文章信息
- 宋芷琪, 宋囡, 刘玉, 刘竞男, 王群, 贾连群, 闵冬雨
- SONG Zhiqi, SONG Nan, LIU Yu, LIU Jingnan, WANG Qun, JIA Lianqun, MIN Dongyu
- 丹蒌片通过调控氧化应激改善HepG2细胞脂质沉积
- Danlou tablet ameliorates lipid deposition in HepG2 cells by regulating oxidative stress
- 中国医科大学学报, 2025, 54(10): 865-868, 882
- Journal of China Medical University, 2025, 54(10): 865-868, 882
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文章历史
- 收稿日期:2025-04-10
- 网络出版时间:2025-10-15 13:48:06
2. 辽宁中医药大学中医脏象理论及应用教育部重点实验室,沈阳 110847;
3. 辽宁中医药大学医学检验学院实训室,沈阳 110847;
4. 辽宁中医药大学附属医院中医药实验中心,沈阳 110032
2. Key Laboratory of Ministry of Education for Traditional Chinese Medicine Viscera-State Theory and Applications, Liaoning University of Traditional Chinese Medicine, Shenyang 110847, China;
3. Training Laboratory, Medical Laboratory College, Shenyang 110847, China;
4. TCM Experimental Center, Affiliated Hospital of Liaoning University of Traditional Chinese Medicine, Shenyang 110032, China
临床多种常见代谢疾病(如动脉粥样硬化、脂肪肝、糖尿病等)均与脂质代谢障碍关系密切,因此通过调控脂质代谢障碍防治代谢疾病尤为重要[1]。脂质代谢有多种途径,最主要的分解途径是通过线粒体β氧化将脂肪酸彻底水解。当摄入过多油脂时,体内脂质含量异常增加,分解、消化、吸收、转运出现异常,血液和组织器官中脂质含量失衡,从而影响身体机能,脂质堆积体内,而脂质代谢异常可进一步发展为动脉粥样硬化等疾病[2]。
中医认为,脂质沉积本质是脏腑功能失调,导致阴阳气血失衡,痰湿、淤血等病理产物堆积,阻滞经络气血运行。《黄帝内经》中记载:“肥者令人内热,甘者令人中满,故其气上溢,转为消渴”[3],“嗜食肥甘厚味”导致脾家伤,脾家伤则运化失司,痰饮水湿郁于中焦则出现脘腹胀满等症状,郁而化久则生热。治则上以疏肝健脾为主,疏肝以促进脂质代谢,健脾以祛除湿浊,同时兼顾活血化瘀以通络。《中华人民共和国药典》中记载,丹蒌片由瓜蒌皮、薤白、川芎等十味中药组成,具有化痰散结、活血化瘀的功效,此方是目前临床用于治疗痰瘀互结导致胸痹的常见药。现代研究[4]表明,丹蒌片可以降低总胆固醇、甘油三酯(triglyceride,TG)水平,抑制动脉粥样硬化斑块形成,并通过调控炎症小体抑制炎症反应和氧化应激反应等。但丹蒌片改善脂质代谢的机制并未阐明。本课题组前期研究[5]发现,丹蒌片可能通过干预氧化应激反应调控脂质代谢。本研究采用油酸诱导HepG2细胞建立脂质沉积模型,探究丹蒌片改善脂质沉积的作用机制,为临床治疗脂质沉积提供依据。
1 材料与方法 1.1 细胞系、主要试剂和仪器HepG2细胞,购自中国科学院典型培养物保藏委员会细胞库。p53激动剂,购自美国MedChemExpress公司;丹蒌片,购自吉林康乃尔药业有限公司;TG、非酯化脂肪酸(non-esterified fatty acid,NEFA)、过氧化氢酶(catalase,CAT)试剂盒,购自南京建成生物工程研究所有限公司;总超氧化物歧化酶比色法测试盒、氧化应激指标丙二醛(malondialdehyde,MDA)比色法测试盒、活性氧(reative oxygen species,ROS)荧光法测试盒,购自武汉伊莱瑞特生物科技股份有限公司;环氧化酶-2(cyclooxygenase-2,COX-2)测定试剂盒,购自上海酶联生物科技有限公司。酶标仪,购自上海普迈生物科技有限公司;高速冷冻离心机,购自美国ThermoFisher Scientific公司;荧光细胞成像仪,购自美国Bio-Rad公司。
1.2 方法 1.2.1 确定含丹蒌片血清最佳给药浓度和时间大鼠适应性喂养1周,随机分为空白对照组和丹蒌片组,每组6只。按照表面积换算法计算给药量,丹蒌片组用丹蒌片水溶液(680 mg/kg)灌胃,40.3 mg/次,空白对照组等体积生理盐水灌胃,2次/d,连续灌胃7 d。末次给药2 h后,腹主动脉采血,室温静置1 h,3 000 r/min离心10 min。收集血清,进行过滤灭活处理,于-20 ℃冰箱保存。将含丹蒌片血清用培养基稀释,配制成含丹蒌片血清体积分数分别为5%、10%、15%、20%的培养液。用0%(空白对照)、5%、10%、15%、20%含丹蒌片血清培养液分别培养HepG2细胞12、24和48 h。采用CCK-8试剂盒计算细胞活性,筛选出丹蒌片最佳给药浓度和给药时间。
1.2.2 不同浓度油酸对HepG2细胞活性影响:取对数期HepG2细胞,接种于96孔板中,待细胞培养贴壁后,用含0(空白对照)、100、200、400、800、1 000 μmol/L油酸的新鲜培养液继续培养细胞,再加入CCK-8溶液继续培养2 h,通过酶标仪检测各孔光密度(optical density,OD)值,计算细胞活性,确定最佳油酸浓度,构建脂质沉积模型[6]。
1.2.3 细胞处理和分组将HepG2细胞分为空白对照组(不做处理)、模型组(给予油酸)、丹蒌片组(给予油酸+含丹蒌片血清),用于后续实验。分组处理所用的含丹蒌片血清和油酸的浓度,为1.2.1和1.2.2中确定的最佳浓度。
1.2.4 酶联免疫吸附试验(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)检测细胞上清液NEFA和TG的含量取各组细胞上清液,按照试剂盒说明书进行检测,于酶标仪上读取各孔OD值,计算各组细胞中NEFA和TG含量。
1.2.5 油红O染色观察脂滴分布情况取对数期细胞,接种于6孔板,每孔2 mL,待细胞贴壁后培养24 h,按照说明书操作,封片后,光学显微镜下观察脂滴分布情况。
1.2.6 细胞内SOD、MDA、CAT及COX-2含量测定吸取各组细胞培养液,4 000 r/min离心5 min,取上清液待测。按照ELISA试剂盒说明书操作,于酶标仪上读取各孔OD值,计算各组细胞中SOD、MDA、CAT和COX-2含量。
1.2.7 DCFH-DA荧光探针测定ROS表达取对数期细胞,接种于6孔板,培养好的细胞用PBS洗涤3次,加入DMEM培养基,根据说明书配置工作液,加入DCFH-DA探针,室温下避光孵育30 min,PBS再次洗涤3次,去除探针,荧光显微镜下观察细胞并拍照。
1.3 统计学分析采用GraphPad Prism 8.0进行统计分析。数据用x±s表示,2组间比较采用独立样本t检验,多组间比较采用单因素方差分析。P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果 2.1 不同浓度丹蒌片及不同给药时间对HepG2细胞活性的影响与对照组相比,15%和20%丹蒌片组在12、24、48 h时细胞活性明显降低(均P < 0.01),10%丹蒌片组在48 h时细胞活性明显降低(P < 0.01),在12和24 h时细胞活性无统计学差异(均P > 0.05)。见表 1。因此,本研究确定的丹蒌片最佳给药浓度是10%,给药时间是24 h。
| Group | n | 12 h | 24 h | 48 h |
| Control | 6 | 100.00±4.58 | 100.00±3.88 | 100.00±12.57 |
| 5% Danlou tablet | 6 | 92.12±3.081) | 93.59±8.65 | 79.49±3.412) |
| 10% Danlou tablet | 6 | 94.09±5.97 | 91.25±5.89 | 71.36±5.722) |
| 15% Danlou tablet | 6 | 73.71±3.292) | 66.85±4.802) | 59.99±5.452) |
| 20% Danlou tablet | 6 | 67.83±2.802) | 57.86±5.242) | 48.13±4.172) |
| 1)P < 0.05 vs. control group;2)P < 0.01 vs. control group. | ||||
2.2 不同浓度油酸对HepG2细胞活性的影响
对照组以及100、200、400、800、1 000 μmol/L油酸组细胞活性分别为(100.00±4.49)%、(97.68±6.96)%、(93.12±5.89)%、(85.66±8.81)%、(85.88±7.01)%、(49.77±7.78)%。与对照组相比,100和200 μmol/L油酸组细胞活性无明显变化(均P > 0.05),400、800和1 000 μmol/L油酸组细胞活性明显降低(分别为P < 0.05,P < 0.05,P < 0.01)。因此,本研究确定的最佳油酸浓度为800 μmol/L。
2.3 丹蒌片调控HepG2细胞中NEFA和TG水平空白对照组、模型组、丹蒌片组HepG2细胞中NEFA水平分别为(0.009±0.003)、(0.285±0.025)、(0.213±0.014)mmol/L,TG水平分别为(0.081±0.031)、(0.398±0.046)、(0.171±0.017)mmol/L。与空白对照组相比,模型组HepG2细胞中NEFA和TG水平明显升高(P < 0.01);与模型组相比,丹蒌片组NEFA和TG水平明显降低(P < 0.01)。
2.4 丹蒌片调控HepG2细胞脂质水平与空白对照组相比,模型组HepG2细胞中红染明显,脂滴数量较多;与模型组相比,丹蒌片组HepG2细胞中脂质红染情况改善,脂滴体积明显缩小。见图 1。
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| A, control group; B, model group; C, Danlou tablet group. 图 1 油红O染色检测细胞内脂滴累积×400 Fig.1 Intracellular lipid droplet accumulation detected by oil red O staining × 400 |
2.5 丹蒌片对HepG2细胞氧化应激的影响
与空白对照组相比,模型组MDA和COX-2水平明显升高,CAT和SOD水平明显降低(P < 0.05);与模型组相比,丹蒌片组MDA和COX-2水平明显降低,CAT和SOD水平明显升高(P < 0.05)。见表 2。
| Group | n | MDA(μmol/L) | CAT(U/mg protein) | SOD(U/mL) | COX-2(ng/mL) | Fluorescence intensity of ROS |
| Control | 6 | 1.42±0.04 | 2.49±0.04 | 73.23±0.33 | 67.29±6.20 | 28.52±1.72 |
| Model | 6 | 2.38±0.361) | 2.07±0.071) | 60.42±1.821) | 143.69±1.901) | 47.93±1.821) |
| Danlou tablet | 6 | 1.67±0.032) | 2.38±0.033) | 69.43±0.233) | 108.10±3.983) | 35.67±2.933) |
| 1)P < 0.01 vs. control group;2)P < 0.05 vs. model group;3)P < 0.01 vs. model group. | ||||||
2.6 丹蒌片对ROS表达的影响
与空白对照组相比,模型组ROS荧光强度明显增强(P < 0.01);与模型组相比,丹蒌片组ROS荧光强度明显减弱(P < 0.01)。见图 2、表 2。
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| A, control group; B, model group; C, Danlou tablet group. 图 2 DCFH-DA荧光探针检测细胞内ROS水平×200 Fig.2 Intracellular reactive oxygen species levels detected by DCFH-DA fluorescent probe ×200 |
3 讨论
流行病学调查显示,全球约30%的成年人存在脂质沉积,且脂质沉积有年轻化的趋势[7]。脂质沉积的核心机制是肝脏脂质代谢失衡,胰岛素抵抗促使外周脂肪组织分解增加,释放过量NEFA进入肝脏,同时肝细胞自身合成TG增多,而极低密度脂蛋白分泌不足,导致脂质在肝细胞内堆积[8]。此外,ROS过度生成引发氧化应激,促使肝细胞脂质过氧化,激活炎症通路,导致肝细胞损伤和脂肪变性,从而进一步加重脂质沉积[9]。油酸作为重要的游离脂肪酸,能够通过直接诱导脂质沉积、引发氧化应激及调控脂质代谢相关基因表达,扰乱脂质代谢平衡,从而建立脂质沉积模型[6]。因此,本研究采用油酸刺激HepG2细胞,建立脂质沉积细胞模型。
本研究发现,当油酸浓度达到400和800 μmol/L时,细胞活性下降,但细胞存活率仍在80%以上;但当油酸浓度达到1 000 μmol/L时,细胞活性显著降低,细胞死亡率超50%。因此,本研究后续实验选用800 μmol/L油酸作为最佳造模浓度。ELISA和油红O染色结果证明,模型组NEFA和TG含量明显高于空白对照组,提示油酸诱导脂质沉积细胞模型成功建立。
中医治疗脂质沉积以健脾化痰祛瘀法为主。《中华人民共和国药典》中记载,丹蒌片用于治疗痰瘀互结型冠状动脉粥样硬化性心脏病,方中诸药配伍通过“化痰-祛瘀-补气-调气机”的立体配伍,实现标本兼治。根据中医“未病先防”的观念,本课题组前期做了多项相关实验,探究丹蒌片在治疗脂质代谢方面的功效及其机制。本课题组前期研究发现,丹蒌片可以减轻非酒精性脂肪性肝病小鼠模型肝脏氧化损伤[10-11];可以影响TG合成,改善ApoE-/-AS小鼠肝脏脂质沉积[12];亦可介导线粒体损伤,改善高脂喂养的ApoE-/-小鼠脂质代谢水平[5, 13]。本研究通过CCK-8法检测不同浓度含丹蒌片血清对细胞活性的影响,发现丹蒌片给药浓度为15%时,细胞活性明显降低,因此选取10%含丹蒌片血清用于后续实验。本研究结果表明,丹蒌片可明显降低油酸导致的NEFA和TG水平升高,且油红O染色结果显示,与模型组相比,丹蒌片组脂滴体积缩小且脂滴数量减少,提示丹蒌片可以有效改善脂质沉积情况。
氧化应激与脂质沉积是一个双向恶性循环,脂质沉积可导致线粒体膜脂质过氧化,破坏电子传递链功能,引发“电子泄漏”,释放大量ROS,同时肝脏脂滴沉积会抑制线粒体脂肪酸氧化能力,迫使细胞依赖效率较低的过氧化物酶体β氧化途径,进一步加剧ROS[14-15]。而大量ROS可攻击细胞膜中的多不饱和脂肪酸,引发脂质过氧化反应,生成MDA等毒性产物,破坏线粒体功能,抑制脂肪酸β氧化,导致NEFA和TG在体内异常堆积。本研究结果表明,模型组MDA和COX-2水平明显升高,抗氧化酶SOD和CAT水平明显降低,丹蒌片干预后抗氧化酶呈高表达,而MDA和COX-2表达水平降低。本研究中,DCFH-DA荧光探针法检测结果表明,模型组ROS呈高表达,丹蒌片组ROS含量明显降低,证实丹蒌片可能通过影响氧化应激反应调控脂质代谢。
综上所述,丹蒌片通过抑制氧化应激反应,促进脂质代谢,从而改善油酸诱导的HepG2高脂细胞模型脂质沉积情况。
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