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    荷叶调节水通道蛋白拮抗高脂血症的作用机制研究

    来源:六七范文网 时间:2023-06-18 00:10:02 点击:

    朱发伟,叶 合,楼招欢,李 静,韩丽萍,黄建波,邓张亦婷,吴瑾瑾

    1.台州市立医院药剂科(浙江 台州 318000);
    2.浙江医院药剂科(浙江 杭州 310013);
    3.浙江中医药大学药学院(浙江 杭州 311402);
    4.浙江中医药大学基础医学院(浙江 杭州 310053)

    心脑血管疾病是当前威胁人类健康最严重的疾病之一,其发病率和病死率不断增高。以高脂血症(hyperlipidaemia,HLP)为代表的脂质代谢异常是心脑血管疾病的独立危险因素。近年来,随着人们生活水平的提高和饮食结构的改变,HLP的患病率呈逐年递增趋势,已成为全球性公共卫生事件之一[1]。据其临床表现、体征和舌脉等特点,本病可归属于中医学“痰浊”“湿热”范畴,《黄帝内经》的“膏脂学说”是其理论依据,若膏脂输化障碍,生成过剩,膏脂内蓄则易形成病理性脂浊[2]。膏脂的输化障碍主要责之于脾、肝、肾三脏,因脾失健运、肝失疏泄、肾失气化而发病,其中脾脏最为关键[3]。脾是水液代谢的枢纽,具有调节津液输布和水液代谢的功能。现代研究[4-5]发现,广布于人体泌尿、消化、呼吸系统的水通道蛋白(AQPs)在人体水液转运和代谢中起关键作用,脾主运化水津功能与AQPs的表达呈正相关,调节AQPs的表达有助于促进水液和脂质的转运和代谢,减少“痰湿”和“脂浊”的形成,进而阻断高脂血症的发生发展。

    现有研究[6]表明,中医药在调节血脂、防治高脂血症及相关疾病方面具有独特的优势和巨大的应用前景。荷叶(Nelumbinis Folium)为睡莲科莲属多年生草本挺水植物莲荷的叶,其味苦,归肝、脾、胃经,可清暑化湿,改善高脂血症“痰湿”状态,恢复脾的运化功能,阻断脂浊的形成和发展,是湿热蕴结型高脂血症的常用中药之一[7]。有研究[8]报道,荷叶水提物(LLE)能显著降低昆明小鼠的三酰甘油(TG)水平。本课题组研究[9-10]发现,荷叶具有通过改善脂质代谢拮抗非酒精性脂肪肝的作用,并可有效保护肝脏免受脂质浸润。本研究旨在进一步观察LLE对高脂饮食诱导的HLP大鼠模型TG以及AQPs的影响,阐释荷叶升清降浊祛湿改善“痰湿”、防治高脂血症的现代科学内涵,以期拓展荷叶的临床应用,为心脑血管疾病的防治提供新思路,促进相关产品研发。

    1.1 材料

    1.1.1 动物 雄性SD大鼠,28只,体质量(250±20)g,由上海西普尔-必凯实验动物有限公司提供。动物生产许可证号:SCXK(浙)2018-0006。动物饲养于浙江中医药大学实验动物中心。按照实验动物管理条例,于室温(23±2)℃、相对湿度45%~55%条件下饲养;
    人工光照,明、暗各12 h,自由进食饮水。动物于实验前适应性喂养7 d。本动物实验方案经浙江中医药大学动物管理与伦理委员会批准(伦理批准号:IACUC-20210726-07)。

    1.1.2 药物与试剂 荷叶饮片(Nelumbinis Folium),由浙江中医药大学中药饮片有限公司提供(批号:210401),浙江中医药大学陈孔荣副教授鉴定为莲Nelumbo nucifera Gaertn.的干燥叶。LLE:取适量荷叶药材,加相当于药材质量10倍的水,100 ℃回流提取1 h,重复两次,过滤,合并滤液,减压浓缩至1 g/mL,4 ℃贮存备用。

    依折麦布片(Ezetimibe,10 mg/片),杭州默沙东制药有限公司生产(批号:J20171023),临用前用纯水配制成0.1 g/L的混悬液。

    TG试剂盒,宁波美康生物科技有限公司(批号:190419101);
    胃泌素(GAS)、胃动素(MTL)试剂盒,江苏科特生物科技有限公司(批号:09112784R、09112791R)。TRIzol试剂,美国Invitrogen公司(批号:15596018);
    AQP3、AQP8、AQP9,美国Gene Tex公司(批号:GTX64481、GTX47929、GTX37783);
    甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH),华安生物技术有限公司(批号:HG0718)。

    高脂饲料,购自南通特洛菲饲料科技有限公司。

    1.1.3 仪器 全自动生化分析仪,日本Sysmex株式会社(型号:日立3100);
    超微量核酸蛋白测定仪,德国耶拿公司(型号:scandrop100);
    荧光定量PCR仪,德国耶拿公司(型号:qTOWER2.2);
    高速冷冻离心机,美国Thermo Fisher Scientific公司(型号:Biofuge Stratos)。

    1.2 分组与造模 SD大鼠常规饲养7 d后,称定体质量,大鼠随机分4组,即正常组、模型组、依折麦布组、荷叶组,每组7只。除正常组外,其余各组给予高脂饲料,建立高脂血症动物模型[11-12]。

    1.3 干预 依折麦布按人推荐日用量10 mg/d等效剂量换算;
    荷叶按《中华人民共和国药典(2020年版)》[13]用量为3~10 g,结合前期实验取10 g/d等效剂量换算。在造模的同时给药,正常组和模型组大鼠按10 mL/kg体质量灌胃纯水,其余两组分别灌胃给予1.0×10-3g/kg依折麦布水溶液及1.0 g/kg 的LLE,每日1次,连续6周。实验期末,心脏采血,解剖,分取结肠组织备用。

    1.4 检测指标与方法

    1.4.1 血清TG水平 给药6周后眼眶后静脉丛采血约1 mL,置于1.5 mL离心管中,采血前禁食不禁水12 h。静置1 h,4 ℃下,3 000 r/min,离心10 min,取上清液即血清。全自动生化分析仪检测大鼠血清血脂TG水平。

    1.4.2 血清GAS、MTL水平 给药6周后眼眶后静脉丛采血约1 mL,置于1.5 mL离心管中,4 ℃ 5 000 r/min,离心15 min,取上清液。ELISA法检测各样本中GAS、MTL水平。

    1.4.3 结肠中Na+-K+-ATP酶含量 给药6周后,取适量结肠组织,置于预冷冻存管内,加入无水乙醇,冰浴上匀浆1 min,转移置预冷EP管中。4 ℃ 5 000 r/min离心15 min,取上清液。ELISA法检测各样本中Na+-K+-ATP酶含量。

    1.4.4 结肠组织AQP3、AQP8、AQP9 mRNA表达水平采用RT-qPCR法检测结肠组织AQP3、AQP8、AQP9 mRNA表达水平。取-80 ℃冻存的大鼠结肠组织,以TRIzol试剂提取结肠组织总RNA,逆转录反应体系为20 μL,根据试剂说明书操作,按条件进行逆转录,反应条件40 ℃,30~60 min;
    95 ℃,5 min。扩增引物由生工生物工程(上海)股份有限公司合成,引物序列见表1。PCR 反应条件:95 ℃、5 min,95 ℃、15 s,60 ℃、30 s,40个循环。采用Melt曲线分析,以甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)的表达为内参。每个样品重复3次,扩增结束,记录Ct值,按照2-ΔΔCt公式计算目的基因mRNA的相对表达量。

    表1 引物序列

    1.4.5 肝组织病理学及脂质沉积情况观察 取各组大鼠肝脏左叶相同部位,部分置于液氮中,固定,冷冻切片机切片,油红O染色后封片。部分肝脏置于4%多聚甲醛中固定,梯度乙醇脱水,石蜡包埋,切片,HE染色,光镜下观察肝脏脂质沉积情况。

    1.5 统计学方法 实验数据采用SPSS 17.0统计软件分析。计量资料以±s表示,多重比较采用单因素方差分析(one-way ANOVA),组间比较方差齐性用LSD方法检验,方差不齐用Dunnett检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

    2.1 对HLP模型大鼠血清TG的影响 与正常组比较,模型组SD大鼠血清TG水平升高,但差异无统计学意义(P>0.05)。与模型组比较,依折麦布组、荷叶组能够降低SD大鼠血清TG水平,但各组间差异无统计学意义(P>0.05)。荷叶组降低TG水平的作用与依折麦布组相当,两组间差异无统计学意义(P>0.05)。见图1。

    图1 各组大鼠血清TG水平比较

    2.2 对HLP模型大鼠血清GAS、MTL水平的影响 与正常组比较,模型组大鼠血清GAS水平降低(P<0.05),MTL水平升高(P<0.05)。与模型组比较,荷叶组、依折麦布组能升高GAS水平(P<0.05),且能降低MTL水平(P<0.05)。与依折麦布组比较,荷叶组GAS相对较高,MTL水平相对较低,但差异无统计学意义(P>0.05)。见图2。

    图2 各组大鼠血清GAS、MTL水平比较

    2.3 对HLP模型大鼠Na+-K+-ATP酶含量的影响 与正常组比较,模型组大鼠Na+-K+-ATP酶含量降低(P<0.05)。与模型组比较,荷叶组、依折麦布组Na+-K+-ATP酶含量升高(P<0.05)。与依折麦布组比较,荷叶组Na+-K+-ATP酶含量相对较高,但差异无统计学意义(P>0.05)。见图3。

    图3 各组大鼠Na+⁃K+⁃ATP酶含量比较

    2.4 对HLP模型大鼠结肠组织AQP3、AQP8、AQP9 mRNA表达的影响 与正常组比较,模型组大鼠结肠组织AQP8、AQP9 mRNA表达增加(P<0.05),AQP3 mRNA表达水平有增加趋势,但差异无统计学意义(P>0.05)。与模型组比较,荷叶组、依折麦布组大鼠结肠组织AQP8、AQP9 mRNA表达显著减少(P<0.05),AQP3 mRNA表达水平有降低趋势,但差异无统计学意义(P>0.05)。与依折麦布组比较,荷叶组AQP3、AQP8 mRNA表达相对较高(P<0.05)。见图4。

    图4 各组大鼠AQP3、AQP8、AQP9 mRNA表达情况比较

    2.5 对HLP模型大鼠肝脏脂质沉积的影响 肝脏组织HE染色结果显示:正常组大鼠肝细胞形态正常,以中央静脉为中心呈放射状排列;
    模型组大鼠肝脏中央静脉周围细胞呈空泡性改变,伴较多炎症细胞浸润;
    依折麦布组空泡样变性及炎性浸润较少;
    荷叶组大鼠肝细胞脂质沉积和炎性浸润有效改善。见图5-Ⅰ。

    油红O染色结果:正常组大鼠肝细胞核蓝染,未见橘红色脂滴;
    模型组大鼠肝细胞脂滴明显增多;
    依折麦布组及荷叶组大鼠肝细胞脂滴数量较模型组明显减少。见图5-Ⅱ。

    图5 各组大鼠肝组织病理情况

    本实验采用高脂饲料饲养复制HLP大鼠模型,在实验周期末,模型组大鼠血清TG水平明显高于正常组,提示模型大鼠存在血脂代谢异常现象;
    予以荷叶提取物干预后,模型大鼠血清TG水平降低,表明荷叶对高脂饮食诱导的高脂血症具有一定的改善作用,该作用与依折麦布相当。

    高脂血症在中医学中归属于“痰浊”的范畴。痰是人体水液代谢紊乱所形成的病理产物。《古今医鉴》言:“痰属湿,乃津液所化。”有学者认为,痰生百病,高脂血症的形成亦与痰密切相关。《明医杂著·风症》载:“故云痰遍身上下无处不到,盖即津液之在周身者。津液生于脾胃,水谷所乘,浊则为痰,故痰生于脾土也。”现代人不遵四时,食饮无度,不忌生冷、油腻之物,导致痰湿内生,中阳被遏,脾失健运,水液停聚,聚而成痰饮,痰饮积聚,体内精微物质运化失司,日久积聚脉道,遂为血浊,发为高脂血症。高脂血症外因多为饮食、六淫,病位主要在脾胃,病理产物为痰湿,临床多从痰湿论治[14-15]。《素问·至真要大论》载:“诸湿肿满,皆属于脾。”《素问·经脉别论》载:“脾气散精,上归于肺,通调水道,下输膀胱,水精四布。”上述表明脾具有调节津液输布和水液代谢的功能。

    现代研究[15-16]发现,广布于人体泌尿、消化、呼吸系统的AQPs在人体水液转运和代谢中起关键作用,脾主运化水津功能与AQPs的表达呈正相关,AQPs的正常表达是保障中医脾主运化功能的前提。AQPs是一类小分子、非亲水、完整跨膜蛋白,包括AQP0-2、AQP4-6和AQP8等只渗透水的经典水通道蛋白和AQP3、AQP7、AQP9-10等转运水、甘油及尿素等小分子的水-甘油通道蛋白[4-5]。AQP4、AQP8等经典AQPs介导细胞内水分子的转运,参与肠道水液代谢,其表达异常可致肠道湿浊瘀滞,影响脾的运化功能[16];
    AQP9调节肝脏水和甘油的摄取,参与胆汁代谢及肝细胞内TG和糖原的合成[17-18];
    AQPs的异常表达可影响脂质代谢异常,介导高脂血症、脂肪肝等的形成[19]。研究[20-21]表明,下调高脂血症大鼠结肠组织中AQP3、AQP8等mRNA的表达,能有效改善结肠因过度重吸收水液导致的水液停聚,减少痰湿的生成,消除高脂血症的病因,阻断高脂血症的进一步发展。荷叶具有升清降浊、祛湿利尿功效,文献报道[8]及课题组前期研究[9]证实LLE具有调节血脂、改善脂肪肝的作用。本研究结果显示,LLE能够下调模型大鼠结肠组织AQP8、AQP9 mRNA表达,改善肝组织脂质沉积,提示LLE可能通过调节肠道AQPs表达,改善水液代谢及湿浊形成,进而阻断高脂血症的发生发展。

    GAS是一种胃肠黏膜细胞分泌的胃肠激素,能促进食道括约肌收缩,抑制小肠对水、盐的吸收。MTL是消化道激素之一,可以刺激胃运动,促进胃排空。有研究[22]表明,GAS和MTL分泌异常与脾虚证关系密切,调节GAS的正常分泌可以恢复中医理论所讲的脾主运化、升清降浊的功能。血清GAS、MTL可以作为衡量健脾作用的药理指标[23]。本研究结果表明,高脂血症模型大鼠GAS、MTL水平出现异常表达,说明高脂饮食可导致大鼠脾虚。LLE干预能有效恢复上述胃肠激素水平,提示LLE具有改善模型大鼠脾虚的功能。

    Na+-K+-ATP酶为镶嵌在肠道细胞质磷脂双分子层之间的一种调控Na+-K+跨膜转运的蛋白质,其在机体水液代谢、物质转运、能量转换等生理过程中发挥着重要作用。通过分解ATP获得能量转运Na+、K+,促进水液转运,维持胞内外Na+、K+浓度梯度和水液平衡。研究[24]发现,脾虚状态时,Na+-K+-ATP酶活性降低,使细胞内外水液转运失衡,导致水湿停聚,促进机体痰湿形成,进而介导高脂血症的发生发展。本实验结果显示,LLE能显著升高模型大鼠Na+-K+-ATP酶活性,改善大鼠便溏现象,提示LLE可能通过调节Na+-K+-ATP酶介导的细胞水液代谢,改善高脂血症痰湿状态。LLE对GAS等胃肠激素水平及Na+-K+-ATP含量等脾主运化相关指标的改善作用整体趋势上高于依折麦布,该作用可能为其优势特色之处。

    综上,LLE可能通过调节肠道AQPs表达水平及GAS、MTL、Na+-K+-ATP酶含量,改善水液和脂质的转运和代谢,恢复高脂血症模型大鼠脾主运化功能,改善高脂血症“痰湿”状态,进而减缓高脂血症脂浊的形成和发展。

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