百里香醌肝保护作用及其分子机制研究

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目的:  急性肝损伤是一种常见的临床病症,引起急性肝损伤的原因有很多,主要有药物、毒素类、缺血/再灌注、胆汁酸以及致病菌等。严重的急性损伤会引起细胞损伤从而介导氧化应激引起免疫反应,最终导致细胞的死亡。如果细胞死亡与肝再生不能达到平衡,最终导致肝功能衰竭。化学性急性肝损伤模型主要有D氨基半乳糖联合内毒素,对乙酰氨基酚等。尽管急性肝损伤发病率较低,但急性肝损伤已成为一个不容忽视的严重公共卫生问题。因此,寻求急性肝损伤的作用机制靶点的研究已成为治疗肝损伤亟待解决的问题。本研究采用D氨基半乳糖联合内毒素以及对乙酰氨基酚诱导急性肝损伤模型和慢性酒精喂养加急性酒精灌胃的酒精性肝病小鼠模型,通过体内、体外实验研究百里香醌的肝保护作用及潜在的作用机制。  方法:  (1)百里香醌通过调节MAPK信号通路抑制D氨基半乳糖联合内毒素诱导的肝损伤实验研究。体内实验中,腹腔注射给予D氨基半乳糖(700 mg/kg)联合内毒素(10μg/kg)前1小时以及12小时灌胃给予不同浓度的百里香醌(5 or20mg/kg),8小时后收集血清和肝脏,通过H&E染色考察百里香醌的肝保护作用。采用蛋白印迹实验检测百里香醌对JNK,ERK,P38,PARP,Bax,Bcl-2以及caspase家族蛋白表达的影响。  (2)百里香醌通过调节JNK以及AMPK信号通路抑制对乙酰氨基酚诱导的肝损伤实验研究。体内实验中,昆明鼠在给予对乙酰氨基酚前12小时禁食,给予百里香醌2小时后腹腔注射300 mg/kg对乙酰氨基酚。分别在给予对乙酰氨基酚2小时、6小时、12小时后收集血清和肝脏,通过H&E染色来考察百里香醌的肝保护作用。采用ELISA方法测定炎性因子表达以及蛋白印迹实验检测百里香醌对MAPK,PI3K/mTOR,STAT3,Bax and Bcl-2蛋白表达的影响。体外实验中,用不同浓度的百里香醌、SP600125(JNK抑制剂)以及AICAR(AMPK激动剂)预处理人正常肝细胞1小时后,给予5 mM对乙酰氨基酚孵育24小时,测定细胞存活率以及AMPK、JNK蛋白表达情况。  (3)百里香醌通过调节AMPK信号通路干预酒精性肝损伤的实验研究。体内实验使用慢性酒精喂养加急性酒精灌胃建立酒精性肝病小鼠模型,用含酒精的Lieber-DeCarli饮食喂养小鼠10天,然后用单剂酒精灌胃(5 g/kg体重)1次,同时每天灌胃给予百里香醌(20 mg/kg或40mg/kg),通过H&E染色以及免疫组织化学染色考察百里香醌的肝保护作用。体外实验中用不同浓度的百里香醌预处理肝星状细胞(LX-2)1小时后,加入5 ng/ml TGF-β孵育24小时,收集细胞提取蛋白进行检测。通过蛋白印迹实验以及免疫荧光技术检测百里香醌对肝星状细胞collagen-Ⅰ、α-SMA、TIMP-1、MMP-13、AMPK、p-AMPK、SIRT1、LKB1、p-LKB1蛋白表达的影响。  结果:  (1)百里香醌通过抑制caspase的激活、PARP裂解以及Bax/Bcl-2水平抑制肝细胞凋亡。同时,百里香醌显著抑制D氨基半乳糖联合内毒素诱导的JNK,ERK以及p38磷酸化。此外,百里香醌能够抑制炎性因子的产生。  (2)体内实验结果显示百里香醌显著抑制对乙酰氨基酚导致的肝损伤小鼠血清中ALT、AST活力的升高以及谷胱甘肽的水平,激活AMPK的磷酸化。百里香醌显著降低由对乙酰氨基酚诱导的JNK,ERK and P38的磷酸化以及PI3K/mTOR信号通路的激活。此外,百里香醌能够抑制STAT3的磷酸化作用及Bax/Bcl-2的水平。体外实验中,百里香醌显著抑制chang liver细胞中对乙酰氨基酚诱导的JNK的磷酸化作用以及激活AMPK信号通路。  (3)体内实验中,百里香醌能够抑制酒精诱导的转氨酶及甘油三酯水平。百里香醌显著增加LKB1-AMPK的磷酸化作用及SIRT1蛋白表达。体外实验结果表明,百里香醌能显著激活LKB1及AMPK的磷酸化作用。此外,百里香醌能够逆转PPAR-γ的活性,抑制collagen-Ⅰ,α-SMA,TIMP-1蛋白表达,增加MMP-13表达来抑制肝星状细胞的活化。  结论:  百里香醌可通过阻断caspase激活、MAPK信号通路以及激活AMPK信号通路起到肝保护作用。百里香醌通过激活AMPK以及SIRT1蛋白的表达来改善由乙醇诱导的甘油三酯的蓄积而起到抑制酒精性肝病的作用。综上所述,百里香醌对抑制急性肝损伤有显著的肝保护作用,具有潜在的药理学治疗价值。
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