SOD 測定原理:利用 xanthine 和 xanthine oxidase (XOD)反 應,作為superoxide 產生的來源。所產生的 superoxide 與
2-(4-iodophenyl)-3- (4-nitrophenol)-5-phenyltetrazolium chloride (INT) 反應,產生紅色的 formaza。SOD 的活性依據 formaza 受抑制的程度
而定。
Catalase 測定原理:利用在 240nm 波長範圍的 H2O2吸光值,在單 位時間內的差值來測量catalase 的活性。需注意的是為了避免 O2產生 的速度過快,氣泡影響測量精確性,必須用低濃度的H2O2。另外,
最恰當的反應溫度和pH 值為 20℃和 pH7.0[41]。
GSH-Px 測定原理:cumene hydroperoxidase 催化 GSH-Px,使 Glutathione 氧化,氧化的 Glutathione 與 glatathione reductase 和 NADPH 反應,NADPH 所減少的量可在波長 340nm 測出,可估算出 GSH-Px 的活性。
第二章 材料與方法 一、 牛樟芝試驗物質製備
本實驗使用的為牛樟芝是由椴木栽培所得到的子實體,其超臨界萃取 物製作成滴丸,以下簡稱TCSE。TCSE 以去離子水配成濃度為 10、
60 mg/ml 的懸浮液使用。大鼠經口投予體積為每 100 公克大鼠體重投 與1 毫升
二、 藥品試劑
編號 名稱 廠牌
1 TBE buffer Amresco
2 Sodium chloride Amresco
3 福馬林 10% BS chemicals
4 Diethypyrocarbonate, DEPC Biotecx
5 Sulfuric acid Fluka
6 Sodium hydroxide , pellets J.T.Baker
7 Sirius red Muto Pure chemicals 8 Potassium chloride , KCl MERCK
9 Alcohol Panreac
10 Hydrochloric acid Riedol-de Haen 11 ALT (ALAT/GPT) Roche/Hitachi 12 AST (ASAT/GOT) Roche/Hitachi
13 Xylene Scharlau
14 3,3’-Diaminobenzidine tetrahydrochlorodehydrate, 97%
Sigma
15 Carboxyl methylcellulose sodium salt Sigma 16 2-Thiobarbituric acid, TBA Sigma 17 4-(Dimethyl0amino)benzaldehyde Sigma
18 Sodium sulfate, Na2SO4 Sigma 19 Hydrogen peroxide, H2O2 Wako
20 Isopropanol Scharlau Chemie S.A.
21 Chloroform Showa
三、 儀器設備
編號 名稱 廠牌
1 KUBOTA 3500 離心機 KUBOTA
2 pH meter HM-5S TOA Electronics
3 Spectrophotometer Hitachi
4 ASTEC program temp. control system ASTEC
5 Gene Amp. PCR system 9700 A&B (Applied Biosystems)
6 AlphaDigDoc hardware Alpha Innotech Co.
7 Fluoroskan Ascent FL Thermo Scientific 8 Microplate reader model 550 Bio-RAD
9 CoBAS MIRA PLUS 生化自動分析 儀
Roche
四、 實驗動物
實驗動物選用Wistar 雄性大鼠,體重 220-260g,購自國家實驗 動物繁殖研究中心。餵養環境維持 22±3℃,相對溼度 55±5℃,光照 為 12 小時亮 12 小時暗(早上八點亮,下午八點暗),自由飲水及攝食。
將大鼠隨機分為四組,分別為控制組(n=10)、四氯化碳+H2O 組
(n=12)、四氯化碳+TCSE(100、600 mg/kg body weight;n=12、12)、
四氯化碳+Silymarin(n=10)。每週經胃管給予四氯化碳(20% v/v 溶 於橄欖油;0.2 ml/100 g body weight)兩次,藥物則每天經胃管給予,
投與體積皆為每 100g 給予 1 mL,為期八週。之後犧牲大鼠取其肝臟 及脾臟以及血液檢體進行實驗分析。肝臟與脾臟秤重並觀察外觀有無 異常。
五、 肝功能分析
投藥滿八週,利用乙醚麻醉後,使用10 mL 針管由大鼠腹腔動脈 採血致死,在室溫下 4700 rpm 離心 10 min 分離出血漿。使用 Roche 試劑,以自動生化儀檢測alanine aminotransferase (ALT) 、aspartate aminotransferase (AST)的活性和白蛋白(albumin)濃度。
Glutathione 測定方法:肝組織 GSH 的測定依據 Hissin & Hlif (1973)的方法,秤取肝組織 0.5g,加入 5mL 的 1.15%KCl 溶液,以均 質機均漿,去 1mL 均漿液,加入 1mL trichloroacetic acid 10%,混和均 勻後,以3000 g 離心 15 min。取 0.01 mL 上清液,加入 0.18 mL phosphate-EDTA 緩衝液及新鮮配置的 0.01mL σ–phthalaldehyde (OPA) (1mg/mL methanol)溶液,混和均勻後,以螢光 420 nm,激發波長 350 nm 測之。以 μmole/g 表示之。
LPO 測定方法:肝臟脂質過氧化測定參考 Ohkawa 等人(1979) 的方法。秤取肝臟組織0.5 g 加入 5 mL 1.15% KCl 溶液,以均質機均 質化後,取0.1 mL,依序加入 0.2 mL Sodium dodecyl sulfate(8.1%),
1.5 mL Acetic acid (20%),1.5 mL 2-thiobarbituric acid (0.8%),再以去
離子水定量到4 mL,以 95℃水浴 1h,待冷卻後,加入 4 mL
n-butanol/pyridine 混和液(15:1,v/v)劇烈震盪混和均勻後,於 4000 g 離 心10 min,取有機層已分光光度計於 532 nm 測量吸光值。肝臟組織 的脂質過氧化以nmol malondiadehyde(MDA)/mg protein 表示。組織同 時依照Congdon 等人(1993)之 Coomassie Blue 蛋白質定量法,測定肝 臟組織蛋白質含量,以胎牛血清(Bovine derum albumin)為標準品。
SOD 的測定方法:組織之前處理依據 Xia et al.(1995)的方法。活 性的測定使用市售SOD 活性檢驗試劑 Ransod (RANDOX Lab. Ltd.
UK)。SOD 的活性定義為 2-(-iodophenyl)-3-(4-nitrophenol)-5-
phenyltetrazolium chloride 還原反應速率 50%所需要的酵素量為一的 單位(U),以 U/mg protein 表示。
Catalase 的測定方法:肝組織加入磷酸鹽 KCl 緩衝,配成 10%均 漿,離心後,取上層液加入Triton X-100 (1%)成為 stock homogenate。
加入適量之磷酸緩衝溶液進行稀釋,並調整成pH 7 成為 dilute homogenate (D.H.)。取 D.H.2 mL 加入 1mL H2O2 (0.03 M),劇烈搖晃 均勻,以分光光度計於25℃,波長 240 nm 測得吸光值,共測兩次,
間隔30s,之後計算反應速率常數 K。K 之計算方式如右:
K=(2.3/t2-t1)(logA1/A2)。A1為t1=0 秒的吸光值;A2為t2=30 秒的吸光
值。以K 表示 catalase 活性,單位為 U/ mg protein。
GSH-Px 測定方法:組織之前處理依據 Xia et al.(1995)的方法。
GSH-Px 活性測試使用市售 GSH-Px 活性檢驗試劑 Ransel(RONDOX Lab.Ltd.UK)。活性定義為每分鐘氧化 1μmol NADPH 所需的酵素量為 一單位(U)。肝組織的 GSH-Px 活性以 mU/mg protein 表示。
六、 肝臟Hydroxyproline 含量測定
Hydroxyproline 的測定參照 Neuman and Logan 的方法[33]。取大 鼠肝臟約0.5g,於 100℃放置隔夜烘乾,將乾燥的肝臟秤重後,加 5mL
6N HCl 100℃加熱 16 小時,加以水解。待冷卻後,取樣品 1mL 離心 1000 rpm,30 min。取 0.1 mL 的上清液,以 1N NaOH 中和水解產物,
每管分別加入檢體0.1 mL,0.1 mL CuSO4 (0.01M)、0.1mL NaOH (2.5N)、0.1 mL H2O2 (6%)震盪後靜置反應 5min,之後 80℃加熱 5min,
去除多餘過氧化物。冷卻後加入0.2 mL 5%
P-dimethylaminobenzaldehyde ,0.4 mL 3N H2SO4劇烈震盪混和均勻 後,於70℃水浴 20 min,冷卻後已分光光度計於 540 nm 測量吸光值。
以Hydroxyproline 為標準品,含量以 μg/g 組織表示。
七、 肝臟病理切片評估
於老鼠犧牲時取下肝臟最大葉的1/3,浸泡在 10%福馬林中固 定,進行石蠟包埋及切片(中興大學獸醫病理所廖俊旺副教授協助製 作)。將組織的切片進行蘇木紫和伊紅染色,觀察肝臟組織變性及壞 死的程度。
肝臟切片染色首先利用xylene 將石蠟脫掉進行復水,染以天狼 星紅的染劑,可將肝臟組織上的膠原蛋白染成紅色,之後進行脫水,
復蠟。以10*4 倍的顯微鏡下照相,利用影像分析軟體計算出肝組織 上膠原蛋白分布的程度。
八、 免疫組織化學染色
石蠟包埋的切片先經由烘箱 60℃烘一個小時,然後依順序經由 xylene 五分鐘*3、100%酒精、95%酒精、70%酒精各一分鐘脫蠟。放 入3%過氧化氫五分鐘,放入草酸緩衝溶液水浴加熱一個小時恢復抗 原活性,冷卻後以TBS-T 潤洗。α-SMA 抗體處理 4℃ 24 小時,TBS-T 潤洗去多餘抗體並滴加二抗室溫一小時。以TBS-T 潤洗後,DAB 30 分鐘;以TBS-T 潤洗後按照 70%酒精、95%酒精、100%酒精、xylene 脫水,之後包埋。
九、 RT-PCR
抽RNA:取 0.1g 肝組織於加入液態氮的研缽中研碎,粉末加入 Trizol,以 18G 和 23G 針頭讓其均質化,Trizol 吸出加入氯仿,混勻 靜置十分鐘靜待分層,12700 rpm 10 min 4℃離心後,抽出上層溶液,
加入75%酒精上下搖動,-30℃ 30min ,待酒精揮發後以 DEPC 水溶 解,測定OD 260nm 和 OD 280nm 以確定其純度。-80℃貯存。
cDNA 製備:以 MMLV-RT kit,取 0.1μl 的 mRNA 加入 kit,混和
均勻後置於PCR 系統中反應,-20℃貯存。
PCR:cDNA 加入適當的 primer,以特定的溫度加入 PCR Master Mix kit 反應。產物 5μl 與 1μl 6x DNA loading dye 混合均勻,加入內
含2% agar 的 EtBr 與 0.5%的 TBE buffer 中 100V 電泳。照相後以 AlphaDigiDoc 軟體分析。
Table 2、primer 序列
mRNA Primer sequence Length (bp) α-SMA Forward: CTGCTCTGCCTCTAGCACAC 138
Reverse: TTAAGGGTAGCACATGTCTG
Col1α1 Forward: GGGACTTCTTGAGGTTGCCA 132 Reverse: ATCCTGCCGATGTCGCTATC
十、 統計方法
數值結果以平均值(mean)±標準偏差(standard deviation,SD)
表示。各組與對照間的數據以SPSS 19 軟體運行 One-Way ANOVA 統 計分析,並進行Dunnett test,以 p 值小於 0.05 表示在統計學上組間 有顯著差異。
第三章 結果 一、 肝功能分析
動物實驗處理第八週的AST、ALT(Fig.1),四氯化碳+H2O
組與控制組相較,大鼠血漿AST、ALT 含量顯著上升,代表實驗模 型建立成功,給予TCSE 後能夠顯著降低大鼠血液中 AST 與 ALT。
低劑量下,AST、ALT 分別降低了 33%、36%;高劑量下,AST、ALT
則是下降了40%、27%。
白蛋白(Albumin;ALB)的方面,四氯化碳+H2O 組與控制組相 較,大鼠血漿ALB 含量顯著下降。經投予 TCSE 後,能血液上升中 的ALB (Fig.2)。低劑量下,ALB 回升了 49%,高劑量下,ALB 回升 82%。
二、 肝臟脾臟檢查
實驗八週後的肝臟重量如Fig.3 所示,給予四氯化碳後,與正常 肝臟相較,發生了腫大的現象。給予TCSE 後,不管是低劑量或是高 劑量,肝臟重量都幾乎沒有改變。
實驗八週後的脾臟重量如Fig.4 所示,給予四氯化碳後,脾臟發 生了腫大的現象。TCSE 低劑量下,脾臟重量下降了 46%;高劑量下,
則下降了61%。
三、 肝臟Glutathione 含量與脂質過氧化的影響
動物實驗八週後肝臟的Glutathione 含量如 Fig.5,我們可發現給
予四氯化碳後,肝臟的 Glutathione 被消耗而降低,但是在給予 TCSE 後,低劑量下,回升了58%;高劑量下,回升了 113%,甚至比原本 正常組要高。
另外,肝臟內Malondialdehyde (MDA)的含量,八週後實驗數據 如Fig.6,我們可發現給予四氯化碳造成的 MDA 上升由於給予 TCSE 後下降了,低劑量下,下降了40%;高劑量下,則是下降了 60%。
四、 肝臟蛋白質與Hydroxyproline 的影響
肝臟蛋白質第八週實驗數據如Fig.7,四氯化碳造成的肝臟蛋白質 下降,給予低劑量 TCSE 下,蛋白質回升了 11%;高劑量下,蛋白質 則是顯著回升了33%。
肝臟第八週 Hydroxyproline 的實驗數據如 Fig.8,四氯化碳造成的
肝臟Hydroxyproline 增加。低劑量下,Hydroxyprolinep 下降了 26%;
高劑量,Hyp 下降了 55%。
五、 SOD、Catalase 與 GSH-Px 的活性影響
SOD 動物實驗八週後測得的數據如 Fig.9,TCSE 低劑量下,SOD 回升了5%;高劑量下,SOD 則是顯著的回升了 26%。
Catalase 動物實驗八週後所得到的數據如 Fig.10,TCSE 低劑量
下,Catalase 回升了 22%;高劑量下,Catalase 回升了 13%。
GSH-Px 動物實驗八週後所得到的數據如 Fig.11,TCSE 低劑量 下,GSH-Px 回升了 8%;高劑量下,只回升了 1%,幾乎無差異。
六、 肝臟病理切片HE 染色分析
如 Table 1 及 Fig. 12 所示,四氯化碳誘發大鼠慢性肝炎,以 H.E.
染色可以明顯看出組織壞死的情形(Fig.12 B)。TSCE 三個劑量組的組 織壞死情形與CCl4 + H2O 組比較沒有明顯差異。
七、肝臟病理切片Sirius Red 染色分析
天狼星紅(Sirius Red)染色能夠染出肝臟切片上的膠原蛋白,用於 切片鏡檢能判斷肝臟纖維化程度的多寡,實驗八週後得到的切片照片 如Fig.12,由照片我們可發現,給予 TCSE 後,呈現紅色的膠原蛋白 明顯減少了。
經由Image Pro 軟體計算面積比例得到的數據見 Fig.13,低劑量 下,纖維化的百分比下降了29%;高劑量下,下降則顯著達到了 40%。
七、 免疫組織化學染色
實驗八週後的數據如Fig.14,對照正常組別,四氯化碳引起 α-SMA
的表現增加。給予TCSE 後,α-SMA 的表現下降了。
八、 Colα1 和 α-SMA 的 mRNA 表現
經由RT-PCR 確認第一型膠原蛋白 α 亞型(Col1α1)和 Alpha-smooth muscle actin (α-SMA)這兩個基因表現的強弱來解釋病理切片結果,第 八週實驗結果如Fig.15 我們可以發現給予 TCSE 能夠有效抑制 Colα1 和α-SMA 這兩個基因的表現。Colα1 分別在低、高劑量下,下降了 41%與 43%。
第四章討論
此動物實驗的設計方法為實驗開始時一週給予兩次四氯化碳同 時每天給予TCSE,跟其他的文獻相較,本實驗算是預防性給藥,而
此動物實驗的設計方法為實驗開始時一週給予兩次四氯化碳同 時每天給予TCSE,跟其他的文獻相較,本實驗算是預防性給藥,而