调血脂药物体外筛选模型的建立及应用

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目的:利用肝癌细胞HepG2建立细胞内脂质堆积模型,筛选中药中的活性成分,得到具有调脂作用的活性化合物,从吸收及代谢通路上的基因表达变化探讨其作用机制,进行体内药效研究。方法:加入外源性的油酸(OA)与棕榈酸(PA)与HepG2细胞共同培养,造成细胞内脂质堆积;MTT法检测不同浓度脂质对细胞活性的影响,选择合适的脂质堆积模型作为筛选工具。选择造模浓度后,在造模同时加入不同的中药活性成分共同培养,利用尼罗红对细胞内脂质进行染色,借助用流式细胞仪技术检测细胞内荧光强度,来判断细胞内脂质含量的变化。利用模型筛选出具有调节脂质代谢的活性化合物;在此基础上,利用荧光实时定量RT-PCR技术考察吸收通路上的脂肪酸结合蛋白L-FABP的基因表达变化,以及在代谢通路上PPAR-α基因的表达变化,借此初步探讨药物的作用机制;利用高血脂大鼠模型对筛选出的药物进行体内药效评价。结果:细胞培养同时加入总浓度分别为1mM、2mM、3mM的油酸(OA)与棕榈酸(PA),经MTT法检测后发现随着脂质浓度的增加,造成的细胞毒性也随之而增加,1mM组细胞活性基本无显著影响,故选择为体外脂质堆积造模浓度。经尼罗红染色后流式检测,与空白组相比较各个模型组细胞内脂质含量都得到了显著的提高,1mM组中细胞内脂质含量是空白组的2.69倍,而2mM组脂质含量能够达到空白组的3.22倍,3 mM组的达到了空白的3.69倍(P<0.01),说明外源性FFAs的浓度与细胞内脂质含量呈正相关;随着造模时间从6h、12h、18h至24h的延长,细胞内脂质含量成正比增加,从空白组的1.5倍、1.9倍、2.1倍直至2.5倍。利用1mM脂质堆积模型进行天然活性化合物的筛选,得到部分在体外对细胞内脂质堆积具有调节作用的化合物,如甘草次酸、绞股蓝皂苷、连翘苷、槲皮苷、水飞蓟素等,能分别降低1mM模型组细胞内的脂质含量达27.85%、20.13%、19.32%、13.58%、1.18%。已知过氧化物酶体增生物激活受体PPAR-α作为与脂质氧化相关的转录因子,能够上调过氧化物酶体及与线粒体内β氧化相关的基因表达;L-FABP主要表达于肝脏组织和小肠,介导脂肪酸及多种疏水基团转运,涉及多种疾病的发病机制,故以这两个基因为考察指标,对化合物的作用机制进行讨论。选用苯扎贝特作为阳性药,对脂质堆积细胞作用24h后,苯扎贝特组的PPAR-α的表达与模型组相比提高了约3.5倍,甘草次酸组表现出了约2.4倍的提高,水飞蓟素组约为2倍,三个给药组均发挥上调作用;对L-FABP的考察结果表明,苯扎贝特组与模型组相比基因表达量提高了1.5倍左右,在各个给药组中最高,其次是甘草次酸组,其相对表达量接近1倍,而水飞蓟素组的相对表达量接近0.5倍,表现出一定的抑制作用。经过结构修饰的化合物NDHO1,低剂量组的PPAR-α的基因mRNA表达增至2.5倍,而高剂量组约为1倍;HMG-CoA还原酶的mRNA表达都得到了抑制,相对表达情况均小于1倍,高剂量组的抑制作用强于低剂量组;FABP蛋白的表达在2个剂量组中均未表现显著变化。通过建立高脂动物模型对NDH01化合物进行体内药效考察,发现NDH01化合物高中低三个剂量组中,低剂量组(5mg/kg)与中剂量组(15mg/kg)组降低了血清中的TC、LDL-C,与模型组相比具有极显著差异(P<0.01);高剂量组(45mg/kg)在TC水平上与其余2个剂量组同样发挥了良好的降低作用(P<0.01),对LDL-C水平均无显著影响。结论:利用外源性游离脂肪酸与HepG2细胞共同培养,造成细胞内脂质堆积模型,利用尼罗红染色及流式细胞技术检测含量,经过时效关系与量效关系的考察,能够稳定重复出此模型,证明细胞内脂质堆积模型成功建立。利用此模型进行化合物的筛选,得到一系列对细胞内脂质堆积发挥调节作用化合物,包括天然化合物及经过结构修饰的化合物。从荧光实时定量RT-PCR的结果发现,这些药物在脂质氧化通路上发挥了一定的作用,降低了细胞内的脂质含量,减少了甘油三酯合成的前体化合物,从减少TG的合成发挥调血脂作用。利用高脂动物体内试验验证得出NDH01化合物在体内对于血脂发挥一定的调节作用,具有极高的开发利用价值。
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