水飛薊素通過JAK/STAT信號(hào)通路抑制老年非酒精性脂肪肝大鼠肝細(xì)胞增殖

李鑫 王文川 殷建敏 張清格 李保義 馮子峰 岳亞光

(邢臺(tái)市人民醫(yī)院 1中西醫(yī)結(jié)合肝病科 ，河北 邢臺(tái) 054001；2超聲科；3邢臺(tái)市愛爾眩暈耳鳴耳聾研究所；4邢臺(tái)市人民醫(yī)院消化內(nèi)科)

非酒精性脂肪肝(NAFLD)是不存在顯著酒精消耗的前提下慢性肝病的一個(gè)主要原因，從良性脂肪蓄積、不同程度的肝臟炎癥(肝炎)、進(jìn)行性纖維化，并最終發(fā)展為肝硬化和終末期肝病甚至肝癌〔1〕，并且常常與胰島素抵抗、向心性肥胖、2型糖尿病和血脂異常密切相關(guān)〔2,3〕。由于這些并發(fā)癥的流行，NAFLD被公認(rèn)是世界范圍內(nèi)的主要健康問題，并且是西方國家肝臟疾病的主要原因，其患病率高達(dá)33%〔4〕。與此同時(shí)，在東部國家，NAFLD患病率也在增加，這間接反映了這些地區(qū)肥胖癥和與肥胖相關(guān)疾病的發(fā)生率在不斷上升〔5〕。迄今為止，飲食調(diào)整和增加體育鍛煉的結(jié)合仍然是NAFLD管理的主要方式〔6〕。然而不幸的是，從長期來看，許多患者尤其是老年患者難以改變生活方式。所以探索新的治療老年NAFLD的方法及充分理解現(xiàn)存NAFLD藥物對(duì)老年患者的病理機(jī)制是當(dāng)下科研界亟待解決的難題。

水飛薊素(silymarin)是從水飛薊植物的干燥種子和果實(shí)中提取的化合物，主要成分為黃酮木聚糖，類黃酮(紫杉醇，槲皮素)和多酚〔7〕，可以清除自由基和抑制脂質(zhì)過氧化，是一種天然抗氧化劑〔8〕。silymarin通過降低氧化應(yīng)激反應(yīng)和隨之而來的細(xì)胞毒性，可以保護(hù)完整的肝細(xì)胞或尚未受到不可逆損傷的細(xì)胞，因此被認(rèn)為具有肝保護(hù)作用〔9〕。研究顯示，在大鼠NAFLD形成的過程中伴隨肝細(xì)胞增生〔10〕，而細(xì)胞無限增生是最終導(dǎo)致癌癥的罪魁禍?zhǔn)住ilymarin早在癌細(xì)胞中就表現(xiàn)出抗增殖活性的作用〔11〕，然而尚無研究報(bào)道其在NAFLD模型中具有抗增殖活性的作用。因此本研究旨在探究silymarin對(duì)老年NAFLD大鼠肝細(xì)胞增殖的抑制作用。Janus激酶(JAK)和信號(hào)傳導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活蛋白(STATs)信號(hào)通路對(duì)于細(xì)胞增殖、凋亡，胚胎發(fā)育，肝臟再生，糖酵解和炎癥反應(yīng)，上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化及血管生成異常重要〔12〕。STAT3是一種轉(zhuǎn)錄因子，在細(xì)胞的生存、增殖和遷移中起著重要作用，因此被認(rèn)為是抗細(xì)胞增殖相關(guān)的治療靶點(diǎn)〔13〕。盡管JAK/STAT信號(hào)通路在細(xì)胞增殖中發(fā)揮了重要作用，但尚無研究指出silymarin是否通過JAK/STAT信號(hào)通路影響NAFLD肝細(xì)胞的增殖。本研究擬通過建立老年大鼠NAFLD模型，探討 silymarin對(duì)NAFLD大鼠肝細(xì)胞增殖的影響及是否引起JAK/STAT信號(hào)通路的改變，進(jìn)一步揭示silymarin治療NAFLD疾病的機(jī)制。

1 材料和方法

1.1大鼠NAFLD模型的制備 45只清潔級(jí)老年雄性SD大鼠(7～8個(gè)月，680～720 g)。將大鼠隨機(jī)分為3組(n=15)：對(duì)照(control)組、模型(NAFLD)組、silymarin組，分別喂養(yǎng)基礎(chǔ)飼料、高脂飼料(含基礎(chǔ)飼料77%、豬油20%、膽固醇1%、膽鹽2%)；從第8周開始，silymarin組在給予高脂飼料的基礎(chǔ)上腹腔注射給藥silymarin 30 mg/kg，1次/d，連續(xù)給藥12 w。試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，頸總動(dòng)脈放血處死大鼠，取血清和肝臟組織，備用。

1.2組織學(xué)分析 取合適大小的肝組織在甲醛溶液中固定48 h，包埋在石蠟中，制成4 μm厚度的石蠟切片。用蘇木素-伊紅(HE)進(jìn)行染色，光學(xué)顯微鏡觀察肝臟組織病理改變。

1.3血清生化指標(biāo)水平測(cè)定 試驗(yàn)結(jié)束后，大鼠禁食12 h，頸總動(dòng)脈取血，4 000 r/min離心15 min取上清，通過相應(yīng)的檢測(cè)試劑盒按照按說明書操作對(duì)大鼠血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)、三酰甘油(TG)和總膽固醇(TC)水平進(jìn)行檢測(cè)。

1.4肝細(xì)胞提取 取肝臟組織，切下適當(dāng)大小的肝組織塊，剪去包膜，用磷酸鹽緩沖液(PBS)清洗，剪碎，PBS清洗。加入消化液于4℃冰箱消化組織，次日，加入含有胎牛血清的RPMI1640培養(yǎng)基終止消化。使用篩網(wǎng)過濾細(xì)胞，1 000 r/min 離心5 min，沉淀收集于RPMI1640 培養(yǎng)液(含15%胎牛血清、100 U/L青霉素鈉鹽及100 mg/L硫酸鏈霉素)中培養(yǎng)。

1.5細(xì)胞增殖的測(cè)定 制備細(xì)胞懸液。檢測(cè)細(xì)胞增殖活力，操作步驟按照CCK-8試劑盒說明書進(jìn)行。細(xì)胞按70%～80%濃度鋪于96孔板，待細(xì)胞完全貼壁后，每孔加入CCK8 試劑10 μl，置于細(xì)胞培養(yǎng)箱孵育3 h，分別于24、48、72 h 時(shí)間點(diǎn)用酶標(biāo)儀檢測(cè)其OD450值。

1.6細(xì)胞克隆形成實(shí)驗(yàn) 將適量細(xì)胞接種在6孔板，在CO2孵箱中孵育2 w，培養(yǎng)至合適濃度之后，用PBS洗滌2次，用0.5%結(jié)晶紫染色。在顯微鏡下計(jì)數(shù)形成的細(xì)胞菌落數(shù)，克隆形成效率=(菌落數(shù)/接種的細(xì)胞數(shù))×100%。

1.7qRT-PCR檢測(cè)相關(guān)基因mRNA水平變化

1.7.1細(xì)胞總RNA的提取 各組大鼠肝細(xì)胞于細(xì)胞培養(yǎng)瓶培養(yǎng)至80%密度后，收集細(xì)胞，加入Trizol試劑(Invitrogen)提取細(xì)胞總RNA，用NanoDrop ND-2000進(jìn)行定量，檢測(cè)總RNA的質(zhì)量和濃度。

1.7.2逆轉(zhuǎn)錄 向1.5 ml EP管中加入500 ng/μg模板RNA，加入逆轉(zhuǎn)錄酶利用隨機(jī)引物合成cDNA，逆轉(zhuǎn)錄的反應(yīng)條件為：25℃ 10 min，50℃ 45 min，85℃ 5 min。

1.7.3qRT-PCR qRT-PCR體系共20 μl含cDNA模板1 μl，SYBR-green 10 μl，Primer mix 8 μl，DEPC 水1 μl，利用SYBR Green PCR試劑盒，加入細(xì)胞周期蛋白(Cyclin)D1特異性引物定量其mRNA的表達(dá)水平，引物序列如下：上游引物：GAPDH:上游引物5′-GGAGCGAGATCCCTCCAAAAT-3′，下游：5′-GGCTGTTGTCATACTTCTCATGG-3′；CyclinD1:上游引物：5′-GCGTACCCTGACACCAATCTC-3′，下游：5′-CTCCTCTTCGCACTTCTGCTC-3′。通過7500-Fast實(shí)時(shí)PCR系統(tǒng)上機(jī)檢測(cè)。反應(yīng)條件為：95℃ 5 min，然后在95℃ 10 s和60℃ 30 s進(jìn)行40個(gè)循環(huán)。利用ΔΔCt法進(jìn)行結(jié)果分析。

1.8Western印跡分析相關(guān)蛋白水平 使用放射免疫沉淀試驗(yàn)(RIPA)裂解液裂解細(xì)胞，充分震蕩并刮取細(xì)胞，超聲破碎細(xì)胞，12 000 r /min、4℃離心10 min后收集上清液，二喹啉甲酸(BCA)法測(cè)量蛋白濃度。取30 μg蛋白溶液，加入適量上樣緩沖液，沸水煮沸5 min，進(jìn)行十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)，電泳結(jié)束后將凝膠中的蛋白轉(zhuǎn)入聚偏氟乙烯(PVDF)膜，5%的脫脂奶粉封閉1 h，加入一抗抗體4℃孵育過夜。次日，TBST洗滌之后，使用辣根過氧化物酶(HRP)標(biāo)記的特異性二抗常溫孵育1 h，加入電化學(xué)發(fā)光(ECL)試劑避光顯影。

1.9統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS22.0和GraphPad Prism7.0軟件進(jìn)行方差分析、t檢驗(yàn)。

2 結(jié) 果

2.1肝臟組織病理學(xué)檢測(cè)結(jié)果 control組肝臟組織正常，肝細(xì)胞規(guī)則排列，而NAFLD組肝臟組織出現(xiàn)典型的脂肪變性，肝細(xì)胞膨脹，大量脂肪空泡形成，伴有輕度至中度炎癥浸潤。Silymarin組肝臟病變程度較NAFLD組有明顯好轉(zhuǎn)。見圖1。

圖1 各組肝臟組織(HE染色，×40)

2.2各組血清生化指標(biāo)水平比較 NAFLD組血清ALT、AST、TG、TC水平明顯高于control組(P<0.05)；與NAFLD組相比，silymarin組上述指標(biāo)明顯降低(P<0.05)。見表1。

表1 各組血清生化指標(biāo)水平比較

2.3肝細(xì)胞增殖檢測(cè)結(jié)果 與control組相比，NAFLD組48 h后肝細(xì)胞增殖活性明顯升高；與NAFLD組相比，silymarin組48 h后肝細(xì)胞增殖活性明顯降低(P<0.05)。見表2。與control組相比，NAFLD組肝細(xì)胞集落數(shù)目、CyclinD1 mRNA和蛋白水平均顯著增加(P<0.05)；與NAFLD組相比，silymarin組細(xì)胞集落數(shù)目、CyclinD1 mRNA和蛋白水平均顯著降低(P<0.05)。見表3、圖2、圖3。

表2 各組肝細(xì)胞活力檢測(cè)結(jié)果

表3 各組細(xì)胞集落數(shù)目及CyclinD1 mRNA蛋白表達(dá)

圖2 各組細(xì)胞克隆形成實(shí)驗(yàn)

圖3 Western印跡檢測(cè)各組CyclinD1蛋白

2.4肝細(xì)胞JAK/STAT通路水平變化 NAFLD組與control組肝臟組織JAK2、STAT3蛋白表達(dá)無明顯變化(P>0.05)；NAFLD組p-JAK2、p-STAT3蛋白表達(dá)均明顯高于control組(P<0.05)，silymarin能明顯抑制p-JAK2、p-STAT3蛋白水平的升高(P<0.05)。見圖4、表4。

圖4 各組肝細(xì)胞JAK2、STAT3蛋白及磷酸化表達(dá)

表4 各組肝細(xì)胞JAK2、STAT3蛋白及磷酸化表達(dá)變化

3 討 論

NAFLD是代謝綜合征的肝臟表現(xiàn)〔14〕，并且正在迅速成為全世界最常見的肝病〔15〕。老年人因?yàn)榇嬖诜逝?、代謝速率慢、活動(dòng)少、血脂水平升高等特點(diǎn)，成為NAFLD的高發(fā)人群。中國老年人口每年以3.3%的速度增長〔16〕。

silymarin作為幾乎無毒無害的天然藥物，具有較強(qiáng)的肝臟保護(hù)作用，通常被用作治療代謝性肝損傷、肝纖維化等疾病〔17〕。NAFLD有發(fā)展為肝硬化、肝癌的風(fēng)險(xiǎn)，NAFLD患者存在肝細(xì)胞的增生，而細(xì)胞過度增生是導(dǎo)致癌癥的主要原因。JAK2/STAT3信號(hào)通路對(duì)于細(xì)胞增殖發(fā)揮至關(guān)重要的作用〔18,19〕，阻斷JAK2和STAT3磷酸化可減輕肝細(xì)胞脂肪變性〔20〕。本研究結(jié)果說明silymarin可能通過抑制JAK2/STAT3信號(hào)通路的激活抑制老年NAFLD大鼠肝細(xì)胞的過度增殖，從而達(dá)到對(duì)NAFLD患者的肝臟保護(hù)作用。

綜上，silymarin能夠抑制NAFLD大鼠肝細(xì)胞的增殖，從而緩解肝臟損傷。其機(jī)制可能是通過抑制JAK2/STAT3信號(hào)通路的激活。