半枝莲醇提物对肝纤维化大鼠TGF-β1的影响

1、半枝莲醇提物对肝纤维化大鼠TGF-1的影响                  作者：李中华，赵晓芳，李?，余胜民【摘要】  目的探讨半枝莲醇提物抗肝纤维化的作用机理。方法采用CCl4复合因素大鼠肝纤维化模型造模方法制作大鼠肝纤维化模型,观察研究半枝莲对肝纤维化大鼠血清透明质酸酶(HA)、层粘连蛋白(LN)、型前胶原(PC)、IV型胶原(.C)含量及通过免疫组化图像分析肝组织转化生长因子1(TGF-1)的含量及不同剂量

2、与疗效的关系，并探讨半枝莲醇提物抗肝纤维化的可能机制。结果半枝莲能显著抑制大鼠血清中HA、LN、PC、IV.C、谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)的表达及免疫组化图像分析TGF-1含量。肝纤维化评分明显降低(P<0.05)。结论半枝莲具有治疗肝纤维化的作用,其机理可能与抑制肝组织中TGF-1的合成有关。 【关键词】  半枝莲; 肝纤维化; 转化生长因子-1半枝莲为唇形科植物半枝莲Scutellaria barbata D.Don的全草，微苦，凉，通气道、水道，有清热解毒、活血祛瘀、消肿止痛、利尿和抗癌等作用，用于咽喉肿痛、肿瘤、阑尾炎、肝炎、肝硬化腹水、肺脓疡、吐血、衄

3、血、血淋、肾炎水肿等1治疗;据中华肿瘤治疗大成记载，半枝莲主治原发性肝癌等消化道肿瘤、肺癌及子宫颈癌妇科肿瘤等，在广西民间有用其治疗肝炎、肝纤维化的用药习惯。为了探讨其机理,本实验研究了半枝莲对四氯化碳致大鼠肝纤维化模型的作用。1 材料1.1 动物Wistar雄性大鼠72只,清洁级,体质量(220±30)g,由广西医科大学医学院实验动物中心提供,动物合格证号:桂医动字第2008324号。1.2 药品与试剂半枝莲原料,由南宁市医药公司提供,经广西中医学院药学院生药教研室刘寿养教授鉴定确认后,粉碎为粗末(13mm)并用70%乙醇提取半枝莲溶液。四氯化碳:AR级,由广西桂林生科精细化学品公

4、司生产,批号:20080513。秋水仙碱(Colchicine)德国进口,上海医药公司分装,批号:1155-2009。谷丙转氨酶(ALT)试剂盒,谷草转氨酶(AST)试剂盒均是桂海科技试剂公司产品(批号: 20090303)。TGF-1 ELISA试剂盒由上海森雄科技实业有限公司生产。2 方法2.1 动物分组健康清洁级Wistar雄性大鼠72只,体质量220250g,随机取10只作为正常对照组(A组)。剩余大鼠进行肝纤维化造模,于第4周末A组及造模大鼠各随机处死2只证实肝纤维化形成后,将其余造模大鼠随机分为病理模型组(B组)、半枝莲醇提物溶液低剂量、中剂量、高剂量治疗组(C、D、E组)、秋水仙

5、碱对照组(F组)共5个组,每组10只。2.2 造模方法本实验采用CCl4复合因素大鼠肝纤维化模型造模方法,方法参照刘强等法2给Wistar大鼠首次皮下注射CCl45 ml/kg体质量,以后皮下注射40% CCl4花生油3 ml/kg,2次/周,共6周。但有所改进:采用高脂低蛋白食物(用玉米面为饲料,加0.5%胆固醇,实验第1、2周加20%猪油), 10%酒精为唯一饮料,皮下注射CCl4(第1次用0. 5 ml/100 g体质量,以后每隔3 d皮下注射40% CCl4油剂0. 3 ml/100 g体质量)。为了防止肝脏自然修复对实验结果的影响,各组于用药开始后仍每周注射40%CCl4油剂0. 3

6、 ml/100 g体质量1次(A组除外)。2.3 给药方法A组正常饲料喂养,同等容积花生油皮下注射4周后灌胃与治疗组同容积的生理盐水;B组造模4周后灌胃与治疗组同体积的生理盐水;C组:造模4周后灌服半枝莲0.25 g/100 g体质量;D组造模4周后灌服半枝莲0.5 g/100 g体质量;E组造模4周后灌服半枝莲1.0 g/100 g体质量; F组造模4周后灌服秋水仙碱10 g/100 g体质量。以上各组灌胃液体量为1 ml/100 g体质量,1次/d,共12周,其浓度及等效剂量按体表面积折算。2.4 观测指标及测定方法2.4.1 肝纤维化血清指标检测A，B，C，D，E，F各组分别于用药治疗后

7、12周,禁食12 h后称重,用10%水合氯醛腹腔麻醉,腹主动脉采血,用真空负压采血管收集,室温静置1.5 h,以2 500 r/min离心15 min,取上层血清,分装于离心管中;用AU5400全自动生化分析仪测定血清ALT、AST;用放免法测定血清HA、LN、PC、 IV.C (严格按试剂盒说明书进行操作)。2.4.2 常规病理学检查将各组石蜡切片均作常规HE染色,光镜下观察肝组织改变及胶原纤维的分布,同时采用王宝恩等3肝纤维化的分级法进行人工量化。2.4.3 免疫组织化学检查将取出的肝组织用多聚甲醛固定24h，梯度脱水之后透明石蜡包埋.采用热修复抗原SABC染色程序，切片浸入0.01 mo

8、l/L构椽酸缓冲液，微波炉加热沸腾15 min热修复，冷却后0.01 mol/L PBS溶液洗涤3次，滴加二抗及血清封闭液，室温20 min，滴加稀释一抗，4冰箱保存过夜，滴加SABC试剂，DAB显色，蒸馏水清洗，苏木素轻度复染，梯度脱水、透明、封片，光镜观察，每次染色时用试剂公司提供的TGF-1阳性片作阳性对照，PBS代替第一抗体作为阴性对照。TGF-1免疫组化结果均使用美国CMIAS专业图像分析软件测定平均光密度值，用背景的光密度值减去阳性部位的光密度值即为阳性部位的吸光度值。2.5 统计方法 上述各项指标均计算±s,用统计软件SPSS11.5进行方差分析及非参数检验。3 结果3

9、.1 动物生存状态观察模型组大鼠精神萎靡不振,皮毛枯槁干涩,喜静少动,动作迟缓;造模2周左右体质量开始下降。正常组大鼠皮毛浓密、光洁,体态正常，体质量日渐增加。各药物组大鼠状态较正常组稍差,比模型组明显改善。造模结束后,模型组有5只大鼠死亡,余组均存活。3.2 肝组织纤维化分级3肝纤维化程度分级如下。0级:无胶原纤维组织增生;级:汇管区有少量纤维组织增生,纤维组织短而细;级:汇管区有较多纤维组织增生;级:汇管区有大量纤维组织增生,呈窄带状,并向肝小叶周围伸展;级:汇管区有大量纤维组织增生,呈宽带状,伸展包绕或分割肝小叶,中央静脉有偏位现象。结果见表1表1 各组肝组织纤维化分级结果只3.3 肝纤

10、维化指标(血清中HA，LN，PC，IV.C)的变化见表2。与正常组相比，模型组动物血清中的HA，LN，PC，IV.C显著升高(P<0.01);与模型组相比半枝莲高、中剂量组血清中的HA，LN，PC， IV.C显著降低(P<0.01); 半枝莲低剂量组血清中的PC、 IV.C显著降低(P<0.05);秋水仙碱组血清中HA、LN、PC、 IV.C亦显著降低(P<0.05)。结果见表2表2 各组大鼠血清HA、LN、PC、.C含量检测结果3.4 肝功能检测结果与正常对照组比较，肝纤维化模型组血清丙氨酸转氨酶(ALT)和天冬氨酸转氨酶(AST)显著升高(P<0. 01);与

11、模型组相比，半枝莲高、中、低剂量组治疗后，血清ALT和AST显著下降(P<0. 05);秋水仙碱组血清中的ALT显著降低(P<0. 05)。结果见表3。3.5 TGF-1免疫组化结果正常对照组未见TGF-1阳性染色。模型对照组大量TGF-1阳性染色见于纤维间隔中的炎症细胞周围，其中少数胞浆中呈阳性染色。秋水仙碱组TGF-1阳性染色程度较模型组有所减轻，纤维间隔中炎症细胞、间质细胞胞浆内阳性染色明显减弱，细胞周围的阳性染色亦有不同程度的减轻。半枝莲各剂量组组TGF-1阳性染色程度较秋水仙碱组明显减轻，纤维间隔中的炎症细胞内有少量阳性染色，大剂量组的阳性染色稍弱于中剂量组。各组TGF-

12、1含量图像分析测量结果见表4表3 半枝莲对肝纤维化指标的影响表4 实验各组TGF-1含量图像分析测量结果4 讨论肝纤维化是以胶原为主的细胞外基质(ECM)成分合成增多,降解相对不足,在肝内过多沉积而形成。肝纤维化血清指标HA、LN、PC、 IV.C在肝纤维化时水平明显升高并与肝纤维化程度呈正相关,可以用来监测肝纤维化的发展过程和判断抗纤维化的疗效。本实验发现半枝莲醇提物能降低大鼠血清HA、LN、PC、 IV.C含量,大、中剂量半枝莲醇提物作用与秋水仙碱组相似。本实验病理组织学观察发现, 半枝莲醇提物大、中剂量组及秋水仙碱对照组鼠肝组织中胶原纤维增生情况均明显轻于模型组。结合大鼠血清HA、LN、

13、PC、 IV.C检测的结果, 半枝莲醇提物显示了明显的抗肝纤维化的作用。已经明确, HSC是肝纤维化发生的关键性细胞,在慢性损伤及炎症刺激下, HSC的表型由一般状况时的静止状态激活并向肌成纤维细胞转化,分泌大量ECM,构成肝纤维化发生、发展的重要基础4。研究表明,HSC的活化及表型转化与TGF-1密切相关。用TGF-1刺激,能促进体外培养的静态HSC向肌成纤维细胞转化5。肝纤维化形成的主要原因在于肝损伤期间ECM的沉积和降解间的动态平衡被打破,活化的HSC是产生ECM的主要细胞,TGF-1能刺激HSC合成多种ECM同时又可抑制ECM的降解。此外,TGF-1还通过抑制细胞外基质降解、抑制肝细胞

14、再生、诱导肝细胞凋亡等途径调节着肝纤维化的进程6。因此,肝纤维化的发生、发展与TGF-1的表达上调密切相关。本实验研究结果显示, 半枝莲大、中剂量组大鼠肝组织中TGF-1的含量较病理组明显减少(P<0.05),肝纤维化程度及胶原纤维、网状纤维增生程度也明显轻于病理组,说明半枝莲醇提物能减轻肝纤维化程度,能抑制TGF-1的表达,推测可能是通过抑制HSC的活化与增殖,促进ECM的降解而发挥作用。TGF-1的突出作用是促进胶原与基质的合成,同时抑制其降解7。还可增加纤维连接蛋白(FN)及蛋白多糖(PG)的合成,并促进FN和胶原在ECM中的沉积,还通过抑制胶原酶和蛋白酶的产生,以及促进组织抑制因

15、子如金属蛋白酶(MMPs),2-巨球蛋白等前纤维蛋白溶酶抑制物的分泌,减少胶原的降解8,本研究TGF-1抗原免疫组化染色半定量分析结果显示:平均光密度值与模型对照组之间有显著差异(P<0.01)，说明TGF-1是促进胶原纤维合成因子之，是肝纤维化发生发展微观调节的重要细胞因子通过消除纤维化过程中病变组织产生过多的TGF-1来预防或阻断纤维化的发展己成为纤维化防治研究的热点9，因此,肝纤维化血清指标HA、LN、PC、 IV.C和TGF-1的动态变化是判断抗肝纤维化程度的重要参数。本研究结果表明:模型组大鼠血清肝纤维化指标HA、LN、PC、IV.C水平显著升高,符合肝纤维化的特征;模型组大鼠

16、免疫组化图像分析肝组织TGF-1光密度值均显著升高,提示TGF-1参与了肝纤维化的形成。与模型组比较,半枝莲组大鼠血清中HA、LN、PC、IV.C均显著下降,免疫组化图像分析肝组织TGF-1光密度值均显著降低;与秋水仙碱对照组比较,大鼠血清中HA、LN、PC、IV.C及肝组织TGF-1的表达无显著性差异,提示半枝莲对实验性肝纤维化大鼠具有一定的防治作用,并能下调TGF-1的表达。由此,我们推测半枝莲抗肝纤维化的作用机理可能与通过抑制TGF-1的表达有关。我们的前期实验研究已经证明了半枝莲水煎液可有效的减少肝组织,型胶原的沉积和拮抗TGF-1的合成都起到良好地抗肝纤维化作用。本实验采用CCl4复

17、合因素大鼠肝纤维化模型,其发生机制与人类肝炎肝硬化的形成有一定相似之处。实验结果显示，半枝莲醇提物可延缓肝纤维化进程,值得进一步深入研究。但是，肝纤维化是由多因子多途径产生的病理过程，半枝莲醇提物还有可能通过其它途径产生抗肝纤维化的作用，还需要将来的实验进一步加以证明。【参考文献】  1 国家药典委员会.中国药典S.北京：化学工业出版社，2005:77.2 刘 强,李凯凤.肝纤维化动物模型的研究概述J.云南中医中药杂志,2005,26(2):61.3 王宝恩,张定凤.现代肝脏病学M.北京:科学出版社,2003:181.4 Benyon RC,Arthur MJP.Mechanisms of hepatic fibrosisJ.J Pediatr Gastroen-terol Nutr,1998，27:75.5 罗新华,杨 勤,成明亮,等.肝纤维化形成过程中大鼠肝组织Bcl-2、Bax表达的动态研究J.贵州医药,2004，28(7):581.6 吕 品,程凤凤,陈惠华,等.TGF-1与肝纤维化J.科学技术与工程, 2004,4(4):308.7 YZ,Park EJ,Sohn DH.Curcumin inhibit collagen synthes