黄药子中毒导致肝损伤的机制研究

目的分析中药黄药子水提取物诱导小鼠肝损伤后的基因表达谱,探讨黄药子中毒导致肝损伤的分子作用机制。方法 SPF级雌性昆明小鼠40只,按随机数字表法分为4组,每组10只。黄药子干预组小鼠分别以低(6 g/kg/d)、中(12 g/kg/d)、高(24 g/kg/d)剂量的黄药子水提取物连续灌胃21 d,正常对照组以同体积纯水灌胃。对比观察4组小鼠的体重增长值、肝脏指数、血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)和天冬氨酸转移酶(AST)活性以及肝组织经苏木精-伊红(HE)染色后的病理变化,确定可引起小鼠明显肝损伤的给药剂量。利用RNA-Seq技术分别构建黄药子诱导组(DB组)和对照组(Normal组)小鼠肝脏的数字化基因表达谱(DGE)文库,对比两个DGE文库的差异表达基因,并进行基因本体论(GO)功能注释和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路分析。结果与对照组相比,仅高剂量组小鼠出现明显的肝损伤,表现为同时存在体重增长值降低、肝脏指数增高、ALT及AST活性增高(P均<0.05)以及肝组织病理学变化(结构明显破坏、肝索受压紊乱、肝细胞明显肿胀且呈气球样变性、肝小叶内中性粒细胞浸润)。以高剂量组小鼠为DB诱导组,对照组为Normal组,分别测序并构建肝组织的DGE文库:两组分别检测出13 214 893和11 124 617条碱基序列,过滤并剔除带有接头、带有N碱基和测序质量低的reads后分别得到12 819 933和10 786 300条序列。根据所得的两组DEG文库,对比筛选出了312个显著差异表达的基因,其中上调基因148个,下调基因164个。对两组差异表达基因进行聚类分析:两组均表达的高质量序列有9537个,仅在DB组表达的有702个,仅在Nomal组表达的有539个。GO功能注释主要归类为生物学过程和分子功能两个条目。根据KEGG通路分析结果,差异表达的基因主要涉及8条通路:视黄醇代谢通路、花生四烯酸代谢通路、过氧化物酶体增殖物激活受体(PPARs)信号通路、细胞色素P450(CYP450)酶代谢通路、CYP450酶催化的外源物质代谢通路、甾类激素生物合成通路、谷胱甘肽代谢通路、不饱和脂肪酸的生物合成过程。结论黄药子的诱导作用严重影响了小鼠肝脏的结构、功能以及相关功能基因的表达;其造成肝损伤的作用机制可能是黄药子在肝内经CYP450酶代谢产生了带有自由基的代谢产物,使胞质膜和细胞器脂质过氧化、机体抗氧化能力减弱,或通过直接影响肝内脂质代谢、增强肝脏脂肪酸氧化反应,从而导致肝损伤。