內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激蛋白CHOP、Caspase-12在藥物性肝損傷大鼠肝組織中的表達變化及作用研究

彭馨儀 羅新華

(1.貴州醫(yī)科大學(xué)，貴州 貴陽 550025；2.貴州省人民醫(yī)院感染科，貴州 貴陽 550002)

藥物性肝損傷(drug-induced liver injury，DILI)是各種化學(xué)藥物、生物制劑、傳統(tǒng)中藥等誘發(fā)的肝損傷，是最常見和最嚴(yán)重的藥物不良反應(yīng)(adverse reactions to drug，ADR)之一，占我國急性肝損傷住院比例的20%[1-2]。現(xiàn)階段研究顯示，DILI的發(fā)病機制主要概括為藥物的直接肝毒性和特異質(zhì)性肝毒性，但具體機制有待于進一步闡明[3]。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)作為參與細胞生物合成、解毒和Ca2+儲存的重要細胞器，其功能紊亂對藥物性肝損傷的發(fā)生是否有影響目前少有報道。探討藥物性肝損傷發(fā)病的具體機制，對尋找更有效的防治措施有積極意義。報告如下。

1 材料與方法

1.1材料 (1)動物：SPF級Wister大鼠60只，雌雄各半，體質(zhì)量(150±10) g，購于貴州醫(yī)科大學(xué)動物實驗中心，動物使用許可證號：SCXK(黔)2012-0001。(2)藥品與試劑：異煙肼片(成都錦華藥業(yè)有限責(zé)任公司)100mg/片，β肌動蛋白(β-non-muscle，β-Actin)、環(huán)磷酸腺苷反應(yīng)元件結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子同源蛋白(C/EBP-homologous protein，CHOP)、Caspase-12一抗抗體(英國abcam公司)，辣根過氧化物酶標(biāo)記的兔抗羊IgG二抗(武漢博士得生物科技公司)，細胞凋亡檢測試劑盒(roche In situ cell death detection kit，POS)、蛋白酶K(瑞士Roche公司)，ECL發(fā)光液(北京雷根生物技術(shù)有限公司)，蘇木素-伊紅(hematoxylin-eosin staining，HE)染料(北京鼎國昌盛生物技術(shù)有限責(zé)任公司)，組織裂解液(碧云天)，DAB顯色液(索萊寶)等。(3)儀器：ChemiDocTMTouch Imaging System(732BR0475，美國伯樂)，分光光度計(1510，美國賽默飛世爾科技)，雙垂直電泳儀(DYCZ-24EN型，北京市六一儀器廠)，徠卡顯微鏡(DM500，德國徠卡)，轉(zhuǎn)移脫色搖床(TS-8，海門市其林貝爾儀器制造有限公司)，三用水箱(600型，金壇市富華儀器有限公司)，臺式低速冷凍離心機(L530R，湖南湘儀實驗室儀器開發(fā)有限公司)，高速冷凍離心機(Microfuge 20R，德國)，微量移液器(德國Eppendorf)等。

2 結(jié) 果

2.1一般情況 模型組大鼠體質(zhì)量比對照組增長慢。隨著給藥時間的延長，模型組出現(xiàn)被毛蓬松、脫落，進食量減少，反應(yīng)遲鈍，肝指數(shù)增加，給藥11 d后出現(xiàn)部分大鼠死亡。見表1。

表1 各組大鼠體質(zhì)量及肝臟指數(shù)

注：*與對照組比較P<0.05，△與對照組比較P<0.01。

2.2血生化變化 與對照組比較，模型組ALT、AST均增高，造模7 d后開始模型組與對照組間ALT、AST差異均有統(tǒng)計學(xué)意義。見表2。

表2 各組大鼠血清生化指標(biāo)改變

注：*與對照組比較P<0.05，△與對照組比較P<0.01。

2.3病理形態(tài)學(xué)變化 模型組大鼠肝組織在用藥3 d后未見明顯異常改變；7 d時可見肝細胞胞漿疏松化，肝小葉有炎細胞浸潤；10 d時出現(xiàn)灶狀壞死，肝竇變窄；14 d可見肝束排列紊亂，肝竇狹窄，輕至重度胞漿疏松化，壞死灶增多；21 d出現(xiàn)肝小葉結(jié)構(gòu)破壞，肝竇狹窄，肝細胞廣泛壞死，伴有肝細胞再生。見圖1。

圖1 各組大鼠肝組織結(jié)構(gòu)變化(HE染色，100×)

2.4異煙肼對大鼠肝細胞凋亡的影響 TUNEL法檢測凋亡細胞，對照組均無明顯凋亡，模型組給藥3 d凋亡細胞較少，給藥7 d凋亡細胞增多，在14 d達到高峰，此后維持在較高水平，見圖2。模型組凋亡指數(shù)與對照組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F=20.38，P<0.01)。見表3。

圖2 各組大鼠肝組織凋亡細胞檢測(TUNEL法，400×)

區(qū)組視野凋亡指數(shù)(%)NGINH3 d80.80±0.110.82±0.127 d80.62±0.103.28±0.80△10 d80.73±0.137.01±1.12▲14 d80.68±0.158.16±1.45▲21 d80.70±0.167.52±1.29▲

注：△與對照組比較P<0.05，▲與對照組比較P<0.01。

2.5異煙肼對大鼠肝組織內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激蛋白CHOP、Caspase-12表達的影響 運用Western blot技術(shù)檢測各組大鼠肝組織中CHOP、Caspase-12的相對表達值，結(jié)果顯示，對照組CHOP、Caspase-12呈低表達，但各對照組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。與對照組比較，模型組CHOP、Caspase-12明顯增高，在14 d表達量最大，21 d較14 d下降，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(CHOP：F=12.36，P<0.05；Caspase-12，F(xiàn)=26.65，P<0.01)。見圖3、圖4。

圖3 各組大鼠肝組織內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激蛋白CHOP的表達

圖4 各組大鼠肝組織內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激蛋白Caspase-12的表達

3 討 論

藥物性肝損傷是宿主、藥物及環(huán)境等多危險因素參與、多機制先后或共同作用引發(fā)的一類疾病，在臨床工作中多數(shù)病例不可預(yù)測，該病無論從其診斷還是治療上來說都是肝病領(lǐng)域中一個具有挑戰(zhàn)性的疾病[4]。DILI作為藥物安全性問題的重要組成部分，已成為過去半個多世紀(jì)藥物撤市的最常見原因，因此，藥物的肝臟毒性正日益受到醫(yī)學(xué)界、社會公眾和藥監(jiān)部門的廣泛關(guān)注和重視[5]。

本課題組使用異煙肼灌胃大鼠的方法建立藥物性肝損傷動物模型，通過對比對照組與模型組大鼠的血清酶學(xué)、病理形態(tài)學(xué)、凋亡指數(shù)及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)蛋白的表達變化，證明ERS凋亡蛋白CHOP、Caspase-12的高表達可能通過誘導(dǎo)過度的肝細胞凋亡引發(fā)肝損傷，這與文獻[6]報道的肝實質(zhì)細胞的凋亡是肝損害及肝纖維化的主要動因相符。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmic reticulum，ER)是由生物膜構(gòu)成的互相通連的片層隙狀或小管狀系統(tǒng)，存在于除哺乳動物成熟的紅細胞外的各種真核細胞中，與糖類和脂類的合成、解毒、同化作用有關(guān)，還參與運輸?shù)鞍踪|(zhì)，能分解甾體、滅活藥物和毒物并使其能被排出體外，當(dāng)內(nèi)外因素刺激肝臟、破壞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)穩(wěn)態(tài)時，可引發(fā)未折疊蛋白反應(yīng)(unfolded protein response，UPR)和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，使蛋白質(zhì)的合成受到抑制，促使未折疊或錯誤折疊的蛋白質(zhì)降解，這有利于減輕內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白負荷，恢復(fù)其穩(wěn)態(tài)，從而維持細胞的正常功能，但持續(xù)、強烈的ERS會誘導(dǎo)細胞凋亡，引發(fā)組織損傷[7-8]。CHOP是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激發(fā)生凋亡的標(biāo)志性蛋白，它主要由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激凋亡通路PERK/eIF2a-CHOP途徑和ATF6-CHOP途徑激活。CHOP基因的大量表達，可激活其多條下游凋亡通路，可引起細胞鈣超載，激活Bcl-2相關(guān)X蛋白(Bcl-2-associated X，Bax)，誘導(dǎo)線粒體途徑凋亡[9-10]。CHOP還可誘導(dǎo)細胞產(chǎn)生過量的活性氧族(reactive oxygen species，ROS)，導(dǎo)致細胞氧化應(yīng)激反應(yīng)的發(fā)生，進而引起細胞損傷[11]。Caspase-12是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激特異性凋亡蛋白，只與ERS 介導(dǎo)的凋亡有關(guān)，在外源性的死亡受體途徑和內(nèi)源性的線粒體凋亡途徑中不被活化。激烈或/和持續(xù)的ERS可引起Caspase-12的激活，激活的Caspase-12進一步切割激活Caspase-9，繼而激活Caspase-3等一系列效應(yīng)Caspases，誘導(dǎo)細胞凋亡[12]。在本研究中，模型組給藥21 d后其CHOP、Caspase-12表達較14 d下降，凋亡指數(shù)降低，但大鼠的病理損傷較重，這一現(xiàn)象可能與肝損傷進展中其他致?lián)p傷因素介入有關(guān)。趙雄等[10]研究證實：ERS可以通過協(xié)同活化的cAMP應(yīng)答元件結(jié)合蛋白H(CREBH)調(diào)節(jié)C反應(yīng)蛋白水平進而促進細胞炎癥。還有研究指出，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)的凋亡可能是肝衰的早期病因，后期以壞死為主[11]。

本研究顯示，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激凋亡蛋白CHOP、Caspase-12的過表達與肝臟細胞凋亡變化趨勢一致，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激介導(dǎo)的過度凋亡可能是藥物性肝損傷發(fā)生的重要機制，特別是在DILI的早期，是否能通過及時緩解過激的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，減少肝細胞凋亡，進而達到改善藥物性肝損傷預(yù)后的目的有待于進一步研究。