,見表2。
表1 各組大鼠6周時CHE、膽紅素比較(±s)
表1 各組大鼠6周時CHE、膽紅素比較(±s)
*:P<0.05,與模型對照組比較。
組別 CHE TBIL 直接膽紅素 間接膽紅素模型對照組225.00±47.00 1.65±0.51 1.23±0.48 0.48±0.12空白對照組 142.00±28.00 0.51±0.17 0.41±0.16 0.10±0.04富硒林芝組 155.00±21.00* 0.52±0.33* 0.42±0.27* 0.10±0.04*
表2 各組大鼠12周時CHE、膽紅素比較(±s)
表2 各組大鼠12周時CHE、膽紅素比較(±s)
*:P<0.05,與模型對照組比較。
組別 CHE TBIL 直接膽紅素 間接膽紅素模型對照組173.00±39.00 0.30±0.16 1.32±0.46 0.25±0.10空白對照組 142.00±28.00 0.37±0.28 0.35±0.19 0.02±0.01富硒林芝組 146.00±19.00* 0.38±0.27 0.34±0.21* 0.04±0.02*
2.3 大鼠血清總膽汁酸、總蛋白、清蛋白和球蛋白的變化分析6周時,大鼠總膽汁酸模型對照組和空白對照組基本一致,富硒林芝組與上述兩組比較有一定的降低;總蛋白、清蛋白及球蛋白模型對照組與空白對照組差異微小,但經(jīng)富硒靈芝治療后,其值居于中間,見表3。12周時,模型對照組大鼠總膽汁酸要明顯高于空白對照組,同時12周與6周比較,其值明顯升高,而富硒靈芝組與上述兩組比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。同時,富硒靈芝組與6周時比較基本沒有變化,總蛋白、清蛋白及球蛋情況與6周時較為相似,見表4。
表3 各組大鼠6周總膽汁酸、總蛋白、清蛋白和球蛋白的比較(±s)
表3 各組大鼠6周總膽汁酸、總蛋白、清蛋白和球蛋白的比較(±s)
*:P<0.05,與模型對照組比較。
組別 總膽汁酸 總蛋白 清蛋白 球蛋白模型對照組 10.83±2.14 73.75±4.58 26.00±3.12 47.75±4.18空白對照組 6.65±0.93 64.50±5.72 22.50±1.89 42.00±2.14富硒林芝組 5.40±0.72*67.17±4.73 23.50±2.17 43.67±2.96
表4 各組大鼠12周時總膽汁酸、總蛋白、清蛋白和球蛋白的比較(±s)
表4 各組大鼠12周時總膽汁酸、總蛋白、清蛋白和球蛋白的比較(±s)
*:P<0.05,與模型對照組比較。
組別 總膽汁酸 總蛋白 清蛋白 球蛋白模型對照組 24.38±6.24 72.75±5.12 24.75±2.83 48.50±5.44空白對照組 11.50±2.13 62.67±4.92 21.67±4.17 41.00±2.87富硒林芝組 4.34±0.89*67.20±5.16 22.40±2.74 43.40±3.10
圖2 各組大鼠肝臟ACOX1的Western blot表達(dá)
圖3 各組大鼠肝臟組織ACOX1的Western blot表達(dá)
2.4 ACOX1的mRNA表達(dá) RT-PCR發(fā)現(xiàn),與模型對照組相比,6周時富硒靈芝組大鼠肝臟ACOX1的mRNA表達(dá)稍有改善,但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。但12周時ACOX1的mRNA表達(dá)幾乎恢復(fù)到正常水平,其與模型對照組相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見圖2。Western blot檢測發(fā)現(xiàn),與模型對照組相比,6周時富硒靈芝組ACOX1蛋白表達(dá)有一定的改善,但改善不明顯,見圖2。12周時富硒靈芝組的蛋白表達(dá)明顯升高,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見圖3。
NAFLD是指除酒精和其他明確的損肝因素外所致的肝細(xì)胞內(nèi)脂肪過度沉積為主要特征的臨床病理綜合征,其疾病譜包括單純性脂肪肝(simple fatty liver,SFL)、非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis,NASH)及其相關(guān)肝硬化等[1]。當(dāng)前NAFLD已經(jīng)成為威脅我國人民健康的一大疾病,NAFLD男性發(fā)病率稍高于女性,且患病率隨年齡增加而升高,特別是中年人群發(fā)病率高達(dá)26%,另外多項研究提示,約15%~50%的肝纖維化和肝硬化與脂肪肝有關(guān),脂肪肝纖維化患者中約30%于10年后可發(fā)展為肝硬化,甚至進(jìn)一步發(fā)展有可能導(dǎo)致肝癌[5-6]。
血清CHE是近年來診斷脂肪肝的一個新型指標(biāo),多項研究均顯示,NAFLD發(fā)病時,其體內(nèi)CHE明顯升高,其原因為脂肪肝發(fā)生時,體內(nèi)脂肪酸合成和轉(zhuǎn)換增加,導(dǎo)致血液中?;o酶A增加,繼而產(chǎn)生酰基膽堿等,這與本文的研究相符合。本研究發(fā)現(xiàn),模型對照組大鼠CHE平均水平要明顯地高于空白對照組,治療第6周時差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),表明富硒靈芝可以改善血清中CHE的代謝,從而減輕肝臟負(fù)擔(dān),達(dá)到保護(hù)肝臟的作用[7]。
TBIL是用來診斷臟或膽道是否發(fā)生異常的一個重要指標(biāo)。血清膽紅素升高,表明肝細(xì)胞處理和處理后膽紅素從膽道的排泄發(fā)生障礙。總膽紅素由直接膽紅素和間接膽紅素構(gòu)成。間接膽紅素經(jīng)過肝臟代謝又可變?yōu)橹苯幽懠t素,隨膽汁排入膽道,最后經(jīng)大便排出。肝細(xì)胞受損后,直接膽紅素就不能排入腸道,使直接膽紅素偏高[8]。但最新的研究發(fā)現(xiàn),NAFLD患者血清總膽紅素呈下降趨勢[9]。而本研究發(fā)現(xiàn),模型對照組大鼠TBIL、間接膽紅素及直接膽紅素比空白對照組明顯升高,經(jīng)過富硒靈芝治療后,在6周時發(fā)生了明顯的改變(P<0.05),提示富硒靈芝可以改善肝臟功能,使其膽紅素代謝恢復(fù)正常,但在12周時血清TBIL卻呈明顯的下降趨勢,明顯的低于空白對照組和富硒靈芝治療組,分析原因可能是灌胃時加入膽酸鈉造成血清膽紅素明顯增高,在6周時大鼠機體并不能完全代謝,到12周時即恢復(fù)到正常水平,符合最新研究報道。
一般而言,血液中血清膽汁酸含量極微,當(dāng)肝細(xì)胞受損時膽汁酸代謝就會出現(xiàn)異常,血清總膽汁酸就會升高[10]。本研究發(fā)現(xiàn):6周時,模型對照組大鼠總膽汁酸比空白對照組要高、經(jīng)過富硒靈芝治療后,發(fā)生了明顯的改變,同時也略低于空白對照組(P<0.05);12周時,富硒靈芝組、模型對照組及空白對照組膽汁酸比6周時明顯升高,這可能與大鼠逐漸成熟有關(guān),但12周時富硒靈芝組膽汁酸水平明顯低于空白對照組和模型對照組(P<0.01),提示富硒靈芝可能對NAFLD模型大鼠膽汁酸的降低起著積極的作用??偟鞍资怯汕宓鞍缀颓虻鞍捉M成,慢性肝病及一些慢性感染類疾病會造成總蛋白略微偏高。本研究結(jié)果證明,NAFLD發(fā)生時,其總蛋白、清蛋白及球蛋白均有略微升高,經(jīng)富硒靈芝治療后,均得到改善。
1978年Osumi等[11]發(fā)現(xiàn),ACOX1是脂肪細(xì)胞內(nèi)與脂肪酸氧化相關(guān)的酶,同時也是過氧化酶體內(nèi)β-氧化系統(tǒng)的起始酶。還有研究顯示,ACOX1基因缺乏小鼠可發(fā)生嚴(yán)重的NASH,表明長鏈和極長鏈乙酰輔酶A可導(dǎo)致此病變的發(fā)生[12]。本實驗結(jié)果表明,模型對照組6周和12周的ACOX1 mRNA表達(dá)明顯降低,富硒靈芝治療后ACOX1mRNA表達(dá)6周時變化微小,12周時發(fā)生了顯著的變化,幾乎達(dá)到了空白對照組的水平,而ACOX1蛋白的表達(dá)與mRNA的表達(dá)一致,因此推測富硒靈芝可激活A(yù)COX1的基因轉(zhuǎn)錄,同時增加其蛋白表達(dá),以促進(jìn)肝臟脂肪代謝,保護(hù)肝細(xì)胞,這可能是其治療NAFLD的分子機制。
綜上所述,本研究發(fā)現(xiàn)富硒靈芝可明顯改善NAFLD大鼠ACOX1的表達(dá),通過其ACOX1的表達(dá)來調(diào)節(jié)NAFLD大鼠血清CHE、膽紅素、膽汁酸及總蛋白的變化,從而達(dá)到治療NAFLD的目的。
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