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前言

橄欖油是來自於齊敦果(Olea europaea L., Oleaceae)的果實壓製 而成,是地中海地區常被使用的油脂119。其被認為具有抗氧化、抗發 炎、降低心血管風險等之健康油脂124。但對肝病的益處,鮮有研究。

對 thioacetamide 誘發肝硬化的大鼠,其肝硬化的回復,補充單 元不飽和脂肪酸比多元不飽和脂肪酸的效果好 131, 132。在四氯化碳誘導 大鼠肝硬化模式中,比較四氯化碳溶於不同溶媒的作用,以溶於橄欖 油的毒性比玉米油、魚油、葵花油都低134。這些結果顯示橄欖油對肝 纖維化病程有正面的影響。本研究之目的在於釐清橄欖油是否會減輕 四氯化碳所引發的肝硬化,並解明其相關作用機轉。 使用的橄欖油為 精煉橄欖油,主要是為避免一些雜質的干擾,且有文獻指出初榨與精 煉橄欖油之間的酚類化合物含量相近118

材料與方法

一、試藥

1. Roche, Germany:Alanine aminotransferase (ALT) ,triglyceride 2. Sigma-Aldrich, USA: hydroxyproline,NaOH,H2SO4

,p-dimethylamino-benzaldehyde,triton 100,sodium dodecyl sulfate (SDS),

2-thiobarbituric acid,Sirius Red,3-3’-diaminobenidine (DAB),

chloroform,isopropanol,tris base,Bradford reagent

3. Wako, Japan:n-butanol,pyridine,acetic acid,Methanol,H2O2 4. BioGenex, USA:α-smooth muscle actin (α-SMA)

5. Santa-Cruz, USA:lipopolysaccharide binding protein (LBP),NADPH oxidase,NF-κB,collagen I 和 TGF-β1 一級抗體,anti-mouse、anti-goat、anti-rabbit 二級抗體

6. Invitrogen, USA:trizol 試劑

7. Fermentas, Canada : MMLV RT 套 組 、 PCR Master Mix 套 組 、 Ethidium Bromide (EtBr)

8. Promega, USA:Agarose gel

9. Perkin Elmer, USA:冷光試劑 (Western Lighting) 10. Osaka, Japan:CCl4

11.Fluka, Switzerland:橄欖油 12. Intron, Korea:蛋白質萃取試劑

13. Amresco, USA : 40% Acrylamide/bis-acrylamide (37.5:1) , Ammonium persulfate (APS) , N,N,N',N'-Tetramethylethylenediamine (TEMED)

二、動物

使用 Wistar 雄性大鼠,體重 250-300 公克,購自國家實驗動物 繁殖及研究中心。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(早上七點亮,下午七點暗)的環境,自由飲水及攝 食。

三、四氯化碳誘導之慢性肝毒性

大鼠每週兩次經口服投與四氯化碳(20%,以橄欖油稀釋),每公 斤體重投予 2 ml 體積,持續 8 週。將動物分成四組,其中三組以四氯 化碳誘導肝纖維化,每天分別經口投予橄欖油(2 ml/kg 或 10 ml/kg 體 重),及一次水。另外,控制組每日投與一次水及每周兩次投與四氯化

碳之溶媒橄欖油。每周秤體重一次,以作為給予實驗物質之依據。四 氯化碳與實驗物質投予時間,相隔 5 小時以上。投藥滿八週犧牲時,

快速取下肝臟,浸泡於冰冷生理食鹽水中,洗淨擦乾水分後,以肝臟 最大葉分成五大部分,第一部份浸泡於 10%中性福馬林中,供病理切 片用,第二部份供測定羥基脯胺酸,第三和第四部份冰存於 – 80℃,

以供後續實驗使用,第五部份保存於液態氮環境,供蛋白質以及 RNA 之分析。

四、肝臟羥基脯胺酸含量測定

秤取0.5 公克新鮮肝臟組織,以 100℃ 12 小時烘乾,加 5 ml 6N HCl 100℃加熱 16 小時,加以水解。待冷卻後,取樣品 1 ml 離心 9100 g, 30 分鐘。羥基脯胺酸含量測定,依照 Neuman 和 Logan184的方法。

取 0.2 ml 羥基脯胺酸標準品或水解後上清液,以 1N NaOH 中和水解產 物,每管分別加入 1 ml CuSO4,1 ml 2.5N NaOH,1 ml H2O2震盪後靜 置反應 5 分鐘,80 ℃加熱 5 分鐘,以去除多餘過氧化物。冷卻後加入 4 ml 3N H2SO4、 2 ml p-dimethylaminobenzaldehyde 劇烈震盪混合均勻 後,於 70℃水浴 16 分鐘,冷卻後,以分光光度計 540 nm 測定反應後 產物吸光值。以羥基脯胺酸為標準品,含量以 μg/g 組織重表示。

五、肝臟三酸甘油酯含量測定

參考 Danno 等人185的方法,經適當修改後進行,取新鮮肝臟組 織 0.1 公克,加入 1 ml 95% 酒精,以均質機均質化之後,冰上靜置 30 分鐘,以5000 g 、4℃、離心 5 分鐘,取上清液 200 μl,置於 55℃乾熱 器,以氮氣吹乾,乾燥後,加入 40 μl 95% 酒精溶解,加入 960 μl methanol / triton 100 (1:1),以市售三酸甘油酯試劑測試。單位表示以 μg/g tissue 表示。

六、肝臟脂質過氧化產物測定 (Lipid peroxidation product)

肝臟脂質過氧化測定,參考 Ohkawa 等人186 的方法。秤取肝臟 組織 0.5 公克,加入 5 ml 的 1.15% KCl 溶液,以均質機均質化後,取 0.1 ml 的均漿,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%),再以一次水調整 體 積 為 4 ml , 以 95℃ 水 浴 1 小 時 , 待 冷 卻 後 , 加 入 4 ml n-butanol/pyridine 混合液 (15:1,v/v),劇烈震盪混合均勻後,以 4000 g 離心 10 分鐘,取有機層以分光光度計於 532 nm 測量吸光值。肝組織 的脂質過氧化以nmol malondialdehyde (MDA)/mg protein 表示。同時依 照 Coomassie Blue 蛋白質定量法,測定肝組織蛋白質含量,以胎牛血 清(Bovine derum akbumin)蛋白為標準品187

七、病理檢驗

肝臟組織浸泡於福馬林液固定後,脫水後進行石蠟包埋,以切 片機切成4 μm 之肝組織薄片。進行蘇木青及伊紅染色(Hematoxylin &

Eosin stain , H.E. satin ) 及 天 狼 星 紅 染 色 ( Sirius Red stain , S.R.

stain),以便評估肝臟組織病變和纖維化程度。

H.E. satin 的步驟為,將切片 60℃烘乾 30 分鐘後,待涼,進行以 xylene 脫蠟、復水步驟(依序為 100%, 95%, 75% 酒精),H.E. satin 則先 染蘇木青 10 秒,置於流動水清洗 10 分鐘,再染伊紅 30 秒,進行脫水 步驟(依序為 70%, 95%,100 % 酒精),之後封片。

S.R. stain 的步驟則是進行烘片、脫蠟、復水,之後以天狼星紅 染 1 小時,以 1% 醋酸溶液清洗至背景至淡黃色,之後進行脫水、封片 步驟即可。

參考Honda 的作法188 進行 α-SMA 免疫化學染色,藉以評估星狀 細胞活化程度。進行烘片、復水步驟之後,以 5% 脫脂奶粉阻斷非特 異性反應 1 小時,以磷酸鹽緩衝液清洗 3 次,每次 5 分鐘,之後與一 級抗體 α-SMA 在 4℃反應 16 小時,以磷酸鹽緩衝液清洗 3 次,每次 5 分鐘,和小鼠來源之二級抗體室溫反應一小時,再利用免疫偵測套組 及 3-3’-diaminobenidine 反應呈色,脫水、封片後,以光學顯微鏡觀察 即可。

肝纖維化判斷採取 Ruwart 等人189的半定量分析方法,評估分數 由 0 至 4 分五個等級,0 代表正常肝組織,沒有任何肝纖維化;1 代表 有少量膠原蛋白增生,但沒有形成中隔,(在中央靜脈區或門脈區有放 射性纖維增生);2 代表在中央靜脈或門脈區二者間,形成不完全的中 隔(此二中隔間,彼此沒有交會);3 代表形成完全的中隔,彼此交會相 連,並將肝實質分隔成許多節片段,但此中隔很薄;4 代表形成完全中 隔,且中隔變厚,為完整之肝硬化病變。

八、 mRNA 表現分析 (1) RNA 萃取

取 0.1 公克的肝組織加入 1 ml trizol 試劑,使組織粉碎均質化,

於 3700 g 、 4℃ 條 件 離 心 10 分 鐘 。 取 上 清 液 加 入 0.2 ml 氯 仿 (chloroform)萃取 RNA,劇烈震盪 15 秒後,靜置於冰上 3 分鐘,於 4℃、14700 g 離心 15 分鐘,取上清液加入 0.5 ml 異丙醇 (isopropanol) 使 RNA 沉澱,輕微上下震搖後,靜置於冰上 10 分鐘,於 4℃、14700 g 離心 10 分鐘,倒掉上清液,留下沉澱物,再加入 75%酒精後,靜置 於 -30℃冰箱 30 分鐘。於 4℃、9100 g 離心 5 分鐘,再倒掉上清液,加

入適量 DEPC 水將 RNA 溶解,於波長 260 nm 測定吸光值,計算 RNA 濃度。

(2) 合成 cDNA

cDNA 的製備主要是採用 M-MuLV Reverse transcriptase (first-strand cDNA synthesis)。使用 M-MuLV RT 套組,取 1 μg mRNA 加入 1 μl oligo (dT)18 primer,10 μl DEPC 水,再加入 4 μl 5X MMLV RT buffer、2 μl MMLV RT、2 μl 10 mM dNTP,混合後於 37 ℃ 反應60 分 鐘。

(3) 聚合酵素反應(Polymerase Chain Reaction, PCR)

利用 PCR Master Mix 套組,將特定 cDNA 量化。取去離子水 9.5 μl 、PCR Master Mix 12.5 μl、10 mM 引子(primer) 各 1μl、cDNA 1 μl,依照不同引子設定不同的溫度及時間條件。

(4)確認 DNA 結果

取 5 μl cDNA 產物,加入 1 μl 6X DNA loading dye,以 2% 洋菜 膠 (Agarose gel),事先混合 Ethidium Bromide,50V、50 分鐘為條件跑 膠 , 在 暗 箱 以 紫 外 光 照 射 , 並 拍 攝 為 數 位 檔 案 , 以 影 像 分 析 軟 體

(AlphaDigi Doc 1201)分析,每一樣品的基因表現,均會除以每一樣

品的

GAPDH 表現值作為校正,比值為目標基因/GAPDH,再以控制組

表現為基準值,分析組別間的表現差異。

分析基因為

lipopolysaccharide binding protein (LBP), cluster of

differentiation 14 (CD14), Toll-like receptor-4 (TLR4), nuclear factor κ B

(NF- κ B), NADPH oxidase, collagen ( α 1)(I), collagen ( α 1)(III) 和

transforming growth factor- β 1 (TGF- β 1),引子如表一所述。

九、 西方墨點法 (Western Blotting)

(4) 轉漬 (transfer)

將海綿、3M 濾紙在轉漬緩衝液內浸濕,PVDF 轉漬膜以甲醇潤 濕 15 秒,再浸泡於轉漬緩衝液,依序放上海棉、濾紙、膠片、PVDF 轉漬膜、濾紙、海綿組成類似三明治結構,小心去除氣泡,放入轉漬 夾,以50V,300mA,1 小時為條件,進行蛋白質轉漬步驟。

將轉漬膜浸泡於 5% 脫脂奶 (溶於 0.1% tween 20 / TBS 緩衝液) 室溫進行阻斷非特異性反應步驟 1 小時,以 0.1% tween 20 / TBS 緩衝 液清洗 5 分鐘共 3 次。取封口袋放入 2 ml 2% 脫脂奶(溶於 0.1% tween 20 / TBS 緩衝液)含一級抗體 1:2000 lipopolysaccharide binding protein (LBP) , NADPH oxidase , nuclear factor

κ

B (NF-κB) , collagen I 和 transforming growth factor- β1 (TGF-β1)。室溫進行 90 分鐘。以 0.1%

tween 20 / TBS 緩衝液清洗 5 分鐘共 3 次,取封口袋放入 2 ml 2% 脫脂 奶(溶於 0.1% tween 20 / TBS)含二級抗體 anti-goat (LBP,NADPH oxidase,collagen I 和 TGF-β1 用),anti-rabbit (NF-κB 用) 或 anti-mouse (β-actin 用) IgG 1:2000,室溫進行 90 分鐘,以 0.1% tween 20 / TBS 清 洗 5 分鐘共 3 次,以 TBS 緩衝液清洗 5 分鐘 1 次,進行壓片。將轉漬 膜浸泡於冷光試劑中 1 分鐘,以柯達底片進行感光,感光時間依照檢 體而定,之後放進顯影劑顯影約 1-3 分鐘,清水沖洗 1 分鐘,放入定影 劑 3 分鐘,清水沖洗即可。底片晾乾後,以影像分析軟體分析即可。

每個樣品的蛋白質表現,均除以樣品本身的 β-actin 值,比值為目標蛋 白質/β-actin,再以控制組表現為基準值,分析組別間的蛋白質表現差 異。

十、 統計方法

數據結果以平均值(mean)± 標準偏差(standard diviation,

SD)表示,各組與對照組間的數據以單因子變異數分析 (One-way analysis of variance,One-way ANOVA)方法分析,並進行 Dunnett 測 試 。 病 理 切 片 評 估 數 據 以 Kruksall-Wallis non-parametric test 加 上 Mann-Whitney U-test 測試。以 P 值小於 0.05 表示在統計學上具有顯 著差異。

結果

一、肝臟羥基脯胺酸、三酸甘油酯含量、脂質過氧化產物和蛋白質含 量

四氯化碳誘導大鼠肝纖維化,分別在肝臟的羥基脯胺酸 (圖 二)、三酸甘油酯(圖三) 和脂質過氧化產物含量 (圖四)與控制組相比,

分 別 增 加 87.7% 、 46.6% 、 172.0% 。 蛋 白 質 含 量 ( 圖 五) 則 是 下 降 40.5%。給予橄欖油高劑量 (10 ml/kg),與四氯化碳組相比,肝臟羥基 脯胺酸、三酸甘油酯、脂質過氧化產物含量,分別降低 24.0% 、27.1%

和 31.8%。蛋白質含量則是增加了 55.5%。

二、肝臟組織切片染色及免疫化學染色結果

四氯化碳處理的大鼠肝臟呈現大區域細胞壞死、廣泛的單核細 胞浸潤及纖維結締組織增生形成偽小葉。橄欖油高劑量組 (10 ml/kg) 明 顯改善肝臟受損的情況 (圖六之左第一列)。藉由天狼星紅染色分析肝 臟纖維結締組織擴展和膠原蛋白沉積,判斷四氯化碳引發的肝纖維化 程度 (圖六之中間列),經量化評估後,橄欖油高劑量組的纖維化程度 明顯比四氯化碳組輕微(表二)。肝纖維化時,星狀細胞活化,使α-SMA

表現大量增加,可藉由免疫化學染色結果,得知星狀細胞活化情形(圖 六之右第一列),橄欖油高劑量組的α-SMA 表現明顯低於四氯化碳組。

三 、

LBPCD14TLR4NADPH oxidase 、 NF- κ B 、 collagen ( α 1)(I)collagen ( α 1)(III) 和 TGF-β1 肝臟組織 mRNA 表現分析

肝臟

LBPCD14TLR4、NADPH oxidase、NF- κ B、collagen ( α 1)(I)collagen ( α 1)(III) 和 TGF-β1 的 RT-PCR 結果如圖七所示。

LBPCD14TLR4 和 NF- κ B 的 PCR 量化結果,顯示四氯化碳組的表

現明顯高於控制組(圖八)。LBP

CD14 TLR4NADPH oxidase 和 NF- κ B 的 mRNA 表現,四氯化碳組分別高出控制組 150%、40%、

150%、40% 和 80%。橄欖油高劑量組(10 ml/kg) 的 mRNA 表現,與四 氯化碳組相比分別降低了 70%、21.4%、32%、21.4% 和 33.3%。

collagen ( α 1)(I)collagen ( α 1)(III) 和 TGF-β1 mRNA 表現的量化

結果,如圖九所示,控制組均有較低的表現。四氯化碳組的

collagen ( α 1)(I)collagen ( α 1)(III) 和 TGF-β1 mRNA 表現,分別比控制組高出

50%、40% 和 60%,橄欖油高劑量組的 mRNA 表現,相較於四氯化碳 組分別降低約 27%、40% 和 25%。

四、肝臟組織的蛋白質表現

圖十為肝臟LBP、NADPH oxidase、NF-κB、collagen I 和 TGF-β1 的蛋白質表現結果。量化結果如圖十一所示,四氯化碳組高出控制 組的表現,依序分別是 200%、90%、140%、50% 和 50%。NADPH oxidase 和 NF-κB 的蛋白質表現,橄欖油低、高劑量組 (2、10 ml/kg)

圖十為肝臟LBP、NADPH oxidase、NF-κB、collagen I 和 TGF-β1 的蛋白質表現結果。量化結果如圖十一所示,四氯化碳組高出控制 組的表現,依序分別是 200%、90%、140%、50% 和 50%。NADPH oxidase 和 NF-κB 的蛋白質表現,橄欖油低、高劑量組 (2、10 ml/kg)