槲皮素调控NAFLD大鼠硬脂酰辅酶A去饱和酶及肝X受体α基因的方法技术领域
本发明涉及非酒精性脂肪性肝病的病理及发病机制研究领域,特
别涉及槲皮素调控NAFLD大鼠硬脂酰辅酶A去饱和酶及肝X受体α
基因的方法。
背景技术
非酒精性脂肪性肝病(nonalcoholicfattyliverdisease,NAFLD)
是一种与胰岛素抵抗和遗传易感密切相关的代谢应激性肝脏损伤,其
病理学改变与酒精性肝病相似,但患者无过量饮酒史,疾病谱包括
非酒精性单纯性脂肪肝、非酒精性脂肪性肝炎及其相关肝硬化和肝细
胞癌。随着肥胖和代谢综合征在全球的流行,NAFLD的发病率呈逐
年增加。在我国NAFLD呈现高发病率和低龄化趋势。NAFLD的发
病机制尚不十分明确,目前广泛接受的是Day和James提出的“二
次打击”学说,认为肝细胞脂肪积聚和脂肪变性构成“初次打击”进
一步在细胞内脂质过氧化和氧化应激、炎性细胞因子等因素作用下形
成“二次打击”,诱导了肝脏炎症反应、肝细胞变性坏死和肝纤维
化/肝硬化的发生。目前观点认为治疗NAFLD的首要目标是改善
IR,次要目标是防止二次打击和肝功能失代偿,减少或防止肝癌、
肝硬化及并发症的发生。
脂质在肝脏中的蓄积是NAFLD的特征,也是其发生发展的关键
环节。硬脂酰辅酶A去饱和酶1(SCD1)是脂质合成的核心酶,催
化单不饱和脂肪酸的合成。Wang等通过建立高脂饮食诱导的NAFLD
模型证实,槲皮素能够抑制肝脏脂酸的合成,减轻肝脏脂质蓄积。肝
X受体α基因(FXR-α)是细胞内重要的核受体。研究证实FXR-α参
与了胆固醇和甘油三酯的合成、吸收、转运、排泄等过程,在胆固醇、
甘油三酯代谢中起关键作用。
目前治疗NAFLD尚无特效药物,且现临床使用的大部分药物在
治疗的同时还存在一定副作用,疗效也无法肯定。NAFLD患病率在
我国逐年升高,亟需找到一种安全、有效、价廉物美的治疗药物。槲
皮素(quercetin)是从植物中提取除的一种黄酮类化合物,广泛存在
于许多植物的花、叶、果实中,多以甙的形式存在。大量研究证明槲
皮素是一种安全性很高的药物,且槲皮素具有抗炎、抗氧化、减少脂
质合成、改善胰岛素抵抗等作用,有望成为治疗NAFLD的潜在药物,
目前尚无槲皮素对SCD1和FXR-α影响的报道。本研究拟通过高脂喂
养建立NAFLD动物模型观察槲皮素对NAFLD的治疗作用;通过动
物模型研究SCD1和FXR-α在NAFLD中的作用;在动物模型上观察
槲皮素对NAFLD的治疗效果及NAFLD中槲皮素的疗效是否与调节
SCD1和FXR-α的表达有关,为槲皮素的进一步临床研究提供理论基
础。
发明内容
为解决上述现有技术存在的问题,本发明的目的在于提供槲皮素
调控NAFLD大鼠硬脂酰辅酶A去饱和酶及肝X受体α基因的方法,
为达到上述目的,本发明的技术方案为:
一种槲皮素调控NAFLD大鼠硬脂酰辅酶A去饱和酶及肝X受
体α基因的方法,通过采用高脂饮食诱导大鼠非酒精性脂肪肝模型;
之后利用光镜、HE染色观察各组大鼠治疗前后组织学的变化;从而
检测各组小鼠治疗前后SCD1、LXRα含量和活性的表达,完成槲皮
素对非酒精性脂肪性肝病干预作用的评估,了解槲皮素治疗非酒精习
惯脂肪性肝病的可能机制。
进一步的,一、实验材料
⑴实验动物:雄性SD大鼠
⑵饲料配制:普通饲料(由泸州医学院实验动物中心提供);
高脂饲料:由88%的普通饲料,10%的猪油和2%的胆固醇组
成。
二、建立非酒精性肝病动物模型,选取48只SD雄性大鼠,正常
喂养一周,随机分为正常对照组(16只)和NAFLD组(40只),分别给
予普通饲料和高脂饮食喂养,8周末处死NAFLD组大鼠8只和正
常对照8只,取肝脏进行病理学检查,证实造模成功后,将余下NA
FLD大鼠32只分为三组:(1)NAFLD对照组8只,继续饲以高饲
料,予以等体积生理盐水灌胃;(2)槲皮素低剂量治疗组8只,同样继
续饲以高饲料,并予槲皮素75mgkg-1·d-1灌胃给药。(3)槲皮素中
剂量治疗组8只,同样继续饲以高饲料,并予槲皮素300mgkg-1·d-1灌
胃给药(4)槲皮素高剂量治疗组8只,同样继续饲以高饲料,并予槲
皮素600mgkg-1·d-1灌胃给药。12周末禁食12h后处死所有动物,
采集标本,运用生物技术及病理组织检查等进行检测诊断,常规制备
血清、肝组织石蜡切片并保留少量肝组织用于RNA的检测。
三、标本采集及处理,
A:血清分离
实验结束后,动物禁食12h,用10%的水合氯醛以0.35ml/l00g
体重经腹腔内注射麻醉后开腹,腹主动脉采血,室温静置15min,
3000rpm离心15min分离血清,-70℃冰箱冻存,备测血脂、血清转氨
酶(ALT,AST,TG,TC)等生化指标。免疫组化检测相关蛋白。
B:组织学标本制备
各组大鼠于肝右叶相同部位取0.5g肝组织置于1.5mlEP管,
-70℃冰箱保存,用于RT-PCR的检测;另取肝左叶相同部位1cm×lcm
×0.5cm组织,置于4%的多聚甲醛中固定24-48h,自来水冲洗24h,
经逐级乙醇脱水,二甲苯透明,浸蜡,石蜡包埋切片,常规HE染色,
光镜下观察肝组织病理学改变。
四、观察指标及检测方法:
1、一般情况:大鼠处死前后称重、体长,以及观察大鼠食欲、皮
肤、毛发情况,处死大鼠后观察肝脏形态体积、质地弹性等以及称肝
脏湿重、计算肝指数(肝湿重/体重×100%)及Lee·s指数(体重1/3
/体长×1000)。
2、血清生化测定:将采集的全血用低温离心机迅速分离血浆,
采用全自动生化分析仪(OlympusAul000)测定AlT、AST、甘油三酯
(TG)、总胆固醇(TC)以及肝组织匀浆脂质水平、血清游离脂肪酸(FFA)
水平;葡萄糖氧化酶法测定空腹血糖(FBG);放免法测定血清空腹胰
岛素(FINS)水平;并计算胰岛素敏感指数ISI=ln[1/(F1NS×FBG)]。
五、病理学检查:取石蜡包埋好的肝组织,5um连续切片,常
规苏木精-伊红染色,在光镜下评估肝脂肪变性及纤维化程度、计算
炎症活动度计分。脂肪肝病理组织学诊断参考中华医学会肝脏病学分
会脂肪肝和酒精性肝病学组“非酒精性肝病诊断标准”
六、免疫组化测SCD1、LXR-α的蛋白水平
七、半定量RT-PCR技术检测肝脏SCD1、LXR-α的表达(采用
半定量RT-PCR法,按照Trizol试剂盒说明提取大鼠肝组织总RNA,
反转录合成cDNA。)
1.PCR反应引物设计和合成
PCR引物参照有关文献设计
SCD1mRNA引物:
FORWARD5'-CTACACAACCACCACCACCA-3'
REVERSE5'-CAGGGCACCCATCAGATAGT-3'
FXR-αmRNA引物:
FORWARD5’-ACAAGGCTGCCCCGACTAC-3’
REVERSE5’-TTTCTCCTGGTATGAGATAGCAAATC-3’
2.总RNA提取
采用Trizol法提取总RNA
2.1组织匀浆:
(1)[i7]切取并称重100mg-70℃保存的冰冻SD大鼠肝脏组
织置于高温高压消毒后研钵内,倒入液氮,迅速研碎;
(2)每100mg均浆组织标本中加入1ml的Trizol,混匀吹打;
(3)将以上匀浆标本转移到1.5ml的EP管中,颠倒混匀后,
室温放置5min[i8],以彻底分离核蛋白复合体。
2.2分离阶段:每1mlTrizol加入0.2ml的氯仿,加盖好后
用手剧烈摇晃15S,充分混匀,在室温放置3min,然后离心
12,000rpm,15min,4℃。离心后分成三层,下面的红色为酚-氯仿
相,一个中间层,一面是无色的水相。RNA只存在于水相中。水相
占总Trizol的60%。
2.3RNA的沉淀:将上层水相转移到另一干净的EP管中,
加入等体积(0.5ml)异丙醇,室温静置10min,然后4℃,12,000rpm,
10min离心,可以在管的侧壁和底部看到絮状胶样沉淀,即RNA沉
淀。
2.4RNA的洗涤:小心去除上清,留取沉淀,加入1ml现配
的75%乙醇洗涤RNA沉淀,振荡混匀,使沉淀物混悬,4℃,8000
rpm,5min离心。
2.5RNA的再溶解:小心去除上清,RNA沉淀物室温风干后,
(不完全干燥),加入25ml的DEPC处理过的无菌去离子水,用
枪头反复吹打几次,室温静置10min,55-60℃,测浓度后-20℃保存。
2.6紫外分光光度法检查RNA浓度和纯度:将仪器调零,取
2μl储存液加入另一个EP管中,再加入98μl灭菌注射用水,离心混
匀,以灭菌注射用水作空白对照。
2.7RNA鉴定,琼脂糖电泳,确定抽提RNA完整性和DNA污
染情况。
用氯仿-异丙醇-75%乙醇法常规操作提取RNA,按逆转录试剂
盒说明书操作.
3.逆转录成cDNA
①合成cDNA的引物可结合实际情况从OligodT-AdaptorPrimer,
Random9mers或特异性下游引物中任选一种。
按下列组成配制反转录反应液。
②按以下条件进行反转录反应。
4.PCR反应
①按下列组成配制PCR反应液。
②把B-①的反应液加入到A-②的反转录反应结束后的PCR反应管中,轻轻混
匀。
③按以下条件进行PCR反应
5.PCR产物半定量
反应结束后,取PCR反应液(5~10l)进行琼脂糖凝胶电泳,
确认PCR反应产物。如果此PCR产物需用于以后实验,须将PCR
产物冷冻保存。
6.结果判定
采用凝胶图像分析系统,对电泳条带扫描分析。
八、Westernplot测磷酸化的LXR-α
1.蛋白质样品获得:真核细胞加匀浆缓冲液,机械或超声波室温
匀浆0.5-1min。然后4℃,13,000g离心15min。取上清液作为样品。
2.电泳:制备电泳凝胶,进行SDS-PAGE。
3.转移:(半干式转移)
(1)电泳结束后将胶条割至合适大小,用转膜缓冲液平衡,5min
×3次。
(2)膜处理:预先裁好与胶条同样大小的滤纸和NC膜,浸入转
膜缓冲液中10min。
(3)转膜:转膜装置从下至上依次按阳极碳板、24层滤纸、NC
膜、凝胶、24层滤纸、阴极碳板的顺序放好,滤纸、凝胶、NC膜精
确对齐,每一步去除气泡,上压500g重物,将碳板上多余的液体吸
干。接通电源,恒流1mA/cm2,转移1.5hr。转移结束后,断开电源将
膜取出,割取待测膜条做免疫印迹。将有蛋白标准的条带染色,放入
膜染色液中50s后,在50%甲醇中多次脱色,至背景清晰,然后用双
蒸水洗,风干夹于两层滤纸中保存,留与显色结果作对比。
4.免疫反应:
(1)用0.01MPBS洗膜,5min×3次。
(2)加入包被液,平稳摇动,室温2h。
(3)弃包被液,用0.01MPBS洗膜,5min×3次。
(4)加入一抗(按合适稀释比例用0.01MPBS稀释,液体必须覆
盖膜的全部),4℃放置12hr以上。阴性对照,以1%BSA取代一抗,
其余步骤与实验组相同。
(5)弃一抗和1%BSA,用0.01MPBS分别洗膜,5min×4次。
(6)加入辣根过氧化物酶偶联的二抗(按合适稀释比例用0.01M
PBS稀释),平稳摇动,室温2hr。
(7)弃二抗,用0.01MPBS洗膜,5min×4次。
(8)加入显色液,避光显色至出现条带时放入双蒸水中终止反应。
5.实验结果分析
根据曝光显示的条带的有无、强弱,对照蛋白质分子量标准参照
物的迁移距离,可判定目的蛋白质的有无及量的多少。利用“自动灰
度扫描仪”扫描条带,计算积分光密度值,以内参照蛋白质条带的积
分光密度为校正值,可以进行半定量分析。
相对于现有技术,本发明的有益效果为:
本发明提供了一种槲皮素对非酒精性脂肪性肝病干预作用的研
究方法,实验表明通过制作NAFLD模型大鼠,观察槲皮素对NAFLD
大鼠的硬脂酰辅酶A去饱和酶1和肝X受体α基影响。结果显示与空
白组比较,模型组大鼠血清ALT、AST和LDL-c、TC、TG升高(P<
0.05,P<0.01),HDL-c降低(P<0.01);SCD-1基因表达降低(P<
0.01);与模型组比较,槲皮素能使血清ALT、AST降低(P<
0.01),LDL-c、TC、TG降低(P<0.05,P<0.01),HDL-c升高(P<
0.01);肝组织SCD-1基因表达升高(P<0.01),下调LXR-a基因表
达。提示SCD-1基因表达下降、LXR-a基因表达增强参与了NAFLD
的发病机制;槲皮素治疗NAFLD大鼠疗效机制可能与槲皮素有调节
NAFLD大鼠脂代谢紊乱和促进调控基因SCD-1表达、抑制LXR-a
基因的作用有关。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明技术方案做进一步详细描述:
试验例:
1.通过高脂喂养建立NAFLD动物模型;
2.通过动物模型观察槲皮素对NAFLD的治疗作用及探究治
疗的合适剂量;
3.通过动物模型研究SCD1和FXR-α在NAFLD中的作用;
4.在动物模型上观对槲皮素对NAFLD的治疗效果及
NAFLD中槲皮素的疗效是否与调节SCD1和FXR-α的表达有
关。
研究方法
一、实验材料
⑴实验动物:雄性SD大鼠
⑵饲料配制:普通饲料(由泸州医学院实验动物中心提供);
高脂饲料:由88%的普通饲料,10%的猪油和2%的胆固醇组
成。
二、建立非酒精性肝病动物模型,选取48只SD雄性大鼠,正常
喂养一周,随机分为正常对照组(16只)和NAFLD组(40只),分别给
予普通饲料和高脂饮食喂养,8周末处死NAFLD组大鼠8只和正
常对照8只,取肝脏进行病理学检查,证实造模成功后,将余下NA
FLD大鼠32只分为三组:(1)NAFLD对照组8只,继续饲以高饲
料,予以等体积生理盐水灌胃;(2)槲皮素低剂量治疗组8只,同样继
续饲以高饲料,并予槲皮素75mgkg-1·d-1灌胃给药。(3)槲皮素中
剂量治疗组8只,同样继续饲以高饲料,并予槲皮素300mgkg-1·d-1灌
胃给药(4)槲皮素高剂量治疗组8只,同样继续饲以高饲料,并予槲
皮素600mgkg-1·d-1灌胃给药。12周末禁食12h后处死所有动物,
采集标本,运用生物技术及病理组织检查等进行检测诊断,常规制备
血清、肝组织石蜡切片并保留少量肝组织用于RNA的检测。
三、标本采集及处理,
A:血清分离
实验结束后,动物禁食12h,用10%的水合氯醛以0.35ml/l00g
体重经腹腔内注射麻醉后开腹,腹主动脉采血,室温静置15min,
3000rpm离心15min分离血清,-70℃冰箱冻存,备测血脂、血清转氨
酶(ALT,AST,TG,TC)等生化指标。免疫组化检测相关蛋白。
B:组织学标本制备
各组大鼠于肝右叶相同部位取0.5g肝组织置于1.5mlEP管,
-70℃冰箱保存,用于RT-PCR的检测;另取肝左叶相同部位1cm×lcm
×0.5cm组织,置于4%的多聚甲醛中固定24-48h,自来水冲洗24h,
经逐级乙醇脱水,二甲苯透明,浸蜡,石蜡包埋切片,常规HE染色,
光镜下观察肝组织病理学改变。
四、观察指标及检测方法:
1、一般情况:大鼠处死前后称重、体长,以及观察大鼠食欲、皮
肤、毛发情况,处死大鼠后观察肝脏形态体积、质地弹性等以及称肝
脏湿重、计算肝指数(肝湿重/体重×100%)及Lee·s指数(体重1/3
/体长×1000)。
2、血清生化测定:将采集的全血用低温离心机迅速分离血浆,
采用全自动生化分析仪(OlympusAul000)测定AlT、AST、甘油三酯
(TG)、总胆固醇(TC)以及肝组织匀浆脂质水平、血清游离脂肪酸(FFA)
水平;葡萄糖氧化酶法测定空腹血糖(FBG);放免法测定血清空腹胰
岛素(FINS)水平;并计算胰岛素敏感指数ISI=ln[1/(F1NS×FBG)]。
五、病理学检查:取石蜡包埋好的肝组织,5um连续切片,常
规苏木精-伊红染色,在光镜下评估肝脂肪变性及纤维化程度、计算
炎症活动度计分。脂肪肝病理组织学诊断参考中华医学会肝脏病学分
会脂肪肝和酒精性肝病学组“非酒精性肝病诊断标准”
六、免疫组化测SCD1、LXR-α的蛋白水平
七、半定量RT-PCR技术检测肝脏SCD1、LXR-α的表达(采用
半定量RT-PCR法,按照Trizol试剂盒说明提取大鼠肝组织总RNA,
反转录合成cDNA。)
1.PCR反应引物设计和合成
PCR引物参照有关文献设计
SCD1mRNA引物:
FORWARD5'-CTACACAACCACCACCACCA-3'
REVERSE5'-CAGGGCACCCATCAGATAGT-3'
FXR-αmRNA引物:
FORWARD5’-ACAAGGCTGCCCCGACTAC-3’
REVERSE5’-TTTCTCCTGGTATGAGATAGCAAATC-3’
2.总RNA提取
采用Trizol法提取总RNA
2.1组织匀浆:
(1)[i7]切取并称重100mg-70℃保存的冰冻SD大鼠肝脏组
织置于高温高压消毒后研钵内,倒入液氮,迅速研碎;
(2)每100mg均浆组织标本中加入1ml的Trizol,混匀吹打;
(3)将以上匀浆标本转移到1.5ml的EP管中,颠倒混匀后,
室温放置5min[i8],以彻底分离核蛋白复合体。
2.2分离阶段:每1mlTrizol加入0.2ml的氯仿,加盖好后
用手剧烈摇晃15S,充分混匀,在室温放置3min,然后离心
12,000rpm,15min,4℃。离心后分成三层,下面的红色为酚-氯仿
相,一个中间层,一面是无色的水相。RNA只存在于水相中。水相
占总Trizol的60%。
2.3RNA的沉淀:将上层水相转移到另一干净的EP管中,
加入等体积(0.5ml)异丙醇,室温静置10min,然后4℃,12,000rpm,
10min离心,可以在管的侧壁和底部看到絮状胶样沉淀,即RNA沉
淀。
2.4RNA的洗涤:小心去除上清,留取沉淀,加入1ml现配
的75%乙醇洗涤RNA沉淀,振荡混匀,使沉淀物混悬,4℃,8000
rpm,5min离心。
2.5RNA的再溶解:小心去除上清,RNA沉淀物室温风干后,
(不完全干燥),加入25ml的DEPC处理过的无菌去离子水,用
枪头反复吹打几次,室温静置10min,55-60℃,测浓度后-20℃保存。
2.6紫外分光光度法检查RNA浓度和纯度:将仪器调零,取
2μl储存液加入另一个EP管中,再加入98μl灭菌注射用水,离心混
匀,以灭菌注射用水作空白对照。
2.7RNA鉴定,琼脂糖电泳,确定抽提RNA完整性和DNA污
染情况。
用氯仿-异丙醇-75%乙醇法常规操作提取RNA,按逆转录试剂
盒说明书操作.
3.逆转录成cDNA
①合成cDNA的引物可结合实际情况从OligodT-AdaptorPrimer,
Random9mers或特异性下游引物中任选一种。
按下列组成配制反转录反应液。
②按以下条件进行反转录反应。
4.PCR反应
①按下列组成配制PCR反应液。
②把B-①的反应液加入到A-②的反转录反应结束后的PCR反应管中,轻轻混
匀。
③按以下条件进行PCR反应
5.PCR产物半定量
反应结束后,取PCR反应液(5~10l)进行琼脂糖凝胶电泳,
确认PCR反应产物。如果此PCR产物需用于以后实验,须将PCR
产物冷冻保存。
6.结果判定
采用凝胶图像分析系统,对电泳条带扫描分析。
八、Westernplot测磷酸化的LXR-α
1.蛋白质样品获得:真核细胞加匀浆缓冲液,机械或超声波室温
匀浆0.5-1min。然后4℃,13,000g离心15min。取上清液作为样品。
2.电泳:制备电泳凝胶,进行SDS-PAGE。
3.转移:(半干式转移)
(1)电泳结束后将胶条割至合适大小,用转膜缓冲液平衡,5min
×3次。
(2)膜处理:预先裁好与胶条同样大小的滤纸和NC膜,浸入转
膜缓冲液中10min。
(3)转膜:转膜装置从下至上依次按阳极碳板、24层滤纸、NC
膜、凝胶、24层滤纸、阴极碳板的顺序放好,滤纸、凝胶、NC膜精
确对齐,每一步去除气泡,上压500g重物,将碳板上多余的液体吸
干。接通电源,恒流1mA/cm2,转移1.5hr。转移结束后,断开电源将
膜取出,割取待测膜条做免疫印迹。将有蛋白标准的条带染色,放入
膜染色液中50s后,在50%甲醇中多次脱色,至背景清晰,然后用双
蒸水洗,风干夹于两层滤纸中保存,留与显色结果作对比。
4.免疫反应:
(1)用0.01MPBS洗膜,5min×3次。
(2)加入包被液,平稳摇动,室温2h。
(3)弃包被液,用0.01MPBS洗膜,5min×3次。
(4)加入一抗(按合适稀释比例用0.01MPBS稀释,液体必须覆
盖膜的全部),4℃放置12hr以上。阴性对照,以1%BSA取代一抗,
其余步骤与实验组相同。
(5)弃一抗和1%BSA,用0.01MPBS分别洗膜,5min×4次。
(6)加入辣根过氧化物酶偶联的二抗(按合适稀释比例用0.01M
PBS稀释),平稳摇动,室温2hr。
(7)弃二抗,用0.01MPBS洗膜,5min×4次。
(8)加入显色液,避光显色至出现条带时放入双蒸水中终止反应。
5.实验结果分析
根据曝光显示的条带的有无、强弱,对照蛋白质分子量标准参照
物的迁移距离,可判定目的蛋白质的有无及量的多少。利用“自动灰
度扫描仪”扫描条带,计算积分光密度值,以内参照蛋白质条带的积
分光密度为校正值,可以进行半定量分析。
通过制作NAFLD模型大鼠,观察槲皮素对NAFLD大鼠的硬脂
酰辅酶A去饱和酶1和肝X受体α基影响。结果显示与空白组比较,
模型组大鼠血清ALT、AST和LDL-c、TC、TG升高(P<0.05,P<
0.01),HDL-c降低(P<0.01);SCD-1基因表达降低(P<0.01);与模
型组比较,槲皮素能使血清ALT、AST降低(P<0.01),LDL-c、TC、
TG降低(P<0.05,P<0.01),HDL-c升高(P<0.01);肝组织SCD-1
基因表达升高(P<0.01),下调LXR-a基因表达。提示SCD-1基因
表达下降、LXR-a基因表达增强参与了NAFLD的发病机制;槲皮素
治疗NAFLD大鼠疗效机制可能与槲皮素有调节NAFLD大鼠脂代谢
紊乱和促进调控基因SCD-1表达、抑制LXR-a基因的作用有关。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并
不局限于此,任何不经过创造性劳动想到的变化或替换,都应涵盖在
本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书
所限定的保护范围为准。