免费文献传递   相关文献

木疏胶囊抗大鼠肝纤维化机制



全 文 :木疏胶囊抗大鼠肝纤维化机制
高萍,程留芳,邵泽勇,刘春
[摘要] 目的 观察木疏胶囊对大鼠肝纤维化相关基因表达和细胞免疫的影响,探讨其抗纤维化机制。 方法 40% 四
氯化碳,皮下注射诱导大鼠肝纤维化模型。 大鼠随机分为正常对照组、模型对照组、木疏胶囊预防组和木疏胶囊治疗组、鳖甲软
肝片预防组和鳖甲软肝片治疗组。 HE 和 Masson 染色观察肝组织病理改变,RT-PCR 检测肿瘤坏死因子 α(TNF-α),α-平滑肌
肌动蛋白(α-SMA),胶原蛋白Ⅰ(Col-Ⅰ),胶原蛋白Ⅲ(Col-Ⅲ)基因表达,流式细胞术检测血 CD4、CD8 水平。结果 各用药组
与模型对照组比较,肝组织学明显改善。 木疏胶囊预防组和治疗组与鳖甲软肝片预防组和治疗组比较,α-SMA,Col-Ⅰ、Col-Ⅲ
表达显著降低(α-SMA:0.40±0.02 vs 0.64±0.04、0.51±0.05 vs 0.70±0.04,Col-Ⅰ: 0.82±0.14 vs 0.95±0.05、0.73±0.14 vs 1.04±0.14,
Col-Ⅲ:0.37±0.02 vs 0.59±0.03、0.45±0.04 vs 0.56±0.05,P<0.05,P<0.01),TNF-α 表达差异无统计学意义。 与模型对照组比较,木
疏胶囊预防组和治疗组 CD4 和 CD4/CD8 均显著升高(CD4: 36.42±7.45、34.57±5.03 vs 28.0±5.07,CD4/CD8:1.90±0.41、1.81±0.28
vs 1.47±0.19,P<0.01),木疏胶囊预防组和治疗组与鳖甲软肝片组比较,CD4、CD4/CD8 水平差异无统计学意义。 结论 木疏胶
囊预防和治疗用药均可使肝纤维化大鼠肝组织 TNF-α、α-SMA、Col-Ⅰ、Col-Ⅲ基因表达下降, 升高 CD4、CD4/CD8。
[关键词] 肝纤维化; 木疏胶囊; TNF-α; α-SMA; Col-Ⅰ; Col-Ⅲ; CD4; CD8; CD4/CD8
[中图分类号]R575.2 [文献标识码]A doi:10.3969/j.issn.1674-3245.2011.02.022
Mechanism of anti-fibrosis in liver by mushu capsule
GAO Ping,CHENG Liu-fang,SHAO Ze-yong,et al
(Department of Oncology,General Hospital of Chinese PLA,Beijing,100853,China)
[Abstract] Objective To investigate the mechanism underlying the antifibrotic action of Mushu capsule in rats with hepatic
fibrosis. Methods A hepatic fibrosis model was induced by subcutaneous injection of carbon tetrachloride. Wistar rats were ran-
domly divided into 4 groups:normal control group,model group,mushu capsule group (MC)and Biejia Ruangan tablet group
(BRT). MC group and BRT group were subdivided into prevention group and treatment group. The gene expression of TNF-α,α-
SMA,Col-Ⅰ,Col-Ⅲ was detected by RT-PCR. The levels of CD4 and CD8 cells were measured by flow cytometry. Results The
gene expression of α-SMA,Col-Ⅰand Col-Ⅲ in MC prevention group was lower than that in BRT prevention and treatment group
respectively (α-SMA:0.40±0.02 vs. 0.64±0.04,0.51±0.053 vs. 0.70±0.04 Col-Ⅰ: 0.82±0.14 vs. 0.95±0.05,0.73±0.14 vs. 1.04±0.14
Col-Ⅲ:0.37±0.02 vs. 0.59±0.03,0.45±0.04 vs. 0.56±0.05)(P<0.05 or P<0.01). while there was no difference with the expression of
the TNF -α between MC prevention group and BRT group. moreover,the expression of the TNF -α in MC treatment group was
markedly higher than that in BRT group (0.97±0.14 vs. 0.80±0.16)(P<0.01 or P<0.05). The decreased serum CD4 and CD4/CD8
levels were markedly raised in MC preventing group and treatment group(P<0.01)in comparison with those in model group(CD4:
36.42±7.45,34.57±5.03 vs 28.0±5.07 CD4/CD8:1.90±0.41,1.81±0.28 vs 1.47±0.19). The decreased serum CD4 level was markedly
raised in BRT preventing group(33.42±4.90 vs 28.0±5.07)(P<0.05),while there was no difference in BRT treatment group. BRT up-
regulated the levels of serum CD8 and CD4/CD8 cells without significant differences. The levels of CD4,CD8 and CD4/CD8 cells had
no notable difference between MC group and BRT group. Conclusions Mushu capsule has an antifibrotic effect in rats with liver fi-
brosis by decreasing the gene expression of TNF-α,α-SMA,Col-Ⅰ,Col-Ⅲ. Simultaneously,it can upregulate the levels of CD4 and
CD4/CD8.
[Key words] Liver fibrosis; Mushu capsule; TNF-α; α-SMA; Col-Ⅰ; Col-Ⅲ; CD4; D8; CD4/CD8
肝纤维化是慢性肝病向肝硬化、肝癌发展的必
经之路,木疏胶囊是以当归、黄芪、鳖甲为主要成分
的中药复方制剂,本研究,在分子水平进一步研究
木疏胶囊对实验性大鼠肝纤维化肿瘤坏死因子 α
(TNF-α),α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、胶原蛋白
Ⅰ(Col-Ⅰ)、胶原蛋白Ⅲ(Col-Ⅲ)基因表达的影响,
并探究其对细胞免疫的调节作用,为其抗纤维化机制
提供进一步的证据。
1 材料与方法
1 . 1 材料
1 . 1 . 1 实验动物 同系 Wistar 大鼠 60 只,雌雄
各 30 只,体重(200±20)g,清洁级,解放军总医院动
物实验中心提供。
作者单位:100853 北京,解放军总医院肿瘤内科(高萍),消化科(程
留芳);雅安市人民医院(邵泽勇);总参军训和兵种部后
勤部卫生处(刘春)
通讯作者:程留芳,E-mail:greenpla@163.com
·论 著·
中华保健医学杂志 2011 年 4 月第 13 卷第 2 期 Chin J Health Care Med,April 2011,Vol 13,No. 2 ·133·
1 . 1 . 2 药物 木疏胶囊主要成分为当归、黄芪、鳖
甲、大枣、黑豆等。 由北京宝树堂科技药业有限公司
精制而成胶囊。 鳖甲软肝片主要成分为鳖甲、三七、
赤芍、冬虫夏草、连翘等,解放军 302 医院研制,内
蒙古福瑞制药厂生产。
1 . 1 . 3 主要试剂与仪器 四氯化碳(CCl4)分析纯
(北京化学试剂公司产品,批号 000925)。总 RNA提
取试剂盒及 RNA 逆转录试剂盒由 Promega 公司提
供。 TNF-α mRNA、α-SMA mRNA、Col-Ⅰ mRNA、
Col-Ⅲ mRNA、GAPDH mRNA 引物由北京鼎国生
物技术发展中心合成。 琼脂糖粉为美国 Sigma公司
产品。 DNA Marker为美国 Sigma公司产品。 PCR仪
为美国 Perkimn-Elmer 公司产品。 恒压恒流 DF-D
电泳仪为上海仪表厂产品。 图象扫描仪为中国科学
院北京空海电子技术公司产品。 FITC 标记的大鼠
CD4 单克隆抗体,PE 标记的大鼠 CD8 单克隆抗体
由北京鼎国生物技术发展中心提供。 FACS Calibur
流式细胞仪为美国 Becton Dickson 公司产品。
1 . 2 方法
1 . 2 . 1 试剂配制 人与大鼠药物剂量换算按参
考文献[1]。 根据本课题组前期实验研究成果,选
用木疏胶囊中剂量 3.125 g/(kg·d), 鳖甲软肝片
0.625 g/(kg·d)作为本实验的用药 [ 2 ]。 将 CCl4分析
纯 40 ml 溶于橄榄油 60 ml 中, 配制成 40%的 CCl4
油溶液 100 ml,常温保存备用。
1 . 2 . 2 动物模型与分组 (1)肝纤维化动物模
型 : 造模各组均于实验第 1 天皮下注射 40% CCl4
0.5 ml/100 g体重,以后每 4 d皮下注射 40% CCl4油
溶液 0.3 ml/100 g体重,连续 8周[ 3 ]。各组均用普通
饲料喂养,自由饮水。(2)预防与治疗实验:Wister大
鼠 60 只, 雌雄各 30 只, 随机分为正常对照组(10
例),模型对照组(10 例),木疏胶囊预防组(10 例),
鳖甲软肝片预防组 (10 例), 木疏胶囊治疗组(10
例),鳖甲软肝片治疗组(10例)。 造模同时正常对照
组及模型对照组蒸馏水 5 ml/d,分 2 次灌胃;预防实
验和治疗实验,为造模同时及造模结束后,分别以木
疏胶囊 3.125 g/(kg·d)溶于蒸馏水 5 ml,分 2 次灌
胃,鳖甲软肝片 0.625 g/(kg·d)溶于蒸馏水 5 ml,分
2次灌胃,治疗 4 周。
1 . 2 . 3 标本采集 取肝左叶相同部位组织液氮快
速冷冻保存,用于 RT-PCR 法检测。 取肝右叶相同
部位组织固定于 10%中性甲醛溶液中,乙醇梯度脱
水,二甲苯透明、浸蜡包埋,4~7 μm 厚度连续切片
用于 HE和 Masson 染色行组织学观察,由资深病理
医师阅片确定肝纤维化模型是否成功。
1 . 2 . 4 RT-PCR 法 检测大鼠肝组织 TNF-α,
α-SMA,Col-Ⅰ,Col-Ⅲ、GAPDH表达。提取总 RNA,
在线设计 TNF-α,α-SMA,Col-Ⅰ,Col-Ⅲ和内参照
GAPDH 的 DNA 片段引物,送北京鼎国生物技术发
展中心合成引物。 一步法基因扩增,DNA(1.2%)琼
脂糖凝胶电泳, 将记录下来的照片扫入计算机图像
分析系统(Image tool),计算各实验组 TNF-α,α-SMA,
Col-Ⅰ,Col-Ⅲ的 DNA 片段的灰度值比值表示各因
子的基因相对表达水平。 合成引物序列见表 1。
1 . 2 . 5 CD4 和 CD8 检测 心脏取血 2 ml 迅速注
入肝素抗凝管(消毒配置好的商品化 4 ml 玻璃管),
即刻用于 CD4、CD8 检测[ 4 ]。 流式细胞术检测大鼠
血 T淋巴细胞亚群的影响。
1 . 3 统计学处理 数据采用 SPSS 13.0 统计软件
包进行分析,结果以 x±s 表示。 计量数据采用独立
样本 t检验。 P<0.05为差异具有统计学意义。
2 结果
2 . 1 一般状况 造模结束时,模型对照组皮毛松
弛、嗜睡、进食减少、尿黄、趾甲及鼻腔出血。 实验结
束时,正常对照组存活良好,模型对照组死亡 1 只,
鳖甲软肝片预防组死亡 1 只,木疏胶囊预防组死亡
2只,鳖甲软肝片治疗组死亡 1 只,木疏胶囊治疗组
无死亡。
2 . 2 大鼠肝组织病理结果 肝组织病理切片组织
学观察见图 1、图 2,正常对照组肝小叶结构完整,
肝索排列整齐,汇管区无纤维化(图 1A,图 2A);模
型对照组造模后,大鼠肝细胞浊肿,肝小叶失去正
常结构,汇管区扩大增宽,汇管区胶原沉积,可见胶
原纤维自中央静脉及汇管区向周围延伸,形成较粗
的纤维间隔, 有的已经有假小叶形成 (图 1B,图
2B); 木疏胶囊预防组及鳖甲软肝片预防组肝小叶
结构基本正常,肝细胞无明显变性、坏死,肝索排列
指标 序列 长度(bp)
TNF-α 5-CGGGGGCCACCACGCTCTTC-3 364
5-GTGGCAAATCGGCTGACGGTGTG-3
α-SMA 5'-GGCGCCGCTGAACCCTAAG-3' 370
5'-AGCAGTGGCCATCTCATTTTCAAA-3'
Col-Ⅰ 5'-GTCCCCCTGGCTCTGCTGGT-3' 351
5'-ATGTGCGGGCGGGGTTCTT-3'
Col-Ⅲ 5'-CCTAAGGGCGAAGACGGCAAAGAT-3' 322
5'-CAGGAGGACCAGGGCGACCAC-3'
GAPDH 5'-ACC ACA GTC CAT GCC ATC AC- 3' 516
5'-TCC ACC ACC CTG TTG CTG TA -3'
表 1 TNF-α、α-SMA、Col-Ⅰ、Col-Ⅲ引物序列
中华保健医学杂志 2011 年 4 月第 13 卷第 2 期 Chin J Health Care Med,April 2011,Vol 13,No. 2·134·
相对整齐,仅汇管区少量胶原沉积,无明显纤维间
隔形成(图 1C,图 2C,图 1E,图 2E);木疏胶囊治疗
组、 鳖甲软肝片治疗组部分肝小叶结构排列仍紊
乱,肝细胞轻度脂肪变性,汇管区有较多胶原纤维
沉积(图 1D,图 2D,图 1F,图 2F)。
2 . 3 木疏胶囊对肝纤维化大鼠肝组织细胞因子基
因表达的影响 RT-PCR 产物经 1.2%琼脂糖凝胶
电泳鉴定,TNF-α 大小为 364 bp,α-SMA 大小为
370 bp,Col-Ⅰ大小为 351 bp,Col-Ⅲ大小为 322
bp,GAPDH大小为 516 bp,见图 3。
各组 GAPDH 表达基本无变化。 各基因表达与
GAPDH 比值,模型对照组与正常对照组比较,各指
标升高(P<0.01),各用药组与模型对照组比较,各指
标均降低(P<0.01)。 木疏胶囊预防组分别与鳖甲软
肝片预防组和治疗组比较,α-SMA,Col-Ⅰ,Col-Ⅲ
基因表达下调(P<0.01),TNF-α表达无统计学差异,
木疏胶囊治疗组分别与鳖甲软肝片预防组和治疗
组比较,α-SMA,Col-Ⅰ,Col-Ⅲ表达下调 (P<0.05,
P<0.01),TNF-α表达上调(P<0.05,P<0.01)。 见表 2。
2 . 4 木疏胶囊对大鼠血 T 淋巴细胞亚群的影响
与正常对照组比较, 模型对照组 CD4 水平显著下
注:A.正常对照组;B.模型对照组;C.木疏胶囊预防组;D.木疏胶囊治疗组;
E.鳖甲软肝片预防组;F.鳖甲软肝片治疗组
图 1 各组肝组织病理学观察(HE ×100)
注:A.正常对照组;B.模型对照组;C.木疏胶囊预防组;D.木疏胶囊治疗组;
E.鳖甲软肝片预防组;F.鳖甲软肝片治疗组
图 2 各组肝组织病理学观察(masson ×100)
注:1.DNA Marker;2.正常对照组;3.模型对照组;4.木疏胶囊预防组;5.鳖甲
软肝片预防组;6.鳖甲软肝片治疗组;7.木疏胶囊治疗组。 A:TNF-α;B:α-SMA;
C:Col-Ⅰ;D:Col -Ⅲ;E:GAPDH
图 3 各组肝组织细胞因子基因表达
组别 例数 TNF-α α-SMA Col-Ⅰ Col-Ⅲ
正常对照组 10 0.695±0.156 0.335±0.040 0.510±0.136 0.280±0.014
模型对照组 9 1.659±0.068a 0.957±0.047a 1.719±0.106a 1.116±0.056a
鳖甲软肝预防组 9 0.713±0.126b 0.644±0.040b 0.952±0.048b 0.589±0.029b
木疏胶囊预防组 8 0.794±0.089b 0.396±0.020b c e 0.816±0.136b c e 0.369±0.018b c e
鳖甲软肝治疗组 9 0.803±0.156b 0.703±0.035b 1.036±0.138b 0.556±0.048b
木疏胶囊治疗组 10 0.971±0.139b c d 0.508±0.053b 0.733±0.139b c d 0.446±0.043b c e
表 2 各组 TNF-α、α-SMA、Col-Ⅰ、
Col-Ⅲ基因表达相对值(x±s)
注:与正常对照组比较 aP<0.01;与模型对照组比较 bP<0.01;与鳖甲软肝片预防组比
较 cP<0.01;与鳖甲软肝片治疗组比较 dP<0.05,eP<0.01
中华保健医学杂志 2011 年 4 月第 13 卷第 2 期 Chin J Health Care Med,April 2011,Vol 13,No. 2 ·135·
降;与模型对照比较,鳖甲软肝片治疗组 CD4 水平
无显著性变化,其余各组均升高;木疏胶囊预防组
和治疗组与鳖甲软肝片预防组和治疗组比较,CD4
水平无统计学差异。 各组比较,CD8 变化无统计学
差异。 与正常对照组比较,模型对照组 CD4/CD8 显
著下降;与模型对照组比较,各用药组 CD4/CD8 均
升高;木疏胶囊预防组和治疗组与鳖甲软肝片预防
组和治疗组两两比较,CD4/CD8 变化无统计学差
异。 见表 3。
3 讨论
肝纤维化是慢性肝病向肝硬化发展的必经之
路。 近年来,明确提出了肝纤维化完全有可能发生
逆转[ 5~7 ]。 木疏胶囊在益气养血的同时,根据辨证论
治,注重活血化瘀,兼顾扶正、补虚、利湿等,前期实
验已证实, 其前身木苏丸能有效干预肝纤维化,并
证实了部分干预机制 [ 1 ]。 木苏丸经过制剂形式的
改进制成胶囊,本研究从基因水平进一步揭示木疏
胶囊抗大鼠肝纤维化的机制。
Wang 等 [ 8 ] 发现,纤维化早期肝组织内即出
现 TNF-α mRNA 高表达,因而认为 TNF-α 是炎性
反应和纤维化的重要始动因子。 本研究亦发现,模
型组肝纤维化大鼠 TNF-α 基因表达明显升高,木
疏胶囊可降低肝纤维化大鼠 TNF-α 基因表达水
平, 提示, 木疏胶囊可能通过降低肝纤维化大鼠
TNF-α 水平,减轻肝细胞损伤,减少其在肝的炎性
反应和肝纤维化中的作用,从而抑制纤维化进程。
正常情况下 ,肝星状细胞 (HSC)处于静止状
态 ,不表达α-SMA,当肝细胞受到损伤时,HSC 激
活,转化成肌成纤维样细胞,表达 α-SMA。因此本实
验中将 α-SMA 作为主要观察指标之一,并发现在
肝纤维化大鼠肝组织中 α-SMA 表达量明显增加,
与文献报道一致 [ 9,10 ]。 经木疏胶囊防治,α-SMA
mRNA 表达下调,且肝纤维化明显改善,其作用可
能与降低 HSC活化程度有关。
胶原是细胞外基质(ECM)的主要组成成分,肝纤
维化时 ECM中胶原以 Col-I、Col-Ⅲ型胶原为主(占
ECM的 95%以上), 胶原蛋白转录调节是胶原合成
最重要的环节[ 11 ]。木疏胶囊预防组和治疗组大鼠肝
纤维化肝组织的 Col-Ⅰ、Col-Ⅲ型胶原 mRNA 的表
达明显下降,提示其为抑制纤维化的重要途径。
研究显示,慢性肝炎、肝炎肝硬变、慢性重型肝
炎外周血 CD4+、CD8+细胞绝对计数和 CD4+/CD8+比
值均低于正常对照组和急性肝炎患者,肝硬变患者
细胞免疫功能的明显下降,是临床上肝硬变易发展
为肝癌和易并发感染的重要因素之一[ 12,13 ]。 本研究
中,肝纤维化大鼠外周血 CD4、CD4/CD8 水平下降,
反映了肝纤维化大鼠细胞免疫功能下降。 经木疏胶
囊预防和治疗,CD4、CD4/CD8均升高, 故认为木疏
胶囊可调节大鼠肝纤维化的细胞免疫功能,并因此
而发挥抗肝纤维化作用。
参考文献
[1] 徐叔云,卞如濂,陈修. 药理实验方法学[M].第 3 版 . 北京:人
民卫生出版社,2002.203-205.
[2] 高峰,程留芳,王志强,等. 木苏丸对大鼠二甲基亚硝胺肝纤维
化肝组织 TIMP-1,MMP-2 mRNA 表达的作用[J]. 世界华人消
化杂志,2005,13:355-357.
[3] 丁里玉,刘殿武,贺宇彤. 硒强化软肝胶囊对大鼠实验性肝纤
维化的治疗作用[J]. 中国中医基础医学杂志,2004,10:23-25.
[4] 刘栋, 刘志红. 流式细胞术检测人外周血 CD4、CD8 T 淋巴细
胞方法的建立[J]. 肾脏病与透析肾移植杂志,1998,7:400-401.
[5] Friedman SL,Bansal MB. Reversal of hepatic fibrosis-fact or fan-
tasy?[J]. Hepatology,2006,43:282-288.
[6] 王萍,刘海林. 大鼠肝纤维化自发逆转过程中肝星状细胞凋亡
与 p75 的表达[J]. 中华肝脏病杂志,2006,14:628-629.
[7] 郭津生 . 肝纤维化的可逆性 [N]. 中国医学论坛报,2009,35
(31):D5.
[8] Wang Y,Singh R,Lefkowitch JH,et al. Tumor necrosis factor-in-
duced toxic liver injury results from JNK2-dependent activation
of caspase-8 and the mitochondrial death pathway [J]. J Biol
Chem,2006,281:15258-15267.
[9] 黄兆胜,赵珍东,罗绮珊,等. 虎金颗粒抗肝纤维化的光镜电镜
实验研究[J]. 中国中医基础医学杂志,2006,12:821-824.
[10] Domitrovic R,Jakovac H,Romic Z,et al. Antifibrotic activity of
Taraxacum officinale root in carbon tetrachloride-induced liver
damage in mice[J]. J Ethnophamacol,2010,130:569-577.
[11] Inagaki Y,Higashi K,Kushida M,et al. Hepatocyte growth fac-
tor suppresses profibrogenic signal transduction via nuclear ex-
port of Smad3 with galectin-7[J]. Gastroenterology,2008,134:
1180-1190.
[12] 肖光明,姚细安,连粤湘,等. 乙型肝炎患者外周血 T 淋巴细
胞亚群的变化[J]. 实用肝脏病杂志,2005,8:22-24.
[13] Urbani S,Boni C,Amadei B,et al. Acute phase HBV-specific T
cell responses associated with HBV persistence after HBV/HCV
coinfection[J]. Hepatology,2005,41:826-831.
(收稿日期:2010-12-14;修回日期:2011-01-04)
表 3 木疏胶囊对肝纤维化大鼠 T淋巴细胞亚群的影响(x±s)
组别 例数 CD4 CD8 CD4/CD8
正常对照组 10 44.057±5.242 22.177±3.483 2.040±0.451
模型对照组 9 27.998±5.073b 19.009±2.121 1.470±0.186b
鳖甲软肝片预防组 9 33.417±4.902b c 19.660±5.937 1.793±0.400
木疏胶囊预防组 8 36.415±7.450a d 19.427±2.952 1.896±0.409c
鳖甲软肝片治疗组 9 31.593±4.135b 19.984±2.590 1.600±0.275b
木疏胶囊治疗组 10 34.569±5.033b c 19.207±2.221 1.811±0.275c
注:与正常对照组比较 aP<0.05,bP<0.01;与模型对照组比较 cP<0.05,dP<0.01
中华保健医学杂志 2011 年 4 月第 13 卷第 2 期 Chin J Health Care Med,April 2011,Vol 13,No. 2·136·