王 潇 严茂祥 何蓓晖 陈芝芸
浙江中医药大学附属第一医院 浙江杭州 310006
非酒精性脂肪性肝炎(NASH)是代谢综合征在肝脏的一种临床表现,是单纯性脂肪性肝炎发展至肝纤维化、肝硬化和肝癌的重要阶段[1-3]。NASH 的发病机制虽未完全明确,但“二次打击”学说现阶段仍处于主导地位。NASH 现有的防治手段除了严格强化生活方式外,尚无其他明确有效的治疗方法。近年来的研究发现,线粒体功能紊乱在NASH 的病理过程中起着重要作用,及时清除细胞内损伤的线粒体对于保护肝细胞具有重要作用。健脾化痰方由二陈汤和四苓散组成,我们的前期研究发现,健脾化痰方能够纠正NASH 大鼠脂质代谢紊乱,减轻肝组织炎症损伤,防止NASH 的进一步发展。本研究从调控自噬来探讨健脾化痰方改善蛋氨酸-胆碱缺乏饮食(MCD)诱导的NASH小鼠的作用机制。
1.1 实验动物:SPF 级雄性C57BL/6J 小鼠40 只,体质量约20g,上海西普尔-必凯实验动物有限公司提供,许可证号:SYXK(浙)2018-0012;饲养于浙江中医药大学动物实验研究中心。
1.2 健脾化痰方组成:陈皮、半夏、泽泻各15g,茯苓、白术、猪苓各9g,炙甘草5g,生姜3g,乌梅1.5g,均为颗粒剂。
1.3 主要试剂和仪器:BCA 蛋白质定量试剂盒(biosharp)、总蛋白提取试剂盒(北京普利莱基因技术有限公司);沉默信息调节蛋白(SIRT1)、p62、Beclin-1抗体(Immunoway 公司);LC3 抗体(proteintech 公司);数字病理切片扫描系统(ZEISS 公司);生物样品匀质器(precellys);酶标仪(美国BioTek 公司);凝胶成像仪(Bio-Rad 公司)。
1.4 实验方法:40 只雄性C57BL/6J 小鼠随机分为5组,正常组,MCD-NASH 模型组,健脾化痰方低、中、高剂量组,每组8 只。正常组普通饲料喂养,其余4 组喂养MCD 饲料,连续4 周。造模同时药物干预组每天分别以11.76g/kg·d、23.29g/kg·d、46.58g/kg·d 的健脾化痰方灌胃,正常组和模型组以等体积生理盐水灌胃。实验结束前12h小鼠禁食,称重,摘眼球放血法采血,全自动生物仪检测血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天门冬氨酸氨基转移酶(AST)、胆固醇(CHOL)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)和低密度脂蛋白胆固醇(LDLC)含量;取肝脏组织,称重后,部分肝组织冰冻切片油红O 染色;部分甲醛固定,石蜡包埋,常规脱水透明,HE 和Masson 染色,数字病理切片扫描系统观察肝组织病理变化并拍照。提取肝脏组织蛋白,免疫印迹法检测肝组织中SIRT1、Beclin-1 和LC3 蛋白表达水平,ECL 化学发光凝胶成像系统拍照并分析。
1.5 统计学分析:采用SPSS 17.0 软件进行统计分析。计量资料以均数±标准差(±s)表示,两样本均数间的比较采用t检验;多个样本间的比较采用单因素方差分析(one way ANOVA),以P<0.05 表示差异具有统计学意义。
2.1 小鼠体质量及肝指数的变化:MCD饮食喂养4周后小鼠较正常组小鼠体质量明显下降,肝指数与正常组相比明显增加(P<0.05,P<0.01,P<0.0001)。健脾化痰方各组与模型组比较,体质量无统计学差异(P>0.05),肝指数呈下降趋势。见图1。
图1 小鼠体质量和肝指数情况
2.2 健脾化痰方对NASH 小鼠血清ALT 和AST 的影响:生物化学法检测血清ALT和AST,结果显示,模型组小鼠血清ALT和AST水平显著升高(P<0.0001);健脾化痰方中和高剂量组ALT和AST含量与模型组比较明显下降(P<0.05,P<0.01)。见图2。
图2 健脾化痰方对NASH小鼠血清ALT和AST水平的影响
2.3 NASH 小鼠血清CHOL、TG、HDL-C 和LDL-C 含量:MCD饮食喂养小鼠4 周后,检测发现血清CHOL、TG、HDL-C 和LDL-C 的水平与正常对照组小鼠无明显差异,健脾化痰方干预各组也均无变化。见图3。
图3 小鼠血清中CHOL 、TG、HDL-C和LDL-C水平
2.4 健脾化痰方对小鼠肝脏组织病理的影响:与对照组相比,肝组织油红O染色观察到模型组小鼠肝组织内有大量的脂滴大泡,健脾化痰方能有效减少肝组织的脂肪沉积。HE染色和Masson染色结果显示,模型组肝组织结构紊乱,出现不同程度的炎症细胞浸润和纤维化,而健脾化痰方能部分改善肝组织的病理改变。见图4。
图4 肝组织油红O染色、HE染色和Masson染色(×200)
2.5 健脾化痰方对小鼠肝组织中自噬相关蛋白表达的影响:免疫印迹法检测结果显示,模型组肝组织中自噬活性正相关蛋白SIRT1、Beclin-1和LC3水平降低,负调控蛋白p62表达增高;健脾化痰方干预后SIRT1、Beclin-1和LC3蛋白表达上调,p62蛋白水平下降(P<0.01,P<0.001,P<0.0001)。见图5。
非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)在我国已成为仅次于病毒学肝炎的第二大肝脏疾病,严重危害人类健康,在年轻人中的发病率也逐年升高[4]。NASH 是NAFLD 疾病发生的初期阶段,如果没有得到有效的控制,约有20%的患者会发展为肝硬化[5,6]。因此,在疾病早期延缓或阻止其进一步发展至关重要,能有效改善NAFLD患者的生活质量及预后。
MCD 诱导的NASH 动物模型是目前研究NASH 的经典模型之一[7]。本研究结果通过MCD 建立的NASH 模型小鼠与正常组小鼠相比体质量明显下降,肝指数显著增高,而血清中TG、CHOL、LDL-C 和HDL-C 水平并没有明显差异,这与以往研究中NASH的造模结果一致。MCD诱导NASH 小鼠模型的原理与高脂饮食所致的NASH 不同,这是由于在MCD 诱导NASH 模型中胆碱的缺乏会造成肝内极低密度脂蛋白合成抑制,促使肝细胞内甘油三酯运出受阻,导致肝细胞内甘油三酯大量累积引起脂肪变性,进而激活脂质过氧化和氧化应激反应。而蛋氨酸缺乏损害细胞的氧化屏障,进一步加重肝脏脂肪变性和炎症反应。因此,MCD 脂类代谢紊乱主要体现在肝脏,而不会出现NASH常见的全身性表现,如肥胖、血脂异常和胰岛素抵抗等。
ALT 和AST 是肝细胞内非特异性的功能酶,在正常情况下人体血清中含量较低。当肝细胞受到炎症反应素刺激时,细胞膜通透性增加,ALT和AST从细胞内释放到血液中。因此,血清中ALT 和AST 的水平在一定程度上能够反映肝细胞功能及其炎性损伤程度,通过其浓度变化可判断疾病的进展、疗效及预后等情况。本研究结果显示,MCD 模型小鼠血清ALT 和AST 水平与正常组相比明显升高,同时肝组织病理观察到肝细胞中脂质沉积明显增多,有大量炎症细胞浸润和部分纤维化。这也表明我们建立的动物模型能很好地模拟NASH在肝脏组织中的病理特征。
中医学认为脾虚失运、湿化为痰、痰瘀郁热,积损肝络是NASH 发病的关键因素,脾虚痰湿是本病发生发展及预后的核心环节。通过健脾气、化水湿、截痰浊、助消导、祛血瘀可以达到治疗脂肪肝的目的[8-11]。健脾化痰方中的陈皮、半夏和茯苓可以健脾消痰;泽泻、白术、猪苓具有健脾利湿、利水除湿之功效。诸药配合,可健脾化痰而不伤正。本研究结果表明,健脾化痰方干预后NASH 小鼠肝指数下降,血清转氨酶水平降低,肝组织脂肪变性、炎症反应和纤维化均明显减轻。
研究表明,NAFLD 患者肝细胞内自噬活性下降,肝脏损伤程度与其自噬受损程度密切相关[12]。SIRT1 是Ⅲ类组蛋白去乙酰化酶(HDACs),能够调节脂质代谢、减轻炎性反应和氧化应激损伤[13]。近来研究发现,细胞中SIRT1 过表达后,细胞自噬水平会增高。而敲除SIRT1 后,自噬水平显著下降。同时相关研究也相继证实,SIRT1 可通过去乙酰化作用对自噬相关蛋白功能发挥调控作用,在自噬的调节中起着关键性作用[14]。本研究结果进一步表明,健脾化痰方能上调NASH 小鼠肝细胞中SIRT1、Beclin-1 和LC3 蛋白水平,同时下调p62蛋白表达。因此,本研究结果提示,健脾化痰方可能是通过激活SIRT1,诱导自噬发生,保护肝细胞损伤,从而达到防治NASH的功效。