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背景:对乙酰氨基酚(acetaminophen,AP)是临床广泛应用的解热镇痛类非处方药,也是诱导药物性肝损伤(drug-induced liver injury,DILI)的最常见原因。目前,国内外对于AP的关注多见于毒性研究,而对于其肝毒性拮抗药物的研究尚未有突破性进展。许多常用中药具有抗氧化、抗凋亡及保肝利胆等作用,因此中药是一个筛选拮抗AP肝毒性成分的天然宝库。 目的:本研究旨在筛选出若干拮抗AP肝毒性的中药活性成分,并在此基础上进一步阐明筛选得到的中药活性成分绿原酸(chlorogenic acid,CA)拮抗AP肝毒性的机制,为临床上AP的解毒以及配伍使用提供一定的理论依据,也为临床保肝活性创新药物的研究开发奠定基础。 方法: 1.在人正常肝L-02细胞上采用MTT法建立AP肝细胞毒性评价模型,并在此基础上筛选能够拮抗AP肝毒性的中药活性成分。 2.通过小鼠体内实验的血清生化指标检测、肝脏病理切片观察进一步验证筛选到的中药活性成分CA对AP肝毒性的拮抗作用。 3.针对氧应激相关的谷胱甘肽(reduced glutathione,GSH)抗氧化系统,采用酶活性分析、Western-blot,Realtime PCR等方法,揭示CA拮抗AP所致氧应激肝损伤的分子机理。 4.采用Tunel染色、Western blot等方法,检测CA逆转AP诱导的肝细胞凋亡及其对凋亡相关半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(cysteine aspartic acid specific protease,Caspase)和丝裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinase,MAPK)信号通路的影响,揭示凋亡相关信号通路在CA拮抗AP肝毒性中的调控作用。 5.通过热板法、醋酸扭体法等体内动物实验研究CA对AP镇痛活性的增效作用;通过干酵母、脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)致热动物实验模型研究CA对AP解热活性的影响。 6.通过高效液相色谱法(high pressure/performance liquid chromatography,HPLC)检测金银花水提物中CA的含量,结合小鼠体内实验的血清生化指标检测、肝脏病理切片观察以及GSH抗氧化系统相关酶活力的检测,进一步研究金银花对AP肝毒性的拮抗作用。 7.采用MTT法进一步筛选金银花中其它主要活性成分对AP诱导肝毒性的拮抗作用。 结果: 1.首先在L-02细胞建立了分析评价AP肝细胞毒性的实验方法。接下去的MTT筛选实验发现,10mMAP能显著降低L-02细胞存活率(P<0.001),CA、黄芩素、槲皮素、山奈酚、黄芩苷、麦角甾苷、大车前苷和儿茶素这8种中药成分均能显著提高AP降低的细胞存活率(P<0.001);而芒果苷等其它31种成分对AP降低的细胞存活率无明显逆转。进一步实验发现CA、黄芩素、槲皮素等6个中药活性成分均能剂量依赖性地拮抗AP的肝细胞毒性。 2.体内实验中,血清生化指标检测发现,给予AP(300mg/kg)4h后,小鼠血清肝损伤指标谷丙转氨酶(alanine transaminase,ALT)和谷草转氨酶(aspartate aminotransferase,AST)水平显著升高(P<0.001,P<0.05);20mg/kg和40mg/kgCA预处理能显著降低给予AP后增加的ALT、AST活力(P<0.05,P<0.001)。病理切片HE染色结果显示,给予AP后小鼠肝脏出现大范围出血、大量细胞核浓缩等严重病理损伤;提前给予CA(5mg/kg,10mg/kg,20mg/kg,40mg/kg)能不同程度减轻该损伤。从而在体内实验中进一步验证了CA对AP肝毒性的拮抗作用。 3.AP(300mg/kg)能显著降低小鼠肝脏内GSH含量,降低谷氨酸半胱氨酸连接酶(glutamate-cysteine ligase,GCL)、谷胱甘肽还原酶(glutathione reductase,GR)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GPx)、谷胱甘肽-S-转移酶(glutathione-S-transferase,GST)等GSH抗氧化系统相关酶的活力(P<0.05,P<0.01,P<0.001);40mg/kgCA预处理则能显著升高给予AP后降低的GSH含量和GCL、GR酶活力(P<0.05,P<0.01)。蛋白电泳和基因表达分析实验发现CA联合AP给药可以增加GCLc(glutamate-cysteine ligase catalytic subunit,GCLc)蛋白、基因的表达;CA还对肝内硫氧还蛋白(Thioredoxin,Trx)抗氧化系统蛋白的表达有明显的影响。 4.Tunel染色结果发现AP明显诱导了肝细胞凋亡,而CA可以剂量依赖性的抑制AP诱导的细胞凋亡;AP能激活肝脏凋亡相关的Caspase和MAPK信号通路,而给予CA后可以明显逆转上述变化。 5.与单独给予AP相比,配伍CA能显著减少醋酸扭体实验中小鼠扭体次数、延长热板法中小鼠舔足的痛阈值,但对干酵母和LPS的致热模型则没有显著影响。 6.金银花水提物中CA的含量为2.06%;金银花水提物(350mg/kg)能显著降低AP诱导的小鼠血清ALT和AST水平的升高(P<0.01);HE染色结果显示,金银花水提物对AP诱导的小鼠肝脏病理损伤有抑制作用。 7.MTT筛选结果还发现异绿原酸a、异绿原酸b、异绿原酸c和咖啡酸也对AP诱导的肝细胞毒性有明显的拮抗作用。 结论: 1.体外细胞、体内动物水平均发现CA对AP诱导的肝毒性具有显著的拮抗作用,并且CA等含邻苯二酚结构的化合物是中药金银花拮抗AP肝毒性的主要活性成分。 2.CA拮抗AP诱导肝毒性的机理如下:调控肝脏氧应激相关的GSH和Trx抗氧化系统,增加机体的抗氧化能力;调控凋亡相关的Caspase和MAPK信号通路,从而抑制了AP诱导的肝细胞凋亡。 3.CA对AP的镇痛活性具有一定的协同作用,对AP的解热活性无协同作用。