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姜黄素、姜黄素与大黄素联用抗肝纤维化作用的实验研究
作者:赵珍东 黄兆胜    
作者单位:广东食品药品职业学院,广东 广州 510520; 广州中医药大学,广东 广州 510405

《时珍国医国药》 2009年 第3期

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       【摘要】 
       目的探讨姜黄素、姜黄素与大黄素联用的抗肝纤维化作用。方法以二甲基亚硝胺(DMN)诱导大鼠肝纤维化模型,造模结束后,分别给予姜黄素、姜黄素与大黄素联用(简称姜大联用)进行治疗,检测肝功能、肝纤维化血清学指标,肝组织SOD、MDA和Hyp水平,取肝组织固定,HE、VG胶原染色,光镜观察肝组织的病理变化以及α-平滑肌(α-SMA)在肝脏的表达。结果姜黄素、姜大联用能明显降低肝纤维化大鼠血清ALT,AST,TNF-α,HA,LN,PCIII含量,降低肝组织MDA、Hyp含量,升高SOD水平。病理组织观察表明,姜黄素、姜大联用能减轻肝细胞坏死,抑制纤维组织增生,改善肝组织结构,抑制α-SMA在肝内的表达。结论姜黄素、姜大联用具有良好的抗肝纤维化作用。
       【关键词】  姜黄素 大黄素 肝纤维化
       姜黄素、大黄素分别是温郁金、姜黄和虎杖的所含成分之一。姜黄素具有广泛的药理活性,能抗氧化、抗炎,抑制肝星状细胞的活化和增殖,而大黄素亦有上述作用。初步研究表明,姜黄素、大黄素能预防肝纤维的形成,以郁金、虎杖为主组成的复方虎金颗粒[1]具有良好的抗肝纤维化作用。为阐明中药复方产生效用的物质基础,我们探讨了姜黄素、姜黄素与大黄素联用对肝纤维化的治疗作用。
       1  材料
       1.1    动物SPF级SD大鼠,雌雄各半,体重(200±20)g,购自广州中医药大学实验动物中心,普通大鼠饲料喂养。
       1.2  药物姜黄素(Curcumin)、大黄素(Emodin),均购自陕西旭煌植物科技有限公司,经HPLC检测纯度达90%以上,使用前用0.5%羧甲基纤维素钠配制成不同浓度的混悬液。水飞蓟素(Silymarin,利加隆140胶囊),德国马博士大药厂生产,临用时用蒸馏水配成2.4mg/ml的供试品液。
       1.3  试剂DMN购自日本株式会社,使用前用生理盐水配成0.5%溶液备用。HA,LN,PCIII由北京北方生物技术研究所提供;TNF-α测试盒由北方生物试剂研究所提供;SOD,MDA,Hyp,考马斯亮蓝蛋白测定试剂盒由南京建成生物工程研究所提供。甲醛、苏木素、伊红、酸性品红、戊二醛等。
       1.4  仪器7060型全自动生化分析仪、SN-695B型放免γ测量仪,上海原子核研究所日环仪器厂。UV-754型分光光度计,BX50显微镜,Olympus 公司,2035石蜡切片机,德国Walldorf 公司;E 990数码摄像机,Nikon公司。
       2   方法
       2.1   分组、造模及给药随机取SD大鼠8只为正常对照组。其它大鼠进行造模。将1 ml DMN原液溶于200 ml生理盐水中,配制0.5%DMN溶液,避光保存,2周内使用。参照文献[2]给药,每只大鼠给予0.5%DMN(2 ml/kg)腹腔注射,第1周前3 d连续给2/3药量,后4 d不给药,第2周开始前3 d连续给全药量,后4天不给药,持续4周。正常对照组则给予相同量的生理盐水腹腔注射。造模结束后,将存活的大鼠随机分为6组,分别为模型对照组、水飞蓟素组、姜黄素高、低剂量组和姜大联用高、低剂量组,每组8只。正常对照组和模型对照组灌胃蒸馏水,水飞蓟素组用药量分别为人临床剂量的5倍,即0.024 g/kg,姜黄素给药剂量为100 mg/kg和200 mg/kg,姜大联用剂量分别为50,10和100,20 mg/kg。灌胃1次/d,每周灌6 d。治疗4周后,实验结束。眼眶采血,分离血清,留取肝左叶固定。
       2.2  观察指标及方法①观察大鼠一般状态包括:饮食变化、行为及毛发改变等;②全自动生化分析仪检测大鼠血清ALT,AST,TP,ALB,A/G;③放免法检测HA,LN,PCIII,TNF-α含量;④肝组织标本HE和VG胶原染色,光镜观察;⑤α-SMA免疫组化染色:常规SABC法染色,DAB显色。
       2.3   肝胶原增生程度、肝纤维化分级采用Ishak法[3]0级:无肝纤维化;1级:纤维组织向部分汇管区扩大,伴有小纤维间隔;2级:纤维组织向大部分汇管区扩大,并伴有小纤维间隔;3级:纤维组织向汇管区扩大,并伴汇管区与汇管区桥接;4级:纤维组织向汇管区延伸,并有明显的汇管区与汇管区、汇管区与中央小叶区桥接;5级:纤维形成明显的汇管区与汇管区、汇管区与中央小叶区桥接,间或有假小叶形成;6级:肝内布满小圆形假小叶,假小叶内有粗大增生的胶原纤维(肝硬化)。
       2.4  统计方法计量资料以均数±标准差±s表示,采用F检验,两两比较用q 检验,用统计软件SPSS11.0进行分析;计数资料采用Ridit分析。
       3    结果
       3.1    姜黄素、姜大联用对大鼠一般情况的影响正常对照组大鼠生长状态良好,体重增加显著,皮毛光滑,二便如常;大鼠注射DMN后,活动少,精神萎靡,喜睡少动,体重不增加甚至较前下降,尿黄,有腹泻,大鼠发生腹水产生率达70%。经姜黄素、姜大联用治疗后大鼠一般状态明显好于模型组,腹水的发生率明显降低。
       3.2  姜黄素、姜大联用对肝纤维化大鼠血清ALT,AST,TP,ALB,A/G的影响结果如表1。
       
       从表1可以看出,经DMN造模后,大鼠血清中ALT、AST的含量升高,TP,ALB,A/G的含量明显下降,与正常对照组比较均差异显著(P<0.01);经姜黄素、姜大联用治疗后,各组大鼠血清中ALT及AST的水平有不同程度降低,TP、ALB、A/G均有升高,与模型组比较有显著性差异(P<0.05或P<0.01),且存在一定的量-效关系。
       3.3    姜黄素、姜大联用对肝纤维化大鼠血清PCIII,HA及LN,TNF-α含量的影响  结果见表2。
       表1  姜黄素、姜大联用对肝纤维化大鼠血清ALT,AST,TP,ALB及A/G的影响(略)
       与正常对照组比较,**P<0.01;与模型组比较,ΔP<0.05,ΔΔP<0.01;n=8
       表2  姜黄素、姜大联用对大鼠血清PCIII,HA,LN,TNF-α含量的影响(略)
       与正常对照组比较,**P<0.01;与模型组比较,ΔP<0.05,ΔΔP<0.01;n=8
       
       从表2可以看出,使用DMN造模后,各组大鼠血清中HA,LN,PCIII,TNF-α含量明显升高,与正常对照组比较有显著性差异(P<0.01);经姜黄素、姜大联用治疗后,大鼠血清中HA,LN,PCIII,TNF-α明显降低,与模型组比较,差异显著(P<0.05或P<0.01)。
       3.4     姜黄素、姜大联用对大鼠肝组织SOD,MDA,Hyp含量的影响结果见表3。
       表3  姜黄素、姜大联用对大鼠肝组织SOD,MDA,Hyp含量的影响(略)
       与正常对照组比较,**P<0.01;与模型组比较,ΔP<0.05,ΔΔP<0.01;n=8
       
       从表3看出,DMN造模后,各组大鼠肝组织中MDA及Hyp的含量明显升高,SOD的含量降低,与正常对照组比较有显著性差异(P <0.01);经姜黄素、姜大联用治疗后,各治疗组大鼠肝脏组织中MDA、Hyp的含量降低明显,SOD含量上升,与模型组比较差异显著(P<0.05或P <0.01)。
       3.5    病理组织观察结果
       3.5.1  肉眼观察正常对照组大鼠肝脏呈红褐色,表面光滑,质软,颜色正常;模型组大鼠肝萎缩,表面较粗糙,色晦暗,部分肝表面有细小结节,质硬。姜黄素、姜大联用组肝组织略变小,表面欠光滑,质地较韧,颜色偏暗,均较模型组为轻。各组大鼠腹水发生、肝表面颗粒出现情况见表4。
       表4  姜黄素、姜大联用对大鼠腹水、肝脏表面颗粒的影响(略)
       从表4可以看出,正常对照组大鼠未见腹水发生,肝脏表面无颗粒形成,模型组大鼠腹水发生率达87.5%,肝表面全部出现颗粒。经姜黄素、姜大联用干预后,二者的发生率均有不同程度的下降。
       3.5.2    HE染色观察正常对照组肝小叶结构正常,肝窦无扩张出血,汇管区及中央静脉血管壁清晰可见,管壁无增厚,管周无胶原纤维可见;模型组可见肝结构被破坏,肝小叶结构、肝索排列均紊乱,部分肝细胞肿胀,肝小叶中央区明显坏死,胶原纤维增生显著,部分形成假小叶;水飞蓟素组可见肝小叶样结构较正常,肝细胞体积略增大,有少量纤维组织增生,纤维化程度轻于模型组;姜黄素低剂量治疗组可见肝组织结构有一定的改善,肝小叶中央区可见肝细胞坏死,汇管区炎性细胞部分浸润,有少量纤维组织增生,未见假小叶形成;姜黄素高剂量治疗组肝小叶结构基本完整,炎性反应及坏死减轻,纤维组织增生不明显;姜大联用低剂量组肝组织结构改善较明显,未见肝细胞坏死,汇管区炎性细胞部分浸润,有少量纤维组织增生;姜大联用高剂量治疗组肝小叶结构基本完整,纤维组织增生不明显。
       3.5.3    VG染色观察正常对照组肝小叶结构正常,可见极少量胶原纤维主要分布于汇管区和中央静脉周围。模型组肝小叶结构被破坏,肝索排列紊乱,肝小叶被纤维间隔分割,形成大小不等的假小叶,由胶原纤维构成的纤维间隔完全或部分包绕假小叶,肝窦内呈现连续或断续性环状胶原沉积。水飞蓟素组肝小叶正常结构被破坏,界板不完整,间质胶原纤维较少,比模型组程度轻。姜黄素低剂量治疗组:肝内有少量纤维组织增生,未见假小叶形成;姜黄素高剂量治疗组肝组织肝小叶结构基本完整,可见肝汇管区周有纤维组织增生。姜大联用低剂量组肝组织结构改善较明显,有少量纤维组织增生;姜大联用高剂量治疗组肝小叶结构基本完整,有少许纤维组织增生。各组肝胶原增生程度见表5。
       表5  姜黄素、姜大联用对大鼠肝纤维组织增生的影响(略)
       与正常对照组比较,**P<0.01;与模型组比较,ΔP<0.05,ΔΔP<0.01;n=8
       3.6   各组肝纤维化大鼠α-SMA表达结果正常对照组未见非特异性阳性灶,仅见血管壁少量α-SMA阳性表达。模型组α-SMA阳性表达细胞数明显增多,胞浆呈棕黄色,主要分布于门静脉、汇管区、纤维间隔和邻近的肝窦,阳性灶连成片,着色强烈,弥漫整个肝小叶。姜黄素、姜大联用各组汇管区、纤维间隔和邻近的肝窦阳性细胞数目显著减少,胞浆阳性染色程度显著减轻。
       4    讨论
       
       肝纤维化是指肝脏内纤维结缔组织异常增生。各种原因导致肝细胞损伤后,释放一系列细胞因子激活HSC,被认为是肝纤维化发生的中心环节[4]。目前尚缺乏有效的治疗药物,我国传统中药所含成分由于其确切的抗肝纤维化作用,低廉的价格和较少的副作用日益受到重视。
       
       本实验研究采用DMN诱导肝纤维化模型,该模型具有HSC活化明显、所致纤维化呈渐进性、不随诱因去除而自行停止,有利于观察肝纤维化的程度[5],是筛选抗肝纤维化药物的方便模型。脂质过氧化损伤是DMN诱导大鼠肝纤维化形成的重要机制,测定MDA在组织中的含量可反映肝细胞膜脂质过氧化强弱和肝脏受损程度;SOD是自由基清除剂,可抑制自由基启动的脂质过氧化反应。抗氧化剂对DMN诱导的肝纤维化模型动物具有治疗作用[6]。测定肝水解后Hyp含量可显示胶原蛋白在肝脏中的含量;直接测定肝组织中的Hyp含量,可反映肝纤维化程度。HA、LN、PCIII联合检测有利于肝纤维化的早期诊断,与肝纤维化活动水平及程度呈正相关。
       
       姜黄素具有广泛的药理活性,如抗氧化、抗炎、保肝等,能保护肝损伤,抑制肝脏炎症反应,能抑制HSC活化、增殖,抑制胶原合成[7~8]。大黄素具有抗有丝分裂作用,是酪氨酸激酶抑制剂,也具有多种药理活性,如抗菌、免疫抑制、保肝和抗炎等[9~10]。体外研究表明,大黄素能干预的HSC增殖、胶原合成,对HSC细胞周期有阻滞作用,能抑制HSC α-SMA和PDGFRβ的表达[11]。水飞蓟素[12]具有抗氧化、抑制HSC激活和下调TIMP-1的表达,体内外研究证实,水飞蓟素能减少胶原沉积。
       
       本实验研究表明,姜黄素、姜大联用具有保护肝功能、降低大鼠血清肝纤维化指标,提高SOD活性、降低MDA含量,具有抗氧化作用。姜黄素、姜大联用抑制肝纤维化大鼠腹水生成、肝表面颗粒方面均有一定作用。模型组大鼠腹水发生率达87.5%,各只大鼠肝表面均可见颗粒,而姜黄素组尤其是姜大联用组对此抑制作用明显,腹水发生率显著降低。病理组织观察,姜黄素、姜大联用各剂量组均能不同程度减轻肝细胞坏死,姜黄素、姜大联用高剂量组均能明显抑制肝纤维化大鼠肝纤维增生,促使肝小叶结构恢复。α-SMA被认为是HSC活化的标志[13],模型组α-SMA阳性表达细胞数明显增多,阳性灶连成片,弥漫整个肝小叶。而姜黄素、姜大联用各组汇管区、纤维间隔和邻近的肝窦阳性细胞数目显著减少,胞浆阳性染色程度显著减轻,表明二者能显著抑制HSC的增殖。
       
       研究中药所含化学成分、有效成分联用有助于探讨中药复方作用的物质基础。本实验中,在大黄素治疗肝纤维化的研究基础上,我们探讨了姜黄素及姜大联用对肝纤维化模型大鼠的治疗作用,二者疗效相似,这主要与联用剂量有关,但姜大联用组效果优于姜黄素组,我们将进一步探讨姜黄素、姜大联用体内外抗肝纤维化的作用机理,阐明复方作用的有效组分。
       【参考文献】
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