陈伟仁 刘文俊 柴纪严 刘旭东 刘慧慧 于化新 王凌志 王路 马丹 王德山 单德红
【摘要】 目的:研究香砂六君丸对肥胖大鼠胃黏膜JAK2和STAT3表达的影响,探讨该方控制肥胖人群罹患胃癌风险的可能性。方法:40只雄性SD大鼠,随机分为对照组、肥胖组(模型组)、香砂六君丸低剂量治疗组(香低组)、香砂六君丸中剂量治疗组(香中组)和香砂六君丸高剂量组治疗组(香高组),每组8只;全自动生化分析仪检测血脂;ELISA法检测血清超氧化物歧化酶(SOD),丙二醛(MDA)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性;免疫组化法检测胃黏膜磷酸化(p)-JAK2/STAT3表达。结果:与对照组比较,模型组的总甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白(LDL)和MDA水平以及p-JAK2、p-STAT3表达均显著增加,但SOD和高密度脂蛋白(HDL)水平以及GSH-px活性均明显下降。与模型组相比,香低、中和高組的TG和LDL水平显著下降,而SOD水平和GSH-px活性明显上升;香中组和香高组MDA水平和p-JAK2、p-STAT3表达均显著下降;香高组HDL水平明显上升。结论:香砂六君丸能够调控血脂,对抗氧化应激,抑制胃黏膜JAK2/STAT3通路,可能具有降低肥胖人群罹患胃癌的作用。
【关键词】 香砂六君丸; 肥胖; 胃黏膜; JAK2; STAT3
随着现代社会膳食结构的改变和体力活动日渐减少,肥胖的患病率无论在发达国家还是发展中国家均以惊人的速度增长,以美国和中国最为严重。肥胖能够引发众多疾病,特别是可以明显增加消化道肿瘤的罹患风险,但具体机制尚不清楚。近年研究发现,肥胖人群多存在血脂异常和氧化应激,进而通过激活JAK2/STAT3信号通路,引起细胞异常增殖和恶性转化,参与了包括胃肠道肿瘤在内的诸多恶性肿瘤的发生及发展[1-5]。临床报道显示香砂六君丸对消化道溃疡和慢性胃炎等均有一定疗效[6-8],其机制与调节血脂和对抗氧化应激等有关。由此推测,香砂六君丸可能具有预防肥胖人群罹患胃癌的作用,但相关报道还较少。因此,本实验以肥胖大鼠为实验对象,主要从JAK2/STAT3信号途径方面探讨香砂六君丸的预防作用。现报道如下。
1 材料与方法
1.1 动物 雄性SPF级SD大鼠,3~4个月龄,体质量(200±10)g,辽宁省本溪巿实验动物中心提供[合格证号:SCXK(辽)-2010-0001],于辽宁中医药大学实验动物中心饲养[许可证号:SYXK(辽)-2013-000-9]。室温(22±1)℃,相对湿度(50±5)%,自由饮水进食,光∶暗=12 h∶12 h,饲养1周进行适应后,开始实验。
1.2 试剂与药物 香砂六君子丸购于河南省宛西制药股份有限公司(批号140603);生化质控物(批号0413021)购于四川迈克生物科技股份有限公司;超氧化物岐化酶(SOD)、丙二醛(MDA)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)试剂盒均购于上海尚乐公司(批号DZE30169、DZE30157、DZE35104);JAK2和STAT3多克隆抗体购于ABclonal(批号A0208、A2211);Ultra SensitiveTM S-P超敏试剂盒(兔)和DAB,均购于福州迈新生物技术开发有限公司(批号KIT-9706、dab0031)。
1.3 仪器 美国伯乐iMark酶标仪,德国LEICA CM1850切片机,全自动生化分析仪(Accute TBA-40FR),成都泰盟科技公司BI-2000医学图像分析系统。
1.4 方法
1.4.1 分组 大鼠随机分为对照组8只和肥胖组若干,分别给予普通颗粒饲料和高脂饲料(组成:基础饲料55%,猪油15%,蔗糖20%,蛋黄粉9%,胆酸盐1%)[9],自由饮水。连续喂养180 d后,选择体质量超过对照组(423.97±47.78)g 20%以上[10]的肥胖组大鼠32只(523.99±29.06)g,随机分为肥胖组(模型组)、香砂六君丸低剂量治疗组(香低组)、香砂六君丸中剂量治疗组(香中组)和香砂六君丸高剂量治疗组(香高组),每组8只。
1.4.2 给药方法 香砂六君丸打粉后用蒸馏水冲调,按成人用量折算为大鼠用量,香低、中和高组分别按112.5、225.0和450.0 mg/kg计算出日用量,分早晚2次灌服,连续30 d。对照组和模型组灌服等体积蒸馏水,方法同前。
1.4.3 血清相关指标检测 10%水合氯醛腹腔注射麻醉大鼠(0.35 mL/100 g)后,腹主动脉取血,离心后取血清备用。取部分血清,采用全自动生化分析仪检测血清是总胆固醇(TG)、总甘油三酯(TC)、高密度脂蛋白(HDL)和高密度脂蛋白(LDL)水平;取部分血清,采用ELISA法,严格按说明书操作,检测超氧化物岐化酶(SOD)和丙二醛(MDA)水平及谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-px)活性检测。
1.4.4 胃黏膜JAK2/STAT3表达 采用免疫组化法。取麻醉大鼠胃组织,4 ℃盐水洗净,4%多聚甲醛固定,制备石蜡切片;脱蜡至水,3%H2O2室温孵育10 min;微波炉修复抗原5 min;滴加正常山羊血清,室温放置20 min;滴加兔抗大鼠磷酸化(p)-JAK2或p-STAT3抗体50 μL(均浓度1∶100),37 ℃孵育2 h,4 ℃过夜;滴加羊抗兔IgG抗体,室温放置20 min;滴加SABC试剂,室温10 min;DAB显色,苏木素复染,梯度酒精脱水,二甲苯透明,中性树胶封片。阴性对照采用抗体稀释液代替一抗,步骤同上。阳性结果为胞浆内出现棕黄色颗粒。利用图像分析系统,光镜下选取相同部位相同视野,分析免疫阳性染色的平均光密度。
1.5 统计学处理 采用SPSS 17.0软件对所得数据进行统计分析,计量资料用(x±s)表示,比较采用t检验;计数资料以率(%)表示,比较采用 字2检验。以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 各组大鼠血脂变化 与对照组比较,模型组的TG、TC和LDL水平均显著上升(P<0.01,P<0.05,P<0.01),但HDL水平明显下降(P<0.01);与模型组相比,香低组、香中组和香高组的TG和LDL水平均显著下降(P<0.01),但香高组HDL水平明显上升(P<0.01)。见表1。
2.2 各组大鼠氧化应激成分和JAK2/STAT3表达变化 与对照组比较,模型组SOD和GSH-px均显著降低(P<0.05,P<0.01),但模型组MDA、p-JAK2和p-STAT3表达均显著增加(P<0.01);与模型组比较,香低、中和高组SOD和GSH-px均明显上升(P<0.05;P<0.05,P<0.01,P<0.01),香中和高组MDA水平和p-JAK2、p-STAT3表達均显著下降(均P<0.01)。见表2。
3 讨论
随着肥胖症发病率的日渐提高,社会和家庭的负担也随之增加,因此国内外开展了大量的研究工作,探索减肥和预防并发症的方法。研究显示,众多减肥措施的初期效果明显,但长期效果较差,常常出现反弹,这就需要研制一套长效减肥机制,但目前进展不大[11-12]。因此医患不得不共同正视现实,在减肥的同时控制并发症,极力维护患者的健康,提高生活质量。
血脂异常是肥胖人群常见症状,并可由此产生氧化应激,导致自由基产生过多,进而参与炎症、过敏和肿瘤等众多疾病的发生发展,因此调控血脂是防治肥胖人群罹患他病的重要手段。近年来降脂药物的研发较多,也取得了一些成果,但兼具高效低毒的药物还不多。中药复方能够多环节、多靶点起效,具有毒副作用小的特点,是调控血脂的重要选择。香砂六君方出自《太平惠民和剂局方》,由木香、砂仁、党参、白术、茯苓、炙甘草、陈皮、半夏、生姜和大枣等组成。该方以四君子汤为基础加减化裁而成,其中人参、白术、茯苓、炙甘草益气健脾,陈皮、半夏能够和胃化湿,降逆止呕,而木香、砂仁则可以疏通脾胃气滞,消胀散满,故全方可以健脾和胃,主治脾虚气滞、消化不良、脘腹胀满等症。该方原为汤剂,1963年版《中国药典》(一部)将党参代替人参,制成水丸,称为香砂六君子丸,后1977年版《中国药典》将其改名为香砂六君丸,现又将水丸改进为浓缩丸剂,收录于《卫生部药品标准》(中成药分册)第七册。
研究显示,香砂六君丸能够在一定程度上调节血脂和对抗氧化应激[13]。本研究也观察到类似结果,如香低组、香中组和香高组的TG、LDL水平均显著低于模型组,而香高组HDL水平明显高于模型组(P<0.05);香低组、香中组和香高组SOD和GSH-px均明显高于模型组,而香中和高组MDA水平明显低于对照组(P<0.05)。此外,在量效关系上来看,高剂量香砂六君丸的效果要更好。但研究发现,尽管采取了许多措施来控制血脂、对抗氧化应激,肥胖人群的肿瘤发病率还是要高于体质量正常的人群,原因可能还不清楚,推测与脂肪细胞能够释放众多细胞因子有关。脂肪细胞也可以称为内分泌细胞,能够合成释放干扰素、白细胞介素、表皮细胞生长因子等众多成分,从而影响相关细胞的结构和功能[14-17]。虽然每个细胞因子的作用途径有所不同,但多数都涉及了JAK2/STAT3信号通路。JAK2/STAT3通路能够介导众多细胞因子诱发的细胞异常增殖和分化,参与炎症和肿瘤等一系列疾病的发生,目前是胃癌早期筛查的重要生物学标志物之一[18-21]。
本实验观察到,模型组大鼠胃黏膜p-JAK2和p-STAT3表达均明显高于对照组(P<0.05),说明肥胖可激活胃黏膜细胞内JAK2/STAT3通路,提示该组大鼠胃黏膜细胞可能出现异常分化,是胃癌发生的一个先兆,因此及时干预此通路可能具有预防胃黏膜细胞分化的作用。香砂六君丸能够健脾化痰和胃,能否用于胃癌防治还不清楚。本研究结果显示,香中组和香高组的p-JAK2和p-STAT3表达均显著低于模型组(P<0.05),表明中、高剂量的香砂六君丸能够抑制肥胖大鼠胃黏膜细胞JAK2/STAT3通路,提示该药可能具有对抗肥胖大鼠胃黏膜细胞异常分化的作用,但详细作用还需要深入研究。
综上所述,肥胖可引起血脂异常、氧化应激和胃黏膜细胞JAK2/STAT3异常激活,而香砂六君丸能够调控血脂,对抗氧化应激,并抑制胃黏膜细胞JAK2/STAT3信号途径的异常激活,可能具有预防胃黏膜细胞异常增殖和分化的作用。因此,可以考虑先期服用香砂六君丸,降低肥胖人群罹患胃癌的风险。
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(收稿日期:2017-01-20) (本文編辑:程旭然)