基于Nrf2信号通路探究参...亡对酒精性肝损伤大鼠的影响_周相宇.pdf
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1、第 29 卷第 5 期2023年 3 月Vol.29,No.5Mar.,2023中国实验方剂学杂志Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae基于 Nrf2信号通路探究参苓白术散调节铁死亡对酒精性肝损伤大鼠的影响周相宇1,周素芳1,2*,李玉茹1,蔡世揿1,廖佳佳1,叶佐玉1(1.贵州中医药大学 第一临床医学院,贵阳 550002;2.贵州中医药大学 第一附属医院,贵阳 550001)摘要 目的:观察参苓白术散通过调节核因子 E2相关因子 2(Nrf2)信号通路的干预调节铁死亡对酒精性肝损伤大鼠的影响。方法:将 40只
2、 SD大鼠随机分为模型组、多烯磷脂酰胆碱组、参苓白术散高、中、低剂量组,每组 8只,另取 8只 SD大鼠作为正常组。模型组、多烯磷脂酰胆碱组、参苓白术散高、中、低剂量组予以 10 mL kg-1灌胃造模,正常组予以等体积蒸馏水灌胃;每日灌酒 4 h后,予以多烯磷脂酰胆碱组 143.64 mg kg-1药物灌胃、参苓白术散高、中、低剂量组分别予以 15、7.5、3.75 mg kg-1的药物,正常组与模型组予以等体积蒸馏水灌胃,灌胃连续 6周。全自动生化仪检测丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)、谷氨酰转肽酶(GGT)、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)水平,酶联免疫吸附测定
3、法(ELISA)检测肿瘤坏死因子-(TNF-)、白细胞介素-1(IL-1)水平,生化检测法检测脂多糖(LPS)、丙二醇(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽(GSH)、铁离子(Fe+)水平,苏木素-伊红(HE)和油红 O染色观察肝脏病理变化,实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-time PCR)检测 Nrf2、血红素加氧酶-1(HO-1)、谷胱甘肽过氧化物酶 4(GPX4)、铁蛋白重链 1(FTH1)、核转录因子-B(NF-B)mRNA 表达,蛋白免疫印迹法(Western blot)检测 Nrf2、HO-1、GPX4、FTH1、p65、磷酸化(p)-p65蛋白表达。结果:与正常组比
4、较,模型组肝功能(ALT、AST、GGT)、血脂(TC、TG)水平明显升高(P0.05),肝脏出现明显脂肪变性,有大量脂肪沉积,氧化应激水平及炎症因子明显升高(P0.05),Fe+水平明显增高(P0.05),Nrf2、HO-1、GPX4、FTH1 蛋白表达明显下调(P0.05),p65、p-p65 蛋白表达明显上调(P0.05),Nrf2、HO-1、GPX4、FTH1 mRNA 表达明显下调(P0.05),NF-B mRNA 表达明显上调(P0.05);与模型组比较,参苓白术散高、中剂量组肝功能(ALT、AST、GGT)、血脂(TC、TG)水平明显下调(P0.05),肝脏脂肪变性明显改善,脂肪
5、沉积明显减少,氧化应激水平以及炎症因子明显降低(P0.05),Fe+水平明显降低(P0.05),Nrf2、HO-1、GPX4、FTH1蛋白表达明显上调(P0.05),p65、p-p65蛋白表达明显下调(P0.05),Nrf2、HO-1、GPX4、FTH1 mRNA表达明显上调(P0.05)、NF-B mRNA表达明显下调(P0.05)。结论:参苓白术散能够有效减少ALD大鼠肝损伤,调节脂肪变性与脂肪沉积,并在肝脏内发挥抗氧化与抗炎作用;其作用机制可能与上调Nrf2信号通路改善氧化应激的途径抑制肝细胞内铁死亡发生有关。关键词 参苓白术散;酒精性肝损伤;核因子 E2相关因子 2(Nrf2);氧化应
6、激;铁死亡中图分类号 R2-0;R22;R285.5;R289;R33 文献标识码 A 文章编号 1005-9903(2023)05-0104-10doi 10.13422/ki.syfjx.20221907 网络出版地址 https:/ 2022-10-19 11:55:09Effect of Shenling Baizhusan on Alcoholic Liver Injury in Rats by Regulating Ferroptosis Based on Nrf2 Signaling PathwayZHOU Xiangyu1,ZHOU Sufang1,2*,LI Yuru1,CA
7、I Shiqin1,LIAO Jiajia1,YE Zuoyu1(1.The First Clinical Medical College of Guizhou University of Traditional Chinese Medicine(TCM),Guiyang 550002,China;2.First Affiliated Hospital of Guizhou University of TCM,Guiyang 550001,China)收稿日期 2022-07-31基金项目 国家自然科学基金项目(81460683);贵州省科技项目计划项目(黔科合支撑 2021 一般 015)第
8、一作者 周相宇,在读硕士,从事中医药防治肝病、脾胃病研究,E-mail:通信作者 *周素芳,博士,主任医师,教授,博士生导师,从事中医药调节肠道微生态及保护肠黏膜、肝脾相关理论在消化系统运用的基础及临床研究,E-mail: 药理 104第 29 卷第 5 期2023年 3 月中国实验方剂学杂志Chinese Journal of Experimental Traditional Medical FormulaeVol.29,No.5Mar.,2023Abstract Objective:To observe the effect of Shenling Baizhusan on the int
9、ervention of the nuclear factor erythroid 2-related factor 2(Nrf2)signaling pathway by regulating ferroptosis in rats with alcoholic liver injury.Method:Forty SD rats were randomly divided into model group,polyene phosphatidylcholine group,and high,medium,and low-dose Shenling Baizhusan groups,with
10、8 rats in each group.Another 8 SD rats were taken as blank group.The model group,polyene phosphatidylcholine group,high,medium,and low-dose Shenling Baizhusan groups were given 10 mL kg-1 liquor by gavage for modeling,and the blank group was given equal volume of distilled water by gavage.After 4 h
11、of daily alcoholic administration,143.64 mg kg-1 of polyene phosphatidylcholine group was given to the polyene phosphatidylcholine group,15,7.5,3.75 mg kg-1 of Shenling Baizhusan were given to Shenling Baizhusan high,medium,and low-dose groups,respectively,and the blank group and the model group wer
12、e given equal volume of distilled water.The gavage lasted for 6 weeks.The levels of alanine aminotransferase(ALT),aspartate aminotransferase(AST),glutamyl transpeptidase(GGT),total cholesterol(TC),and triglyceride(TG)were detected by automatic biochemical analyzer.The levels of tumor necrosis factor
13、-(TNF-)and interleukin-(IL-)were detected by the enzyme-linked immunosorbent assay(ELISA).The levels of lipopolysaccharide(LPS),malondialdehyde(MDA),superoxide dismutase(SOD),glutathione(GSH),and Fe+were detected by biochemical assay.The pathological changes in the liver were observed by hematoxylin
14、-eosin(HE)staining and oil red O staining.The mRNA expression levels of Nrf2,heme oxygenase-1(HO-1),glutathione peroxidase 4(GPX4),ferritin heavy polypeptide 1(FTH1),and nuclear factor-B(NF-B)were detected by Real-time polymerase chain reaction(Real-time PCR).The protein expression levels of Nrf2,HO
15、-1,GPX4,FTH1,p65,and phosphorylation(p)-p65 were detected by Western blot.Result:As compared with the blank group,the levels of liver function(ALT,AST,and GGT)and blood lipids(TC and TG)in the model group were significantly increased(P0.05).The liver showed obvious steatosis,with a large number of f
16、at deposition,the oxidative stress and inflammatory factors were significantly increased(P0.05),and the level of Fe+was significantly increased in model group(P0.05).The protein expression levels of Nrf2,HO-1,GPX4,and FTH1 was significantly down-regulated(P0.05),and those of p65 and p-p65 was signif
17、icantly up-regulated in the model group(P0.05).The mRNA expression levels of Nrf2,HO-1,GPX4,and FTH1 were significantly down-regulated(P0.05),and the mRNA expression level of NF-B was significantly up-regulated(P0.05).As compared with the model group,the levels of liver function(ALT,AST,and GGT)and
18、blood lipids(TC and TG)in the high-dose and medium-dose Shenling Baizhusan groups were significantly decreased(P0.05),liver steatosis was significantly improved,fat deposition was significantly reduced,oxidative stress and inflammatory factors were significantly decreased(P0.05),and Fe+level was sig
19、nificantly decreased(P0.05).In the high-dose and medium-dose Shenling Baizhusan,the protein expression levels of Nrf2,HO-1,GPX4,and FTH1 were significantly up-regulated(P0.05),and those of p65,p-p65 were significantly down-regulated(P0.05).The mRNA expression levels of Nrf2,HO-1,GPX4,and FTH1 were s
20、ignificantly up-regulated(P0.05),and the mRNA expression level of NF-B was significantly down-regulated(P0.05).Conclusion:Shenling Baizhusan can effectively reduce liver injury in rats with ALD,regulate steatosis and fat deposition,and play an antioxidant and anti-inflammatory role in the liver.Its
21、mechanism may be related to the inhibition of ferroptosis in hepatocytes by up-regulating the Nrf2 signaling pathway to improve oxidative stressKeywords Shenling Baizhusan;alcoholic liver injury;nuclear factor erythroid 2-related factor 2(Nrf2);oxidative stress;ferroptosis酒精性肝病(ALD)是指由于长期摄入酒精导致肝细胞损伤
22、,进而引发的一系列肝脏相关疾病,其疾病进展共分为酒精性脂肪肝,酒精性肝炎,酒精诱导的肝纤维化,酒精诱导的肝硬化及酒精诱导的肝癌 5 个阶段1。据相关数据统计表明,2016 年全球约有 33.4 万人死于酒精性肝硬化和酒精所诱105第 29 卷第 5 期2023年 3 月中国实验方剂学杂志Chinese Journal of Experimental Traditional Medical FormulaeVol.29,No.5Mar.,2023导的慢性肝病,此外,死于与酒精相关的肝癌人数占肝癌死亡人数总量的 30%2。近年来随着我国经济的发展,酒精消费增加,导致酒精性肝病患病率不断增长,并且逐
23、渐呈年轻化,对我国经济和公共卫生造成了严重负担3。ALD 发病机制复杂,涉及乙醇代谢、细胞死亡、氧化应激、免疫调节、脂肪变性等多个方面4-6。铁死亡是一种新型细胞死亡方式,当细胞内铁代谢出现紊乱,铁通过芬顿反应产生活性氧(ROS),消耗细胞内的谷胱甘肽(GSH),降低谷胱甘肽过氧化物酶 4(GPX4)活性,阻碍脂质过氧化物代谢,最终诱发铁死亡7-8。研究发现,肝脏内铁过量积累会加速铁死亡发生,加重细胞肝损伤9。中医学认为 ALD 发病乃因过度饮酒损伤脾胃,脾失健运,运化失司,湿热酒毒内蕴,气血淤阻,痰邪湿热互结,滞留于中焦,气机不畅,则肝郁气滞,最终形成脾虚肝郁之症。因此,治疗 ALD 当从脾
24、胃论治10,难经 中便提出“实脾则肝自愈”的观点,见肝之病,当知传脾,以先安未受邪之地,阻断疾病传变途径,则邪无以传,病自愈。因此虽然 ALD 病位在肝,但其发病与脾胃密切相关,故治疗 ALD 多用健脾化湿、疏肝理气之法。参苓白术散出自 太平惠民和剂局方,作为健脾益气的经典名方,在现代临床应用及基础研究中被证实对肝病具有良好的调节作用11-13,充分体现了“见肝之病,当知传脾”及“实脾则肝自愈”的理论观点。现代药理发现参苓白术散能够通过调节多种信号通路改善不同的疾病,在基础研究中应用广泛14。在课题组前期研究表明,参苓白术散能够通过 下 调 Toll 样 受 体 4(TLR4)、髓 样 分 化
25、 因 子 88(MyD88)等炎症信号改善酒精性肝病大鼠肝损伤,但更多相关机制尚未完全阐释14。因此,本研究拟通 过 观 察 参 苓 白 术 散 干 预 核 因 子 E2相 关 因 子 2(Nrf2)信号通路调节铁死亡对酒精性肝损伤的影响,对其作用机制进行深入探究。1 材料1.1动物 健康雄性 SD大鼠 48只(SPF级),8周龄大小,体质量(22020)g,购自湖南实验长沙天勤生物技术有限公司,实验动物合格证号 SCXK(湘)2019-0014。分笼饲养于室温(222)、12 h 光照昼夜交替的实验环境,不对饮食进行干预。本实验经贵州中医药大学实验动物伦理审查委员会批准,伦理审查批号 202
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