氧化型谷胱甘肽复方注射液抗大鼠肝纤维化的药效及机制研究

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肝纤维化(HF)是慢性肝病常见的一种病理过程,是慢性肝损伤发展为肝硬化的必经之路。其实质是由活化的肝星状细胞(HSC)所产生的以Ⅰ、Ⅲ型胶原为主的细胞外基质(ECM)在肝脏的异常增生和沉积。肝纤维化的形成涉及多种细胞、细胞因子及肝脏细胞外基质(ECM)的变化,各种因素之间相互交错、相互影响,形成一个相当复杂的动态变化网络。HSC的活化、增殖是肝纤维化发病的中心环节,ECM在肝脏大量沉积是肝纤维化的基本特征。经研究证实,肝纤维化经有效的干预后是可以逆转的,而肝硬化较难逆转。所以,寻求有效的方法和药物,是当今肝病领域研究的一个热点。  氧化应激(OS)是机体或细胞内活性氧簇(ROS)过度产生和/或抗氧化防御功能减弱,引起两者严重失衡,造成组织、细胞损伤的一种状态。大量研究证实,氧化应激是各种病因所致肝纤维化的重要机制之一,其伴随了肝纤维化发病的始终。因此,针对氧化应激应用抗氧化剂治疗各种肝纤维化是切实可行的。  谷胱甘肽作为生物体内抗氧化防御系统中最重要的小分子活性肽,在体内以两种形态存在,即还原型谷胱甘肽(GSH)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)。谷胱甘肽主要通过其巯基氧化-还原态的转换,作为可逆的供氢体,在细胞的水相提供抗氧化保护。生物体内大量存在并起主要生物学功能的是GSH,在临床上外源性补充GSH可以起到很好的保护肝细胞的作用。目前,一种主要成分为GSSG的全新的抗肝纤维化药品 Molixian已在俄罗斯上市。氧化型谷胱甘肽复方注射液(CGII)是根据Molixian仿制而成,其主要成分为GSSG和肌苷(INO)。前期研究表明,CGII对二甲基甲酰胺(DMNA)诱导的肝硬化大鼠模型有较好疗效。  蛋白质组学作为后基因时代研究的一个重要内容,可以动态、整体的研究疾病发生发展过程中蛋白质种类及数量的变化,是一种有效的高通量研究模式,有助于探讨疾病的发生机制、寻找疾病诊断的特异性标志物和药物治疗的靶点。  目的:通过复制大鼠免疫性肝纤维化模型,经 CGII干预后,观察肝纤维化模型大鼠的多个病理改变,力求证实其是否有效干预大鼠肝纤维化,并探讨其抗大鼠肝纤维化作用的分子机制。  方法:将100只Wistar雄性大鼠随机分为正常对照组和造模组。造模组大鼠予猪血清腹腔注射诱导肝纤维化成功后,随机分为肝纤维化模型组(NS1ml?kg-1)、CGII高、中、低剂量组(CGII,10.8、5.4、2.7mg?kg-1)、GSSG组(GSSG,3.83mg?kg-1)、INO组(INO,1.57mg?kg-1)及GSH组(GSH,108 mg?kg-1)。每日肌肉注射一次给药,连续6周(除正常对照组和GSH组外,其余各组均予盲法给药)。用全自动生化仪测血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)含量;用放免法测血清透明质酸(HA)含量;称取肝脏湿重,计算肝脏指数;用紫外分光法检测肝组织羟脯氨酸(Hyp)、丙二醛(MDA)含量及谷胱甘肽-S转移酶(GST)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和谷胱甘肽还原酶(GR)的活性;用酶标法检测肝组织GSH、GSSG含量;用苏木素-伊红(HE)染色观察肝组织病理形态学改变;用免疫组织化学法检测Ⅲ型胶原(ColⅢ)、Bcl-2、Bax、基质金属蛋白酶13(MMP13)及金属蛋白酶组织抑制剂1(TIMP1)蛋白的表达;实时荧光定量RT-PCR法检测Bcl-2、Bax、血小板衍生生长因子-B(PDGF-B)及转化生长因子-β1(TGF-β1)mRNA的表达;用免疫印迹法(western blotting)检测PDGF-B及TGF-β1蛋白的表达;用双向凝胶电泳-蛋白质谱(2-DE-MALDI-TOF-MS)分析技术,筛选肝组织差异表达蛋白并鉴定。  结果:在猪血清作用下,大鼠肝脏指数、血清ALT、AST、HA水平及肝组织Hyp、MDA及GSSG含量明显增高;肝组织GSH含量及GST、GSH-Px、GR的活性明显降低;肝纤维化程度明显;肝组织ColⅢ、Bcl-2、Bax、MMP13、TIMP1、PDGF-B及TGF-β1的mRNA和/或蛋白表达明显增高。与肝纤维化模型组相比,CGII高、中剂量组大鼠肝脏指数、血清ALT、AST、HA水平及肝组织Hyp、MDA含量明显降低;肝组织GSH含量及GST、GSH-Px的活性明显升高;肝纤维化程度明显减轻;肝组织ColⅢ、Bcl-2、Bax、TIMP1、PDGF-B及TGF-β1的mRNA和/或蛋白表达明显降低,MMP13蛋白表达明显增高。其余各组与肝纤维化模型组相比,多项指标有所改善,但不及 CGII高、中剂量组明显。筛选并鉴定出肝组织差异表达蛋白24种。  结论:CGII能有效地对抗猪血清诱导的大鼠肝纤维化,药效呈剂量依赖关系。CGII可以通过增加肝纤维化大鼠肝组织GSH含量、GSH-Px及GST活性、MMP13蛋白的表达以及降低PDGF-B、TGF-β1、Bcl-2、Bax、TIMP1 mRNA和/或蛋白的表达来拮抗大鼠肝纤维化,因此,CGII是一种较有希望的抗肝纤维化药物。在各组大鼠肝组织差异表达蛋白中,热休克蛋白90(HSP90)、S-谷胱甘肽化的碳酸酐酶Ⅲ(S-Glu-CAⅢ)、谷胱甘肽-S转移酶M1(GSTM1)、谷胱甘肽-S转移酶 M2(GSTM2)、细胞角蛋白8(CK8)、Regucalcin(RGN)蛋白和抗增殖蛋白(PHB)等可能与CGII抗肝纤维化的作用机制及肝纤维化的发生机制密切相关。
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