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垂盆草总黄酮对肝纤维化大鼠肝组织TGF-β 1和Smad7表达的影响



全 文 :书·研究论文·
基金项目:浙江省自然科学基金资助项目(编号:LQ15H290001) ;浙江中医药大学科研基金资助(编号:2014ZY08)
通讯作者:骆海莺 Tel:(0571)87348152 E-mail:lyc1200@ 163. com
垂盆草总黄酮对肝纤维化大鼠肝组织 TGF-β 1 和 Smad7 表达
的影响
林远灿1 骆海莺2 陈红淑1 (1.浙江中医药大学附属第一医院 杭州 310006;2.南京军区杭州疗养院)
摘 要 目的:观察垂盆草总黄酮(SSTF)对 CCL4诱导肝纤维化大鼠肝组织 TGF-β 1 和 Smad7 蛋白及 mRNA表达的影响。方
法:60 只雄性 SD大鼠随机分为正常组、模型组、SSTF 低剂量组(100 mg·kg -1)、SSTF 中剂量组(200 mg·kg -1)、SSTF 高剂
量组(400 mg·kg -1)和秋水仙碱阳性药对照组,共 6 组,每组 10 只。CCl4皮下注射诱导大鼠肝纤维化模型,同时 SSTF灌胃干
预,7 周后处死大鼠。采用 Masson染色法检测大鼠肝脏组织病理学改变,Western blotting 法检测肝脏组织 TGF-β 1 和 Smad7
蛋白表达,实时定量 RT-PCR检测肝脏组织 TGF-β 1 和 Smad7mRNA 表达。结果:与模型组比较,SSTF 各剂量均能显著降低
CCL4诱导的肝纤维化程度(P < 0. 05) ;中高剂量可以显著减少肝组织中 TGF-β 1 蛋白和 mRNA 表达(P < 0. 05) ,并且明显增
加 Smad7 蛋白和 mRNA表达(P < 0. 05)。结论:SSTF可有效地逆转实验性大鼠肝纤维化,其机制可能与下调肝组织中 TGF-β
1 蛋白和 mRNA表达,及增加 Smad7 蛋白和 mRNA表达有关。
关键词 垂盆草总黄酮;肝纤维化;转化生长因子 β 1;Smad7 蛋白
中图分类号:R285. 5 文献标识码:A 文章编号:1008-049X(2015)12-2021-04
Effects of Sedum Sarmentosum Total Flavonoids on the Expression of TGF-β1 and Smad 7 in Rats with He-
patic Fibrosis
Lin Yuancan1,Luo Haiying2,Chen Hongshu1(1. The First Affiliated Hospital of Zhejiang Chinese Medical University,Hangzhou
310006,China;2. Hangzhou Sanatorium of Nanjing Military Region)
ABSTRACT Objective:To investigate the inhibitory effects of Sedum Sarmentosum total flavonoids (SSTF)on hepatic fibrosis in-
duced by CCl4,and examine the effects on the expression of TGF-β 1 and Smad7. Methods:Sixty male SD rats were randomly divided
into the normal control group,the model group,100,200 and 400 mg·kg -1 SSTF groups and colchicine positive control group. The
experimental model of hepatic fibrosis in rats was established by the injection of CCL4 . The liver histopathology was examined by Mas-
son stain,and the protein expression and mRNA of TGF-β 1 and Smad7 were assessed by RT-PCR and Western blotting. Results:
Compared with the model group,every SSTF group could significantly reduce the degree of liver fibrosis induced by CCL4(P < 0. 05).
The middle and high dose SSTF gouprs could significantly reduce the protein expression and mRNA of TGF-β 1 (P < 0. 05) ,and sig-
nificantly increase the protein expression and mRNA of Smad 7 (P < 0. 05). Conclusion:SSTF exhibits anti-hepatic fibrosis effects in
rats through down-regulating the expression of TGF-β 1 and up-regulating the expression of Smad7 in fibrotic liver tissue.
KEY WORDS Sedum Sarmentosum total flavonoids;Hepatic fibrosis;TGF-β1;Smad 7
肝纤维化是肝脏对各种损伤自我修复的反应,
是各种慢性肝病发展为肝硬化的共同病理过程,其
组织病变表现为肝细胞外基质(extracellular matrix,
ECM)大量沉积。转化生长因子 β1(transforming
growth factor beta l,TGF-β1)是 TGF-β 亚型的一种,
是目前公认的最强的致肝纤维化的细胞因子之
一[1]。Smad7 是 TGF-β /Smad信号通路中重要组成
部分,其过度表达可以阻断 HSC 的激活和肝纤维化
的进展,使肝纤维化逆转成为可能。垂盆草总黄酮
(sedum sarmentosum total flavanones,SSTF)是从景天
科植物垂盆草全草中提取的黄酮类化合物,主要含
有槲皮素、山柰素、木犀草素、金丝桃苷。近年来研
究发现 SSTF具有保肝降酶、抗肿瘤、修复损伤肝细
胞、抑制肝星状细胞(HSC)活化等药理活性[2 ~ 5]。
为进一步探讨其对肝纤维化的作用,本实验应用
SSTF作用于大鼠肝纤维化模型,进行肝组织病理学
检查,并检测肝组织中 TGF-β1 和 Smad7 蛋白和
mRNA的表达,来研究 SSTF是否具有抗肝纤维化作
用及其可能的调控机制。
1 材料与方法
1. 1 动物
SD雄性大鼠,SPF级,体质量 250 ~ 270 g,生产
许可证号:SCXK(沪)2013 -0016,由上海西普尔-必
凯实验动物有限公司提供,浙江中医药大学实验动
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中国药师 2015 年第 18 卷第 12 期 China Pharmacist 2015,Vol. 18 No. 12
物中心饲养。
1. 2 药品和试剂
垂盆草总黄酮(纯度为68. 7%,由浙江中医药
大学药学院提取:先 80%乙醇提取,再经大孔树脂
与聚酰胺进行纯化所得;其中槲皮素含量不低于
6. 8%,山柰素含量不低于2. 3%,异鼠李素含量不低
于3. 5%) ;四氯化碳(CCl4,南京青松化工有限公
司,批号:20110217) ;秋水仙碱(国药集团化学试剂
有限公司,批号:Lot No. 20140226)。
1. 3 肝纤维化模型的建立[6]
用灭菌的精制橄榄油配成的 40% CCl4橄榄油
溶液。除正常组外,于大鼠背部皮下注射 40% CCl4
橄榄油溶液,首次剂量 5 ml·kg -1,以后按 3 m1·
kg -1,每周注射 2 次,连续注药 7 周,正常组以等容
量的橄榄油皮下注射。
1. 4 分组及处理
大鼠随机分成正常组、模型组、SSTF 低剂量组
(100 mg·kg -1)、SSTF 中剂量组(200 mg·kg -1)、
SSTF高剂量组(400 mg·kg -1)和秋水仙碱阳性药
对照组(0. l mg·kg -1) ,共 6 组,每组 10 只。从造
模第 3 周开始,各给药组分别灌胃给予相应的药物
1 ml /100 g,正常组、模型组给予生理盐水 1 ml /100
g,qd,连续 5 周。末次给药当晚禁食不禁水 18 h,次
日空腹处死,取右叶部分肝组织以 4%多聚甲醛固
定,常规石蜡包埋待用。
1. 5 观察指标
1. 5. 1 大鼠一般状况观察 实验期间观察大鼠精
神状态、体质量、饮食和饮水量、毛色、活动灵敏度等
状况。
1. 5. 2 肝组织病理检测 实验结束,观察肝脏与周
围组织的粘连情况,肝脏质地、色泽等,取石蜡包埋
后肝组织 Masson 染色,备制肝脏组织病理,通过光
学显微镜观察病理形态学变化。
按病理切片中组织增生程度,用半定量分级法
分为:“-”:无明显胶原纤维增生;“+”:胶原纤维
明显增多,从汇管区或中央静脉呈星状向外延伸,无
纤维隔形成;“+ +”:胶原纤维明显增多并形成彼
此不连接的纤维隔;“+ + +”:胶原纤维连接成完
全的纤维隔,分割肝实质[7]。
1. 5. 3 Western blotting 检测肝组织中 TGF-β1 和
Smad7 蛋白的表达 取 100 mg 肝组织置于含 1 ml
RIPA 裂解液的 EP 管,冰上充分匀浆。12 000 r·
min -1离心 10 min,取上清。加上样缓冲液,100℃加
热 10 min 使蛋白变性。每孔加入 8 μl总蛋白,进行
SDS-PAGE 电泳,经硝酸纤维素膜转移。含 5%脱
脂奶粉的 TBS-T 封闭,之后特异性一抗 TGF-β1 和
Smad7 抗体(1∶ 800)4 ℃ 过夜孵育,洗涤,再加入
相匹配的二抗;反应信号经化学发光试剂发光,曝光
洗片,并以计算机图像扫描,用 quantity one 软件进
行图像分析,测定灰度值,用 β - action 作为内参,以
目的蛋白 /β - action 计算目的蛋白的相对表达量。
1. 5. 4 实时定量 RT-PCR检测肝组织中 TGF-β1 和
Smad7 mRNA 的表达 用 RNA isoPlus 提取肝脏组
织总 RNA,总 RNA用 PrimeScript RT reagent kit反
转录成 cDNA,使用 SYBR Premix Ex TaqTM试剂盒
进行 PCR 扩增。TGF-β 1 引物序列:上游 5’-CT-
GCTGACCCCCACTGATA-3’,下游 5’- CTGTATTC-
CGTCTCCTTGGTCC-3’) ,扩 增 片 段 为 525bp。
Smad7 引 物 序 列:上 游 5 ’-GATACCCGATG-
GATTTTCTCAA-3’,下游 5’-AGGGCTCTTGGACA-
CAGTAGAG-3’,扩增片段长度 605 bp。GAPHD(内
参) ,上游 5’- GGCACAGTCAAGGCTGAGAATG-3’;
下游 5’-ATGGTGGTGAAGACGCCAGTA-3’) ,扩增
片段长度 655bp。所有反应信息资料由 Bio-Rad iQ5
PCR仪收集,Ct 值通过计算机软件来测量和计算,
转录水平通过公式 2-△△CT计算[8]。
1. 6 统计学处理
采用 SPSS13. 0 统计软件进行数据分析,计量数
据以 珋x ± s表示,采用单因素方差分析处理,组间两
两比较用 LSD检验,等级资料采用 Ridit 分析处理。
P < 0. 05为差异有统计学意义。
2 结果
2. 1 对大鼠一般状况的影响
正常组大鼠精神状态良好,皮毛光滑,食欲良
好,饮水正常,每周体质量增长正常,大便成形,小便
正常,实验结束无死亡;模型组对照组随着造模时间
的推移,体质量基本不增或缓慢下降,精神萎靡,活
动减少,皮毛失去光泽、紊乱并易脱落,食欲下降,饮
水减少,大便不成形,小便偏黄,实验结束时死亡 2
只;SSTF 组一般情况稍优于模型组,体质量增加减
慢,大鼠皮毛光洁,与正常组大鼠外表相似,实验结
束时高剂量组死亡 1 只,中、低剂量组各死亡 2 只;
秋水仙碱阳性组表现与药物干预组相似,实验结束
时死亡 1 只。
2. 2 肝组织学观察
主要观察 SSTF 对大鼠肝组织形态学的影响。
Masson胶原染色结果显示:模型组纤维化程度较正
常对照组显著增加(P < 0. 01)。与模型组比较,
SSTF各剂量组及秋水仙碱胶组原纤维增生减少,纤
维化程度减轻(P < 0. 05)。Masson 染色见图 1,肝
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纤维化分级见表 1。
A正常组;B模型组;C SSTF高剂量组;D SSTF中剂量组;
E SSTF低剂量组;F阳性组
图 1 肝组织切片 Masson染色(×100)
表 1 垂盆草总黄酮对肝纤维化大鼠肝组织
增生的影响 (n =8)
组别 剂量(mg·kg -1) — + + + + + +
正常对照组 - 8 0 0 0
模型对照组a - 0 1 2 5
秋水仙碱组b 0. l 1 3 4 0
SSTF 100b 0 3 4 1
200b 0 4 3 1
400b 1 4 3 0
注:与正常组比较,aP < 0. 01;与模型组比较,bP < 0. 05。
2. 3 对肝纤维化大鼠肝组织 TGF-β1 和 Smad7 蛋
白表达的影响
Western blotting结果显示:与正常组比较,模型
组大鼠肝组织 TGF-β1 蛋白表达显著升高(P <
0. 01) ,Smad7 蛋白表达明显减弱(P < 0. 01)。与模
型组比较,SSTF 中、高剂量组和秋水仙碱组肝组织
TGF-β1 蛋白表达显著降低(P < 0. 05) ,Smad7 蛋白
表达明显增强(P < 0. 05) ,而 SSTF 低剂量组 TGF-
β1 和 Smad7 蛋白表达差异无显著性统计学意义(P
> 0. 05)。见图 2,定量分析结果见表 2。
2. 4 对肝纤维化大鼠肝组织 TGF-β1 和 Smad7 mR-
NA表达的影响
2-△△CT统计结果(见表 3,图 3)显示,与正常对
照组比较,模型组大鼠肝组织中 TGF-β1mRNA 表达
1.正常对照组 2.模型对照组 3. SSTF低剂量组
4. SSTF中剂量组 5. SSTF高剂量组 6.秋水仙碱组
注:与正常组比较,aP < 0. 01;与模型组比较,bP < 0. 05。
图 2 SSTF对肝组织 TGF-β1 和 Smad7 蛋白表达的影响
明显增强,差异有统计学意义(P < 0. 01) ,Smad7
mRNA 表达显著减弱(P < 0. 01)。与模型组比较,
SSTF低剂量对肝组织中 TGF-β1 和 Smad7 mRNA
表达的影响不明显(P > 0. 05) ;SSTF中、高剂量和
表 2 垂盆草总黄酮对大鼠纤维化肝脏组织 TGF-β1
和 Smad7 蛋白表达的影响 (`珋x ± s,n =8)
组别 剂量(mg·kg -1) TGF-β1 蛋白表达 Smad7 蛋白表达
正常对照组 - 1. 000 ± 0. 002 1. 000 ± 0. 000
模型对照组 - 5. 034 ± 0. 776a 0. 097 ± 0. 400a
秋水仙碱组 0. 1 1. 288 ± 0. 094b 0. 795 ± 0. 120b
SSTF 100 4. 400 ± 0. 545 0. 233 ± 0. 180
200 1. 613 ± 0. 127b 0. 713 ± 0. 069b
400 1. 214 ± 0. 084b 0. 847 ± 0. 234b
注:与正常组比较,aP < 0. 01;与模型组比较,bP < 0. 05。
表 3 垂盆草总黄酮对大鼠纤维化肝组织 TGF-β1
和 Smad7mRNA表达的影响 (珋x ± s,n =8)
组别
剂量
(mg·kg -1)
TGF-β1mRNA
表达
Smad7mRNA
表达
正常对照组 - 1. 001 ± 0. 004 1. 000 ± 0. 001
模型对照组 - 1. 650 ± 0. 114a 0. 157 ± 0. 370a
秋水仙碱组 0. 1 1. 089 ± 0. 099b 0. 795 ± 0. 195b
SSTF 100 1. 327 ± 0. 120 0. 333 ± 0. 280
200 1. 081 ± 0. 100b 0. 651 ± 0. 170b
400 1. 036 ± 0. 018b 0. 807 ± 0. 214b
注:与正常组比较,aP < 0. 01;与模型组比较,bP < 0. 05。
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1.正常对照组 2.模型对照组 3. SSTF低剂量组
4. SSTF中剂量组 5. SSTF高剂量组 6.秋水仙碱组
注:与正常组比较,aP < 0. 01;与模型组比较,bP < 0. 05。
图 3 SSTF对肝组织 TGF-β1 和
Smad7 mRNA表达的影响
阳性组对肝组织中 TGF-β1mRNA 表达明显减弱(P
< 0. 05) ,Smad7 mRNA 表达则增强(P < 0. 05)。
3 讨论
现代医学认为 ECM 累积所形成的肝纤维化通
过及时有效的治疗是可以逆转的,但目前缺乏疗效
确切、不良反应少的抗纤维化西药,大多还处在实验
研究阶段[9]。国内外学者研究发现,中药在抗肝纤
维化治疗中具有明显的优势,很多单味中药及复方
在细胞、动物及临床实验中都观察到一定的抗肝纤
维化疗效,如丹参、三七、鳖甲等[10]。从有临床基础
的传统保肝中药中发掘防治肝纤维化的药物有着很
大潜力。SSTF是从垂盆草中提取的主要有效成分,
本实验研究表明 SSTF具有抗 CCL4诱导的大鼠肝纤
维化作用。
TGF-β1 是一类调节细胞生长和分化的多肽,是
目前研究最深入的致肝纤维化的细胞因子,其表达
水平的上调促进了肝纤维化的发生和发展[11]。它
既可促进 ECM的合成,又可抑制其降解,在 HSC 激
活过程中亦起重要作用。当肝脏受到炎症、病毒、化
学毒素损伤时,肝内的炎症细胞、枯否细胞、星状细
胞等自分泌或旁分泌 TGF-β1。TGF-β1 可使静息状
态下的 HSC 被激活或转化为纤维母细胞,并能刺激
这些细胞向损伤部位迁移、增殖和产生胶原。同时
活化的 HSC 能自分泌 TGF-β1,是肝纤维化后期
TGF-β1 的主要来源,在自分泌和旁分泌双重作用
下,TGF-β1 表达的上调导致在 HSC与 TGF-β1 之间
形成恶性循环引起细胞外基质不断产生。目前认
为,Smad 信号蛋白为 TGF-β1 的下游信号传导分
子,没有 Smads复合物生成,TGF-β1 无法诱导 HSC
转化及合成分泌胶原和 ECM,因此 TGF-β1 /Smad信
号转导通路也被认为是其发挥生物学效应的主要通
路。Smad7 近年倍受关注,其作为 TGF-β1 信号传
导的抑制因子,能够抑制 TGF-β1 信号转导通路,介
导细胞内负反馈,从而阻断 TGF-β1 介导的肝纤维
化。
本研究观察了 SSTF对 CCL4诱导的肝纤维化大
鼠肝组织中 TGF-β1 和 Smad7 蛋白及 mRNA表达的
影响,结果显示 SSTF 中高剂量组较模型组 TGF-β1
蛋白及 mRNA 表达水平显著降低(P < 0. 05) ,
Smad7 蛋白及 mRNA 表达明显水平增加(P <
0. 05) ,同时肝组织中纤维化程度也较模型组减轻,
特别是 SSTF高剂量组,其疗效优于秋水仙碱组。
综述所述,SSTF 具有抗肝纤维化作用,其机制
可能与抑制 TGF-β1 在肝组织中的表达,上调 Smad7
的表达,阻止 TGF-β1 活化 HSC,减少 ECM 的沉积,
进而减轻肝纤维化的程度有关。
参 考 文 献
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