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狗肝菜多糖减轻D-氨基半乳糖与脂多糖诱导的大鼠急性肝损伤



全 文 :[文章编号] 1000 - 4718(2010)05 - 0952 - 04
[收稿日期]2009 - 09 - 27 [修回日期]2010 - 01 - 20
* [基金项目]国家自然科学基金资助项目(No. 30860393)
△通讯作者 Tel:0773 - 2895291;E - mail:kent@ glmc. edu. cn
狗肝菜多糖减轻 D -氨基半乳糖与脂多糖诱导的
大鼠急性肝损伤*
张小玲1,2, 肖胜军3, 容明智1,2, 沈 洁2, 张可锋4, 高 雅5, 朱 华5△
(桂林医学院 1机能学实验室,2 病理生理学教研室,3 病理学教研室,4 生药学实验室,广西 桂林 541001;
5广西中医学院中药鉴定学教研室,广西 南宁 530001)
[摘 要] 目的:观察壮药狗肝菜多糖对 D -氨基半乳糖(D - GalN)及脂多糖(LPS)所致大鼠急性重症肝炎
的影响。方法:将 48 只雄性 Wistar大鼠随机分成模型、狗肝菜多糖高、低剂量和对照组;狗肝菜多糖高剂量组(300
mg·kg -1)、低剂量组(150 mg·kg -1)在造模前灌胃给药 6 d,其它各组用生理盐水对照;末次给药后 1h 除对照组
外均在腹腔内注射 D - GalN(500 mg· kg -1)和 LPS(20 μg /kg)建立大鼠急性重症肝炎模型,对照组用生理盐水对
照。于 6 h、12 h分别观察并计算各组动物死亡率;存活动物于 6 h行眶后静脉窦采血用于检测血清丙氨酸转氨酶
(ALT)、天冬氨酸转氨酶 (AST)、肿瘤坏死因子 α(TNF - α)、白介素 1β(IL - 1β);12 h 摘除眼球采血用于检测血
清 ALT、AST、TNF - α、IL - 1β和一氧化氮 (NO);分光光度法检测血清 ALT、AST、NO含量,ELISA法检测血清 TNF
- α、IL - 1β水平。12 h后全部处死存活动物,肝组织切片观察肝脏病理形态学变化。结果:6 h各组动物均存活;
与模型组相比,狗肝菜处理组 12 h死亡率明显低于模型组。模型组血清 ALT、AST 活力和 TNF - α、IL - 1β、NO 水
平均升高,狗肝菜多糖高、低剂量组血清指标均明显低于模型组。模型肝组织大片坏死、淤血,狗肝菜多糖高、低剂
量组组织损伤程度明显降低,以高剂量组效果最佳。结论:狗肝菜多糖能减轻 D - GalN / LPS 诱导的肝损伤,可能
通过降低炎性介质 TNF - α、IL - 1β和 NO的水平发挥作用。
[关键词] D -氨基半乳糖;脂多糖类;狗肝菜多糖;肝炎
[中图分类号] R392. 32;R575. 1;R965. 1 [文献标识码] A doi:10. 3969 / j. issn. 1000 - 4718. 2010. 05. 024
Polysaccharides of Dicliptera chinensis (L.)Nees. alleviates liver injury
of GalN /LPS - induced fulminant hepatitis in rats
ZHANG Xiao - ling1,2,XIAO Sheng - jun3,RONG Ming - zhi1,2,SHEN Jie2,ZHANG Ke
- feng4,GAO Ya5,ZHU Hua5
(1Department of Medical Function,2Department of Pathophysiology,3Department of Pathology,4Laboratory of Pharmacolo-
gy,Guilin Medical College,Guilin 541001,China;5Department of Authentication of Chinese Medicine,Guangxi Tradition-
al Chinese Medical University,Nanning 530001,China. E - mail:kent@ glmc. edu. cn)
[ABSTRACT] AIM:To investigate the liver protective effects of polysaccharides of Dicliptera chinensis (L.)
Nees. on fulminant hepatitis caused by D - galactosamine (D - GalN)/ lipopolysaccharide (LPS)in rats. METHODS:
Male Wistar rats were divided into 4 groups (12 rats in each group),including normal control group,GalN /LPS - treated
group,and two Dicliptera chinensis (L.)Nees. polysaccharides - treated groups (150 mg /kg,300 mg /kg,ig,respective-
ly). The Dicliptera chinensis (L.)Nees. polysaccharides and controlled normal saline (NS)were administered once 1 d
for 6 d. One hour after the latest administration,all animals except for the animals in control group were administered with
D - GalN (500 mg /kg,ip),then treated with LPS 1 h later. The mortality was observed at 6 h and 12 h after modeling.
The serum samples were collected at 6 h and 12 h in the survival rats by retro - orbital sampling. All samples were meas-
ured for ALT,AST,TNF - α and IL - 1β. The samples collected at 12 h were also detected for NO. At 12 h,all survival
rats were sacrificed and liver section was prepared for histological evaluation. RESULTS:Pretreatment with polysaccha-
rides of Dicliptera chinensis (L.)Nees. significantly improved the histopathological changes and attenuated GalN /LPS - in-
·259· 中国病理生理杂志 Chinese Journal of Pathophysiology 2010,26(5):952 - 955
duced severe hepatotoxicity as evidenced by decrease in the levels of ALT and AST. The polysaccharides of Dicliptera
chinensis (L.)Nees. inhibited the elevated levels of TNF - α,IL - 1β and NO. CONCLUSION:Using Dicliptera
chinensis (L.)Nees. polysaccharides as anti - inflammatory reagent provides a definite protective way against fulminant
hepatitis caused by GalN /LPS in rat.
[KEY WORDS] D - galactosamine;Lipopolysaccharides;Dicliptera chinensis (L.)Nees. Polysaccharides;Hep-
atitis
狗肝菜[Dicliptera chinensis (L.)Nees.]是爵床
科 (Acanthaceae)华九头狮子草属(Dicliptera),全草
味甘、微苦、性寒,归心、肝、肺经。具有清热、凉血、
利湿、解毒、生津、利尿等功效[1]。狗肝菜为广西民
间药食两用的中草药,也是壮族地区常用壮药,主要
含有多糖、有机酸、氨基酸等物质[2]。多糖类中药具
有抗氧化及免疫调节作用[3],有抗肝炎及肝损伤作
用[4]。为探讨狗肝菜多糖对急性重症肝炎的作用,
本研究采用了 D - 氨基半乳糖(D - galactosamine,
D - GalN)/脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)建立大鼠
急性重症肝炎模型,初步探讨狗肝菜多糖对急性重
症肝炎的药理作用。
材 料 和 方 法
1 材料
1. 1 主要试剂 狗肝菜多糖为本实验室提取,提取
方法见参考文献[5]。天冬氨酸氨基转移酶(aspartate
aminotransferase,AST)试剂盒(批号为 20080818)、
丙氨酸氨基转移酶(alanine aminotransferase,ALT)
试剂盒(批号为 20080808)、一氧化氮(nitric oxide,
NO)试剂盒(批号为 20090826)购自南京建成科技有
限公司;肿瘤坏死因子 α(tumor necrosis factor alpha,
TNF - α)ELISA 检测试剂盒(批号为 EIA05896)、白
细胞介素 1β(interleukin 1β,IL - 1β)ELISA 检测试
剂盒(批号为 EIA05833)购自 R&D。
1. 2 实验动物及处理 SPF 级 Wistar 大鼠,体重
(200 ± 20)g,雄性,由桂林医学院实验动物中心提
供。实验大鼠适应性喂养 1 周(自由饮食、昼夜均
衡、温度 20 - 25 ℃、湿度 45% - 55%)后,随机分为
对照组、模型组、狗肝菜多糖高剂量组、狗肝菜多糖
低剂量组,每组 12 只大鼠。狗肝菜多糖高、低剂量
组大鼠分别以 300 mg·kg -1和 150 mg·kg -1灌胃给
药 6 d,对照组给予等容积生理盐水灌胃。末次给药
1 h后,模型组、狗肝菜多糖高剂量组、低剂量组大鼠
均同时给予 GalN (500 mg·kg -1,ip),GalN 给药后
1 h 同时给予 LPS(20 μg·kg -1,ip);对照组大鼠经
腹腔注射给予等容积生理盐水 (NS)。经 LPS 处理
后 6 h、12 h,分别计算动物死亡率,6 h对存活大鼠行
眶后静脉窦采血,12 h摘除眼球采血、处死、取肝脏;
检测血清 ALT、AST 活力、TNF - α、IL - 1β 的水平;
检测 12 h血清的 NO 水平,并对大鼠肝脏左叶相同
部位进行病理组织学检查。
2 方法
2. 1 血清 ALT、AST 活力检测 通过检测血清
ALT、AST活力以评价大鼠肝脏损伤程度。具体操作
遵照南京建成科技公司提供的试剂盒说明。
2. 2 血清 NO含量测定 用硝酸还原酶法测定血清
中硝酸盐与亚硝酸盐含量,以反映血清 NO 水平。
操作按南京建成科技有限公司试剂盒说明书进行。
2. 3 血清 TNF - α、IL - 1β 含量测定 采用双抗体
夹心 ABC ELISA 法测定血清 TNF - α 含量,其操作
方法按照 R&D提供的试剂盒说明进行。
2. 4 病理形态学改变观察 摘取小鼠肝脏后,立即
固定于 10%中性缓冲甲醛溶液中,对肝左叶相同位
置取材,流水冲洗,梯度乙醇脱水,二甲苯透明,石蜡
包埋切片,3 μm厚连续切片并进行 HE染色,光学树
脂胶封片,光镜下观察。
3 统计学处理
数据经统计软件 SPSS 11. 5 处理:计量资料采用
均数 ±标准差(珋x ± s)表示,组间比较采用独立样本 t
检验,计数资料组间比较采用卡方检验。
结 果
1 狗肝菜多糖对急性重症肝炎大鼠死亡率的影响
6 h 各组动物死亡率为 0%。与模型组相比,狗
肝菜处理组 12 h死亡率明显低于模型组,但只有高
剂量组有显著差异(P < 0. 05);狗肝菜多糖高剂量处
理组效果优于低剂量组,但没有显著差异,见表 1。
2 狗肝菜多糖对急性重症肝炎大鼠肝损伤的影响
经 D - GalN /LPS处理后,大鼠血清 AST、ALT活
力明显升高(与对照组比较,P < 0. 05);与模型组比
较,狗肝菜多糖处理组 AST、ALT 活力明显降低;其
中高剂量组具有显著差异(P < 0. 05),见表 2。进一
步研究结果显示,经 GalN /LPS 处理后的小鼠肝脏出
现严重充血和坏死等病理改变,而狗肝菜多糖处理组
小鼠肝脏充血、坏死等病理改变明显减轻,见图 1。
·359·
表 1 狗肝菜多糖对 D -GalN /LPS处理大鼠死亡率的影响
Table 1. Effects of polysaccharides of Dicliptera chinensis (L.)Nees. on the mortality in D - GalN /LPS - treated rats(n = 12)
Group
Survival(n) Death(n) Motality(%)
6 h 12 h 6 h 12 h 6 h 12 h
Control 12 12 0 0 0. 00 0. 00
High dose polysaccharides + D - GalN / LPS 12 10* 0 2* 0. 00 16. 67*
Low dose polysaccharides + D - GalN / LPS 12 6 0 6 0. 00 50. 00
D - GalN / LPS 12 2 0 10 0. 00 83. 33
* P < 0. 05 vs D - GalN / LPS group.
表 2 狗肝菜多糖对 D -GalN /LPS处理大鼠血清谷丙转氨酶及谷草转氨酶活力的影响
Table 2. Effects of polysaccharides of Dicliptera chinensis (L.)Nees. on serum ALT and AST activity in D - GalN /LPS - treated rats
(珋x ± s. n = 12)
Group
Number of survival(n) ALT activity(U·L -1) AST activity(U·L -1)
6 h 12 h 6 h 12 h 6 h 12 h
Control 12 12 23. 97 ± 4. 60* 24. 02 ± 4. 53* 24. 28 ± 4. 83* 25. 79 ± 6. 45*
High dose polysaccharides + D - GalN / LPS 12 10 83. 38 ± 18. 53* 100. 90 ± 17. 14* 81. 85 ± 18. 94* 106. 86 ± 21. 49*
Low dose polysaccharides + D - GalN / LPS 12 6 122. 96 ± 26. 30 173. 71 ± 27. 59 151. 19 ± 27. 95 182. 56 ± 25. 51
D - GalN / LPS 12 2 160. 92 ± 27. 50 204. 50 ± 5. 90 158. 46 ± 25. 65 189. 58 ± 12. 44
* P < 0. 05 vs D - GalN / LPS group.
Figure 1. Effects of polysaccharides of Dicliptera chinensis (L.)Nees. on liver histopathological change in D - GalN /LPS - treated
rats (HE staining,× 400). A:the control liver tissue;B:the liver tissue of rats treated with high dose (n = 12)polysac-
charides of Dicliptera chinensis (L.)Nees,and then with D - GalN / LPS;C:the liver tissue of rats treated with low dose
polysaccharides of Dicliptera chinensis (L.)Nees.,and then with D - GalN / LPS;D:the liver tissue of rats administered
with D - GalN /LPS. P:portal area of hepatic lobules;CV:central vein of hepatic lobules.
图 1 狗肝菜多糖对 D -GalN /LPS处理大鼠肝脏组织病理学改变的影响
3 狗肝菜多糖对急性重症肝炎大鼠血清炎症介质
TNF -α、IL -1β、NO水平的影响
D -GalN/LPS处理后,大鼠血清 TNF - α、IL -1β、
NO水平明显升高(与对照组比较,P < 0. 05);狗肝菜
多糖处理组 TNF - α、IL - 1β、NO 水平明显低于模型
组;其中高剂量组具有显著差异(P <0. 05),见表 3。
表 3 狗肝菜多糖对 D -GalN /LPS处理大鼠血清 TNF - α、IL -1β和 NO水平的影响
Table 3. Effects of polysaccharides of Dicliptera chinensis (L.)Nees. on serum TNF - α,IL - 1β and NO levels in D - GalN /LPS -
treated rats(珋x ± s. n = 12)
Group
Number of
survival(n)
Serum TNF - α
level (ng /L)
Serum IL - 1β
level (ng /L)
Serum NO
level (mmol /L)
6 h 12 h 6 h 12 h 6 h 12 h 12 h
Control 12 12 20. 57 ± 4. 76* 23. 17 ± 5. 43* 23. 24 ± 5. 76* 22. 16 ± 5. 08* 36. 12 ± 4. 79*
High dose polysaccharides + D - GalN / LPS 12 10 42. 30 ± 6. 70* 108. 75 ± 8. 82* 56. 24 ± 7. 67* 121. 24 ± 12. 45* 80. 17 ± 17. 80*
Low dose polysaccharides + D - GalN / LPS 12 6 74. 45 ± 10. 42 142. 45 ± 15. 32 98. 45 ± 14. 32 198. 47 ± 23. 14 127. 33 ± 15. 73
D - GalN /LPS 12 2 105. 15 ± 14. 65 197. 21 ± 18. 42 160. 28 ± 22. 63 262. 42 ± 31. 23 147. 25 ± 11. 62
* P < 0. 05 vs D - GalN / LPS group.
·459·
讨 论
D - GalN /LPS诱导的肝损伤与人类病毒性肝炎
在形态学和功能特征上非常相似,因此广泛用于实
验性肝损伤模型,用于评价护肝药物的保肝作用。
最近研究表明,GalN导致尿嘧啶核苷耗竭,这样导致
RNA和蛋白质合成障碍并最终导致肝细胞损伤;LPS
是一种内毒素,可活化单核巨噬细胞,使其合成和分
泌肿瘤坏死因子及其它炎性细胞因子,导致肝细胞
凋亡和坏死[6 - 9]。此外,氧自由基产生氧化应激也
是一个重要的损伤因素。多糖具有调节免疫和保肝
作用,在肝炎动物模型研究和肝炎的临床治疗中得
到广泛应用。研究表明狗肝菜多糖对 CCl4 所致急
性肝损伤具有保护作用[10]。本研究在建立 D - Gal
和 LPS诱导的大鼠急性重症肝炎的基础上,观察狗
肝菜多糖对肝损伤的保护作用;发现狗肝菜多糖可
以明显减轻肝组织坏死的范围和程度,降低增高的
血清转氨酶水平,减少炎症介质 TNF - α、IL - 1β 和
NO的分泌。
研究表明,TNF - α直接参与炎症反应的启动和
进展,并诱导肝细胞大量凋亡[11],抑制其合成和活性
能减轻各种毒物导致的肝损伤,因此显示 TNF - α
是肝损伤的关键因子[6]。此外,TNF - α 能诱导其它
促炎因子包括 IFN - γ,IL - 1β,IL - 6 等而形成炎
症的级联放大效应,最终导炎症进展和肝损伤[9]。
NO也是一个具有多种功能的重要介质,与肝细胞的
保护和损伤相关[12]。NO 由肝脏实质和间质细胞通
过诱导型 NO合酶(iNOS)催化生成,能抑制线粒体
呼吸和 DNA 合成[13],GalN /LPS 能增加 iNOS 的表
达,从而使大鼠肝脏产生大量的 NO,从而介导肝细
胞的损伤[14]。
本研究发现狗肝菜多糖可以减少炎症介质 TNF
- α、IL - 1β和 NO 的分泌,可以明显减轻肝组织坏
死的范围和程度,降低增高的血清转氨酶水平,减少
肝损伤大鼠的死亡率。结果表明狗肝菜多糖对急性
肝损伤有保护作用,其机制可能通过抑炎介质效应,
减少炎症介质的生成与释放。避免炎症的级联放大
效应,从而在急性重症肝炎中起保护作用。
[参 考 文 献]
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