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石斛合剂对糖尿病模型小鼠胆汁酸代谢与脂代谢指标的影响

2022-08-30张捷平林晓晖郑燕芳庄舒婷江继超

福建中医药 2022年8期
关键词:胆汁酸合剂批号

张捷平,林晓晖,陈 勇,郑燕芳,庄舒婷,江继超,施 红*

(1.福建中医药大学中西医结合学院,福建 福州 350122;2.福建中医药大学药学院,福建 福州 350122)

法尼醇X受体(farnesoid X receptor,FXR)是核激素受体超家族成员,主要表达于肝、肠、肾等组织器官,因胆汁酸是其内源性天然配体,故又称为胆汁酸受体[1]。在肝内,胆汁酸合成通过2条途径实现,经典途径是胆汁酸合成的主要途径,由关键酶胆固醇-7α-羟化酶(cholesterol 7 alpha-hydroxylase,CYP7A1)催化;替代途径则由甾醇27α羟化酶(sterol 27α-hydroxylase,CYP27A1)、甾醇12α羟化酶(sterol 12αhydroxylase,CYP7B1)介导。近来大量研究显示:FXR激活后具有多种生物学效应,不仅参与抑制胆汁酸的合成,而且能促进糖脂代谢[2]。因此FXR被认为是防治胆汁淤积性肝病、肥胖、2型糖尿病等代谢性疾病的重要靶点。本课题组前期临床与基础研究表明:石斛合剂能有效降低2型糖尿病患者及模型动物的血糖,改善高脂血症,缓解胰岛素抵抗状态[3-7]。本研究以糖尿病模型db/db小鼠为对象,观察石斛合剂对db/db小鼠肝脏FXR和CYP27A1蛋白表达及脂代谢指标的影响,以探讨其调节胆汁酸代谢与脂代谢的可能机制。

1 实验材料

1.1 实验动物 7周龄SPF级糖尿病模型的db/db雄性小鼠20只,体质量22~28 g和7周龄SPF级db/m雄性小鼠10只,体质量18~23 g均购自常州卡文斯实验动物有限公司,合格证号:SCXK(苏)2016-0010,饲养于福建中医药大学实验动物中心SPF级动物饲养室,许可证号:SYXK(闽)2019-0007。本实验方案经福建中医药大学实验动物伦理委员会批准(批准文号:FJTCM IACUC 2021078)。

1.2 主要药品与试剂 石斛合剂(组成:石斛15 g,知母10 g,黄芪20 g,丹参15 g,葛根10 g,黄连6 g,五味子10 g,地龙9 g,蒲公英15 g,大黄3 g)中药饮片均购自福建中医药大学附属第三人民医院;葡萄糖(FBG)检测试剂盒(批号:20210915)、糖化血清蛋白(GSP)检测试剂盒(批号:20210915)、总胆固醇(TC)检测试剂盒(批号:20210916)、三酯甘油(TG)检测试剂盒(批号:20210916)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)检测试剂盒(批号:20210916)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)检测试剂盒(批号:20210916)和总胆汁酸(BA)检测试剂盒(批号:20210917)均购自南京建成生物技术有限公司;FXR抗体(货号:72105)、β-actin抗体(货号:3700)均购自美国Cell Signal Technology公司;CYP7A1抗体(美国abcam公司,货号:ab234982)。

1.3 主要仪器设备 INFINITE 200 PRO型酶标仪(奥地利Tecan公司);DU730型核酸-蛋白分析仪(美国BACKMAN公司);Mini Protean垂直电泳-转印装置、化学发光显像仪均购自美国Bio-Rad公司。

2 实验方法

2.1 石斛合剂制备 将石斛合剂中药饮片用2倍体积蒸馏水浸泡0.5 h,文火煎煮2 h,过滤浓缩,调整至含生药量2 g/mL,灭菌后置于4℃备用。

2.2 动物分组及给药 适应性喂养1周后,以随机数字表法将20只db/db小鼠分为模型组、中药组,每组10只,将10只db/m小鼠设为正常组。中药组按照临床等效剂量换算,按10 mL/(kg·d)灌服2 g/mL石斛合剂;正常组和模型组小鼠灌服与中药组等体积的生理盐水。3组均每天2次,连续灌服4周。

2.3 标本采集 给药结束后24 h,小鼠禁食不禁水8 h,以0.3%戊巴比妥钠按50 mg/kg腹腔注射麻醉,眼部采集血液,分离血清于-80℃冰箱保存,用于血清学指标检测。然后脱颈处死小鼠,解剖取3组每只小鼠肝脏右侧肝叶切分为2份,1份置于4%多聚甲醛固定,用于肝组织病理形态学观察,1份存储于-80℃冰箱,用于检测蛋白相对表达量。

2.4 观察指标及检测方法

2.4.1 FBG与GSP检测 FBG监测采用葡萄糖氧化酶法,GSP检测采用果糖胺法。

2.4.2 血清TC、TG、LDL-C、HDL-C和BA检测 均采用以酶法检测。

2.4.3 肝组织病理形态学观察 肝组织用4%多聚甲醛溶液固定24 h后,梯度乙醇脱水,石蜡包埋,予以苏木素-伊红染色(HE染色),光镜下观察肝脏病理形态学改变。

2.4.4 Western blot检测肝组织FXR和CYP7A1相对蛋白表达量 随机抽选各组5份标本,称取约100 mg肝组织样品加入1 mL RIPA细胞裂解液(含PMSF)冰上匀浆,在4℃条件下,以12 000 rpm离心15 min,取上清即为肝组织总蛋白,用BCA法测定提取液的总蛋白浓度,然后加入5×Loading Buffer,沸水浴10 min使蛋白变性;取30μg蛋白,经10%SDS-PAGE电泳分离,湿法电转移至PVDF膜,10%脱脂奶粉封闭1 h,分别加入抗FXR(1∶1 000)、抗CYP7A1(1∶1 000)和抗β-actin(1∶3 000),4℃摇动孵育过夜,洗膜后加二抗室温孵育2 h,化学发光,Bio-Rad成像系统对蛋白条带进行成像。以ImageJ凝胶图像软件检测相应区带的光密度值(IA)。以IA目的蛋白/IAβ-actin结果表示目的蛋白质的相对表达量。

2.5 统计学方法 采用SPSS 23.0软件进行统计分析。计量资料属正态分布的以(±s)表示,多组间比较采用单因素方差分析,组间比较采用LSD-t检验。

3 结 果

3.1 3组小鼠血清FBG和GSP比较 见表1。

表1 3组小鼠血清FBG和GSP比较(±s) mmol/L

表1 3组小鼠血清FBG和GSP比较(±s) mmol/L

注:与正常组比较,1)P<0.05;与模型组比较,2)P<0.05。

组别正常组模型组中药组n 10 10 10 FBG 5.31±0.28 20.58±3.261)12.67±2.351)2)GSP 1.89±0.18 3.58±0.311)2.68±0.321)2)

3.2 3组小鼠血清TC、TG、LDL-C、HDL-C和BA比较 见表2。

表2 3组小鼠血清TC、TG、LDL-C、HDL-C和BA比较(±s)

表2 3组小鼠血清TC、TG、LDL-C、HDL-C和BA比较(±s)

注:与正常组比较,1)P<0.05;与模型组比较,2)P<0.05。

组别正常组模型组中药组n 10 10 10 TC/(mmol/L)3.86±0.30 9.15±0.621)5.61±0.491)2)TG/(mmol/L)1.13±0.21 3.78±0.461)2.37±0.321)2)LDL-C/(mmol/L)2.04±0.18 6.15±0.441)3.95±0.411)2)HDL-C/(mmol/L)1.92±0.12 1.45±0.161)1.78±0.211)2)BA/(μmol/L)35.80±2.68 95.85±7.561)56.63±5.131)2)

3.3 3组小鼠肝组织病理形态学比较 光镜下可见,正常组肝细胞排列整齐,肝小叶清晰,无明显脂肪样变性的细胞;模型组肝细胞排列不规则,肝小叶的边界不清,可见大量玻璃样、气球样性改变细胞,累及肝小叶约1/2;中药组肝细胞排列较整齐,肝小叶结构较清晰,可见少量气球样改变的肝细胞,并以小空泡为主,累及肝小叶约1/3。见图1。

图1 3组小鼠肝组织病理形态学HE染色图(×200)

3.4 3组小鼠肝组织FXR和CYP7A1相对蛋白表达量比较 见图2。

图2 3组小鼠肝组织FXR和CYP7A1相对蛋白表达量比较

4 讨 论

糖尿病属于中医“消渴”范畴。饮食、劳欲、禀赋、情志等因素失衡,均可导致人体气机郁结,积热伤阴化燥,出现“消渴”。痰、热、瘀、毒等是糖尿病常见的病理因素,本课题组以滋阴清热、化瘀解毒为治疗原则,运用清热活血祛毒方石斛合剂治疗糖尿病及其并发症,取得较好疗效。方中石斛、知母滋阴润燥,壮水制火;黄芪补脾肺之气;丹参活血祛瘀;黄连清热利湿;五味子、葛根敛肺滋肾生津;地龙通经活络;蒲公英利湿清热;大黄泻热逐瘀。

高脂血症、肝脂肪变等是糖尿病常见临床并发症[8]。肝生成的胆汁酸作为乳化剂,能促进食物脂质的消化与吸收,对高脂血症与脂肪肝的发生有重要影响[9]。在胆汁酸生成的经典途径过程中,CYP7A1是胆汁酸转化的限速酶,受FXR介导信号通路调控。当肝细胞质内FXR与配体结合,能激活下游小异二聚体伴侣,诱导肝受体同源物l及肝核受体4α形成复合物,结合到CYP7A1基因调控序列从而抑制基因表达,减少胆汁酸生成;反之,当FXR信号被抑制时,则促进胆汁酸生成[10]。

db/db小鼠是由于4号染色体的瘦素受体基因突变所引起的2型糖尿病模型动物,目前广泛应用于2型糖尿病及并发症的实验研究[11-12]。在本实验中,模型组db/db小鼠与正常组比较,肝FXR相对蛋白表达量下降,CYP7A1相对蛋白表达量增加,血BA含量增加,这可能是TC、TG、LDL-C升高与肝细胞脂肪样变性的重要原因之一。经过4周石斛合剂的治疗,与模型组比较,中药组小鼠肝FXR相对蛋白表达量显著增加,CYP7A1相对蛋白表达量减少,血BA含量下降,使TC、TG、LDL-C明显下降,肝细胞脂肪样变性减少。结果表明石斛合剂可能通过增加db/db小鼠肝FXR蛋白表达,抑制CYP7A1蛋白表达,减少BA生成,从而改善糖尿病模型小鼠的血脂紊乱,减轻肝组织脂肪样变性。

由于FXR在体内分布广泛,参与众多基因表达的调节,本实验观察到石斛合剂能增加糖尿病模型动物的肝FXR蛋白表达,为以FXR为靶点,深入探讨中药防治糖尿病及其并发症提供新思路与可能性。

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