全 文 :山楂叶总黄酮对非酒精性脂肪性肝炎大鼠肝组织
解偶联蛋白2表达的影响
陈芝芸,温秀梅,严茂祥,何蓓晖
(浙江省中医院 消化病研究室,浙江 杭州 310006)
[摘要] 目的:观察解偶联蛋白2(UCP2)在高脂饮食诱导的非酒精性脂肪性肝炎(NASH)大鼠肝组织的表达及山楂叶
总黄酮(TFHL)对其的影响。方法:以高脂饮食喂养12周诱导SD大鼠建立NASH模型,同时分别以250,125mg·kg-1·d-1
的TFHL和1954mg·kg-1·d-1的易善复进行干预,观察大鼠肝组织的病理改变,血清 ALT,AST水平,肝组织匀浆 TG,
CHOL,MDA含量和TAOC的活性,RTPCR检测 UCP2基因 mRNA在肝组织中表达,ELISA检测肝组织 UCP2含量。结果:
NASH模型组大鼠肝组织重度脂肪变、炎细胞浸润,血清ALT,AST水平和肝组织TG,CHOL,MDA,UCP2含量较正常大鼠明显
增高,UCP2mRNA表达显著增强,TAOC活性明显降低。肝组织UCP基因的表达与MDA含量呈明显正相关,与TAOC活性
则呈负相关。TFHL高、低剂量组大鼠肝组织炎症活动程度、肝匀浆 MDA和 UCP2含量以及肝组织 UCP2mRNA表达均较模
型组大鼠显著降低,而肝匀浆TAOC的活性则较模型组大鼠明显增高。结论:TFHL可能是通过抑制氧应激/脂质过氧化反应
和肝组织UCP2过表达的途径减轻肝脏炎症损伤,从而防止NASH的进一步发展。
[关键词] 山楂叶总黄酮;非酒精性脂肪性肝炎;解偶联蛋白2
[收稿日期] 20081221
[基金项目] 浙江省自然科学基金项目(Y2004310)
[通信作者] 陈芝芸,Tel:(0571)87071380,Email:zhiyun_
chen63@yahoocomcn
山楂叶总黄酮(totalflavonesofhawthornleafon,
TFHL)是从蔷薇科山楂属植物山里红Crataeguspin
natifidavarmajor或山楂Cpinnatifida的干燥叶提
取的天然总黄酮组分,含有多种黄酮苷、荭草素、葡
荆牡黄酮等。前期研究发现,TFHL能显著增强机
体抗氧化能力,有效防治脂肪性肝炎(nonalcoholic
steatohepatitis,NASH)[12]。研究表明,肝组织解偶
联蛋白2(uncouplingprotein2,UCP2)在NASH的发
生发展中有重要的调节作用[34]。为进一步探讨
TFHL防治 NASH的作用机制,本研究以高脂饮食
诱导大鼠NASH模型,观察 TFHL对 NASH大鼠肝
组织UCP2表达的影响。
1 材料
11 动物 SD大鼠 50只,雄性,清洁级,体重
190~210g,由上海西普尔必凯实物中心提供,许
可证号SCXK(沪)20030003。
12 药品与试剂 TFHL(山西晋城中晋药业有限
公司,批 号 200405008,其 中 总 黄 酮 含 量 为
9650%);易善复(德国ANatermann&CieGme
bH,批号46940B);胆固醇(上海博奥生物科技有限
公司,批号20050705);3号胆盐(杭州微生物试剂
有限公司,批号 20050516);三羟甲基氨基甲烷
(Tris,上海新兴化工试剂研究所,批号961218);十
二烷基磺酸钠(SDS)为华美生物工程公司进口分
装;壬基酚聚氯乙稀醚(NP40,美国 Sigma公司,
批号12H2500);苯甲基磺酰氟[PMSF,生工生物
工程(上海)有限公司,批号1403B06];脱氧胆酸
钠(上海生物化学试剂商店,批号 910710);混合
蛋白 酶 抑 制 剂 (美 国 Calbiochem公 司,批 号
539134);血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天门冬
酸氨基转移酶(AST)试剂盒由上海申能德赛诊
断技 术 有 限 公 司 提 供;丙 二 醛 (MDA,批 号
20050809)、总 抗 氧 化 能 力 (TAOC,批 号
20060927)、考马斯亮蓝(批号 20050513)试剂
盒均由南京建成生物工程研究所提供;组织型
UCP2ELISA试 剂 盒 (美 国 ADL公 司,批 号
QRCT3013320311112);Trizol(美国 BioBasic,批
号40950732);dNTP(批号 CBF49018)、rTaq(批
号 CK1201CA)、逆转录酶(批号 0326S07)、Oligo
clcTn8(批号CT401A)为日本TaKaRa产品;DNA
Marker(批号 F5110)为德国 Tiangen产品。
·2723·
第34卷第24期
2009年12月
Vol.34,Issue 24
December,2009
2 方法
21 NASH模型的建立 大鼠每天予以高脂饲料
(82%普通标准饲料 +10%猪油 +2%胆固醇 +1%
胆盐+5%蛋黄粉)喂养,连续12周,建立 NASH模
型大鼠。
22 分组及给药 50只鼠随机分为正常组、模型
组、TFHL高、低剂量组和易善复组,每组 10只;正
常组以标准饲料喂养,同时灌服等量蒸馏水,其余4
组以高脂饲料造模,同时模型组灌服等量蒸馏水,
TFHL高、低剂量组分别灌服 TFHL250,125mg·
kg-1·d-1,易善复组灌服19540mg·kg-1·d-1易
善复混悬液,均连续12周;末次给药次日上午处死
大鼠,取肝组织,分离肝脏,部分 -70℃保存,部分
肝右叶以4%多聚甲醛固定后制备石蜡切片。
23 生化指标测定 应用日立7020全自动生化分
析仪测定血清 ALT,AST。生理盐水制备10%肝组
织匀浆,TG采用异丙醇提取、氧化铝吸附磷脂和乙
酰丙酮显色法测定,CHOL采用异丙醇提取,高铁、
硫酸显色法测定,MDA采用硫代巴比妥酸法测定,
TAOC采用比色法测定,蛋白含量采用考马斯亮蓝
法检测。
24 肝组织病理形态学观察 常规HE染色,光镜
下观察肝脏细胞脂肪变性及炎症浸润程度,非酒精
性脂肪性肝病的病理组织学诊断参考2006年2月
中华医学会肝脏病学分会脂肪肝和酒精性肝病学组
修订的“非酒精性脂肪性肝病诊疗指南”[5]。
25 肝组织匀浆 UCP2含量测定 采用 ELIAS法
测定,肝组织以RIPA组织裂解液[1%SDS,1%去氧
胆酸钠,08%NaCl,10mmol·L-1 EDTANa2,1
mmol·L-1PMSF,10mmol·L-1TrisHCl(pH74)]
进行匀浆提取总蛋白,离心后取上清液测定,UCP2,
蛋白含量采用考马斯亮蓝法检测。
26 RTPCR法 肝组织的UCP2mRNA表达采用
RTPCR法,以 Trizol法抽提肝组织总 RNA,经鉴定
纯度高,无降解,紫外分光光度仪测 A260/A280,比值
在18~20,根据 A260值计算 RNA浓度。以 5μg
RNA作为模板进行逆转录,PCR扩增,以 βactin作
为内参。UCP2和 βactin引物由美国 Invitrogen公
司合成,UCP2上游:5′GACCATTGCACGAGAGGA
3′,下游:5′GAAGGAAGGCATGAACCC3′,扩增产
物 340 bp;βactin 上 游:5’GCCAACCGT
GAAAAGATG3’,下游:5’TGCCAGTGGTACGAC
CAG3’,扩增产物112bp。PCR反应条件:94℃预
变性5min,94℃变性20s,60℃退火20s,72℃延
伸20s,持续35个循环,72℃终末延伸10min,PCR
产物经琼脂糖凝胶电泳后进行吸光度扫描,UCP2
的mRNA表达的相对水平为它们与 βactinmRNA
吸光度比值。
27 统计学处理 采用 SPSS130软件包统计,计
量资料采用单因素方差分析和多重比较,计数资料
采用非参数的秩和检验,相关分析采用Pearson法。
3 结果
31 TFHL对 NASH大鼠血清 ALT,AST水平和肝
组织匀浆TG,CHOL含量的影响 模型组大鼠血清
ALT,AST水平较正常组明显增高(P<001),TFHL
高、低剂量组及易善复组大鼠血清ALT,AST水平较
模型组明显降低 (P<001,P<005);模型组、TF
HL高、低剂量组及易善复组大鼠肝匀浆 TG,CHOL
含量均较正常组明显增高(P<001),TFHL高、低
剂量组大鼠肝匀浆 CHOL含量较模型组明显降低
(P<001),易善复组 CHOL含量与模型组比差异
无显著性,见表1。
表1 各组大鼠血清ALT,ASTL水平和肝匀浆TG,CHOL含量变化(珋x±s,n=10)
分组 ALT/U·L-1 AST/U·L-1 TG/mg·g-1 CHOL/mg·g-1
正常 4350±1329 8320±1476 3520±2724 3818±1282
模型 11000±50672) 16730±56862) 41735±67822) 72878±116332)
TFHL高剂量 5260±25234) 8240±18484) 40605±28262) 29713±116302,4)
TFHL低剂量 5400±15714) 9610±31624) 43631±26582) 27905±64242,4)
易善复 6990±30963) 10980±26684) 44210±36052) 68852±209872)
注:与正常组相比1)P<005,2)P<001;与模型组相比3)P<005,4)P<001(表2~4同)。
32 各组大鼠肝组织病理学改变 正常组大鼠肝组
织光镜下未见明显异常;模型组大鼠肝组织可见弥漫
性肝细胞脂肪变(F4),伴明显肝细胞气球样变,小叶
内和汇管区混合性炎细响浸润,以小叶内明显,部分
·3723·
第34卷第24期
2009年12月
Vol.34,Issue 24
December,2009
坏死灶融合成片,未见明显肝纤维化形成;各药物预
防组大鼠肝组织也见弥漫性肝细胞脂肪变(F4),肝
组织的炎症分布和性质与模型组相似,但各药物预防
组的炎症程度较模型组显著下降(P<005),见表2。
表2 各组大鼠肝组织炎症程度的变化(n=10) 例
分组
&
(G0) +(G1) (G2) (G3)
正常 10 0 0 0
模型2) 0 1 3 6
TFHL高剂量2,3) 1 4 4 1
TFHL低剂量2,3) 0 4 5 1
易善复2,3) 0 3 6 1
33 TFHL对大鼠肝组织匀浆MDA,TAOC水平的
影响 模型组TAOC活性较正常组明显下降,MDA
含量较模型组明显增设;应用 TFHL高、低剂量及易
善复干预后 TAOC活性较模型组明显升高(P<
001),而 MDA含量则较模型组显著降低(P<
001,P<005),见表3。
表3 各组大鼠肝组织匀浆MDA,TAOC
水平变化(珋x±s,n=10)
分组
MDA
/nmol·mg-1
TAOC
/U·mg-1
正常 066±009 152±055
模型 205±0882) 053±0102)
TFHL高剂量 098±0381,4) 126±0521,4)
TFHL低剂量 101±0252,4) 118±0491,4)
易善复 133±0642,3) 103±0361,4)
34 TFHL对NASH大鼠肝组织UCP2mRNA及蛋
白表达的影响 模型组大鼠肝组织UCP2mRNA及
蛋白表达较正常组显著增高(P<001),应用TFHL
高、低剂量及易善复干预后大鼠肝组织UCP2mRNA
及蛋白表达较模型组明显降低(P<001,P<
005),见表4,图1。
表4 各组大鼠肝组织 UCP2mRNA及蛋白
表达变化(珋x±s,n=8)
分组
UCP2
/βactinmRNA
UCP2蛋白
/μg·g-1
正常 057±062 976±271
模型 305±1562) 1913±4522)
TFHL高剂量 173±0731,3) 1424±2362,4)
TFHL低剂量 176±0801,3) 1451±4792,4)
易善复 185±1041,3) 1398±3002,4)
注:前者n=8,后者n=10。
MDNAMarker;1正常组;2模型组;3TFHL高剂量组;
4TFHL低剂量组;5易善复组。
图1 肝脏UCP2mRNA表达(RTPCR)
35 肝组织 UCP2蛋白表达与肝组织匀浆MDA含
量及TAOC活性的相关性经相关性分析,大鼠肝组
织UCP2蛋白表达与肝组织 MDA含量呈明显正相
关(r=0523,P<001),与 TAOC活性呈负相关
(r=-0415,P<001)。
4 分析与讨论
UCP2是解偶联蛋白家族的一员,是一种位于
线粒体内膜上的载体蛋白。UCP2起质子通道作
用,在解偶联状态下,H+通过 ATP合成旁路从线粒
体膜外重新进入膜内,从而消除跨膜质子电化学梯
度,使线粒体氧化磷酸化解偶联,阻止线粒体呼吸时
将能量合成ATP,而以热量的形式释放出去。UCP2
在单纯脂肪肝向NASH转变的过程中可能具有重要
的调节作用。高脂饮食诱导脂肪肝形成过程中,肝
细胞脂肪酸供给过多,诱导活性氧簇(reactiveoxy
genspecies,ROS)和脂质过氧化物(lipidperoxide,
LPO)大量增加,当增加到一定程度时,启动适应机
制,线粒体 UCP2表达上调,使 ATP合成发生解偶
联,以热量的形式释放出去,降低线粒体4期呼吸时
的氧化还原压力,抑制 ROS生成,促进脂质氧化,
LPO生成减少[67],防止 NAFLD发生,产生一种适
应性反应;但同时,UCP2活性增加使氧化磷酸化解
偶联,降低ATP合成,在短暂缺血、能量需求急剧增
加、应激等情况下使肝细胞 ATP供不应求,引起肝
细胞坏死[8],加重 NAFLD,并向更晚期肝病进展。
Lee[9]将小鼠肝脏部分切除,发现术后肝细胞线粒体
产物H2O2迅速增加,随后引起 UCP2表达上升,而
UCP2增加到一定时候,ROS随之下降,提示ROS可
以诱导肝细胞 UCP2表达。Hong等[10]发现 UCP2
过表达可以促进线粒体呼吸,尤其是显著增加4期
呼吸,降低 ADP/O比,使脂质氧化为二氧化碳
(CO2),从而降低ROS和LPO生成。Chavin
[11]发现
从ob/ob肥胖小鼠脂肪肝细胞中分离出来的线粒
体,其H+漏速度增加,ATP合成减少,在短暂缺血
·4723·
第34卷第24期
2009年12月
Vol.34,Issue 24
December,2009
或能量需求急剧增加时,肝脏更容易发生坏死。
本研究发现高脂饮食诱导的NASH大鼠肝细胞
脂肪变性,肝脏大量脂质沉积,炎细胞浸润,血清
ALT,AST水平增高,肝组织MDA含量、UCP2mRNA
及蛋白表达较正常组明显增高,TAOC活性较正常
大鼠明显降低,同时肝组织 UCP2蛋白表达与 MDA
含量呈明显正相关,与 TAOC活性呈明显负相关。
推测高脂饮食诱导大鼠发生肝细胞脂肪变的过程
中,肝细胞脂肪酸供给过多,大量 ROS和 LPO的产
生,启动肝脏的适应机制,线粒体 UCP2表达上调,
使ATP合成发生解偶联,以热量的形式释放出去,
以减少氧化损伤的风险,但由于高脂饮食的持续存
在,ATP代谢失调,脂肪肝进展为 NASH[12];提示
UCP2参与了 NASH的发生发展,且其作用可能与
氧化应激和脂质代谢等密切相关。应用高、低剂量
TFHL和易善复干预后,大鼠抗氧化能力提高,同时
肝组织 UCP2表达水平明显下降明显减少,肝组织
炎症程度有明显改善,以 TFHL高剂量作用更为明
显,且与易善复组比,TFHL同时能明显降低肝脏
CHOL沉积,提示TFHL能抑制肝脏氧应激、脂质过
氧化反应,减轻肝脏炎症损伤,一定程度纠正脂质代
谢紊乱,调节肝组织 UCP2的过表达。但 UCP2与
ATP、脂质沉积、脂质过氧化的确切关系及其调控途
径,UCP2在 NAFLD进程的各个阶段具体的作用,
TFHL及易善复对UCP调节的具体环节及作用机制
等,目前尚不清楚,有待通过以后的体内外实验作进
一步研究。
[参考文献]
[1] 陈芝芸,严茂祥,何蓓晖山楂叶总黄酮防治非酒精性脂肪
性肝炎的研究[J]浙江中医药大学学报,2007,31(6):686
[2] 陈芝芸,严茂祥,何蓓晖大鼠非酒精性脂肪性肝炎形成中
氧化应激水平变化及山楂叶总黄酮对其影响[J]医学研究
杂志,2007,36(12):33
[3] BafyGUncouplingprotein2andnonalcoholicfatyliverdis
ease[J]FrontBiosci,2005,1(10):2082
[4] FulopP,DerdakZ,SheetsA,etalLackofUCP2reducesfas
mediatedliverinjuryinob/obmiceandrevealsimportanceof
celspecificUCP2expression[J]Hepatology,2006,44(3):
592
[5] 中华医学会肝脏病学分会脂肪肝和酒精性肝病学组非酒
精性脂肪性肝病诊疗指南[S]中华肝脏病杂志,2006,14
(3):161
[6] CortezPintoH,YangSQ,LinHZ,etalLipidsupregulate
uncouplingprotein2expressioninrathepatocytes[J].Gastroen
terology,1999,116(5):1184
[7] VociA,DemoriI,FranziAT,etalUncouplingprotein2mR
NAexpressionandrespiratoryparametersinKupfercelsisolated
fromeuthyroidandhyperthyroidratlivers[J]EurJEndocrinol,
2001,145(3):317
[8] CortezPintoH,YangSQ,LinHZ,etalBacteriallipopolysac
charideinducesuncouplingprotein2expressioninhepatocytesby
atumornecrosisfactoralphadependentmechanism[J]Bio
chemBiophysResCommun,1998,251(1):313
[9] LeeFY,LiY,ZhuH,etalTumornecrosisfactorincreases
mitochondrialoxidantproductionandinducesexpressionofun
couplingprotein2intheregeneratingmice[corectionofrat]
liver[J]Hepatology,1999,29(3):677
[10] HongY,FinkBD,DilonJS,etalEfectsofadenoviralover
expressionofuncouplingprotein2and3onmitochondrialrespi
rationininsulinomacels[J]Endocrinology,2001,142(1):
249
[11] ChavinKD,YangS,LinHZ,etalObesityinducesexpression
ofuncouplingprotein2inhepatocytesandpromotesliverATP
depletion[J]JBioChem,1999,274(9):5692
[12] ServiddioG,SastreJ,BelantiF,etalMitochondrialinvolve
mentinnonalcoholicsteatohepatitis[J]MolAspectsMed,
2008,29(1/2):22
·5723·
第34卷第24期
2009年12月
Vol.34,Issue 24
December,2009
Efectoftotalflavonesofhawthornleafon(TFHL)onexpressionof
UCP2inliverofNASHrats
CHENZhiyun,WENXiumei,YANMaoxiang,HEBeihui
(ZhejiangTraditionalChineseMedicinalHospital,Hangzhou310006,China)
[Abstract] Objective:Tostudytheexpressionofuncouplingprotein2(UCP2)inliverofratswithnonalcoholicsteatohepatitis
(NASH)inducedbyfatrichdiet,andtheefectoftotalflavonesofhawthornleafon(TFHL)onUCP2Method:TheNASHmodelof
ratwasinducedby12weeksoffatrichdietSubsequentlytheratswereadministratedwithTFHLinaccordancewith250,125mg·
kg-1·d-1andtheEssentialeNwith1954mg·kg-1·d-1.Thechangeofliverpathological.ThelevelsofserumALTandAST,the
contentofTG,CHOL,MDAandTAOCactivityofliverandwereevaluated.TheUCP2mRNAexpressioninliverwasdetectedwith
RTPCR,andthecontentsofUCP2wereexaminedwithELISAResult:Thereareseveresteatosis,inflammatorycelularinfiltrationin
theliveroftheNASHmodelsThelevelsofserumALT,ASTandthecontentsofTG,CHOL,MDAandUCP2inthemodelgroupwere
higherthanthoseofinthenormalgroop.TheexpressionofUCP2mRNAwasobviouslyenhancedandtheactivityofTAOCdecreased.
TheexpressionofUCP2mRNAofratswaspositivelycorelationwiththecontentsofMDA,TNFαTheinflammationactivityinratliv
er,thecontentsofMDAandUCP2,theexpressionofUCP2mRNAintheadministratedgroupswereobvouslylowerthanthoseinthe
modelgroup,whiletheactivityofTAOCwashigherthanthatofmodelConclusion:TFHLmayaleviateliverinjurybymeansofthe
suppressionofOxidativestress/lipidperoxidationreactionandtheoverexpressionofUCP2inliver,whichcouldpreventthefurtherde
velopmentofNASH
[KeyWords] TFHL;NASH;uncouplingprotein
[责任编辑 张宁宁]
本刊重要启事
本刊已开通在线支付功能,作者请登录本刊网站 www.cjcmm.com.cn“作者中心”,点击在线充值,可以
选择网上银行(没开通网银功能的帐户可以选择信用卡充值)和手机充值卡2种充值方式,充值成功后系统
会显示您的账号余额。然后您可以根据稿件状态和编辑部邮件通知来缴纳相应的费用,如审稿费,发表费
等。如有疑问请咨询鲍雷编辑:13683362408,178562955@qq.com。
·6723·
第34卷第24期
2009年12月
Vol.34,Issue 24
December,2009