氧化苦参碱干预砷致肝纤维化的细胞内质网应激机制研究

The present study shows ascites due to cirrhosis and liver cancer is the leading cause of death in patients with endemic arsenism. Oxymatrine has various pharmacological effects. The study shows it has a certain effect on liver fibrosis coursed by chronic viral hepatitis, but its pharmacological mechanism remains to be studied. Clinical and basic researches based on oxymatrine against arsenic induced liver fibrosis has not been reported. Therefore, this project imitate to observe whether oral oxymatrine can improve liver fibrosis by make rat hepatic fibrosis model induced by NaAsO2 and to systematically research on the pharmacological mechanism of oxymatrine from the oxidative and endoplasmic reticulum stress direction.This research also studied the relevant changes on hepatocytes and HSCs in endoplasmic reticulum stress, focus on apoptosis molecular mechanisms induced by ERS related Ca2+signal protein /calpain/caspase-12. To further clarify the mechanism of arsenic induced liver fibrosis as well as the pharmacological mechanism of oxymatrine improving liver fibrosis.

现有的研究显示肝硬化腹水和肝癌是导致燃煤型砷中毒患者死亡的主要原因，氧化苦参碱具有多种药理作用，研究表明对于慢性病毒性肝炎、肝纤维化有一定改善作用，但其药理机制尚待深入研究。关于氧化苦参碱防治砷致肝纤维化的相关基础和临床研究目前尚未见报道。为此，本课题采用亚砷酸钠复制大鼠砷中毒致慢性肝损伤/肝纤维化模型，观察口服氧化苦参碱对砷中毒大鼠慢性肝损伤/肝纤维化是否具有改善作用，并从氧化应激和细胞内质网应激的角度较为系统地研究氧化苦参碱干预肝损伤和肝纤维化可能的药理机制。在研究中特别从内质网应激应激的角度深入探讨了砷中毒致肝细胞和肝星状细胞的相关变化及氧化苦参碱作用，重点在HSC观察Ca2+ /calpain/caspase-12相关信号蛋白在砷致内质网应激诱导细胞凋亡过程中的分子机制，为进一步阐明砷致肝纤维化的发生机制和氧化苦参碱改善肝纤维化可能的药理机制，以及为氧化苦参碱抗砷中毒致肝纤维化的临床用药提供理论依据。

肝硬化是慢性砷中毒最主要的死亡原因，其发生机制目前尚不清楚，亦无针对性防治。本课题按照研究计划要求以NaAsO2染毒复制大鼠肝纤维化模型，在此基础上给予高、低剂量（50mg/Kg/d、25mg/Kg/d）氧化苦参碱（OM）灌胃干预8周，观察OM对砷致肝纤维化有无保护作用。我们发现：染砷20周大鼠出现明显体重降低、尿砷、血砷、肝砷水平增高、肝功能损伤及早期肝纤维化形态学等改变；OM干预对砷致早期肝纤维化具有一定改善作用，尤以高剂量OM效果最为明显。同时我们还发现高剂量OM干预8周可以明显降低染砷组大鼠肝脏GRP78、CHOP及pPERKE蛋白高表达，提示这一改善作用可能与减轻肝脏内质网应激通路的激活有关。以高通量方法对三组大鼠肝脏的蛋白组学研究发现OM干预致砷中毒大鼠肝脏与氧化应激、药物反应、凋亡负性调节、细胞增殖信号有关的228个蛋白表达发生明显变化，提示氧化应激改变是砷致肝纤维化的一个重要机制，可能也是OM干预改善肝纤维化的机制之一。进一步在体外分别观察了染砷对人肝细胞和肝星状细胞的影响以及OM干预后的变化，我们发现，（1）砷可诱导L02细胞发生内质网应激并出现肝细胞损伤，OM至少部分通过抑制细胞内质网应激和减少细胞凋亡而发挥其对染砷人肝细胞的保护作用；（2）染砷可明显激活人肝星状细胞LX2，增加其TGF-β1、COL-IV的合成，OM干预可以明显减少LX2合成TGF-β1、COL-IV，降低氧化应激、GRP78蛋白表达，减少砷所致细胞自噬增加，但未能够发现其通过内质网应激通路CHOP诱导LX2凋亡。因此，我们认为高剂量（50mg/Kg/日）OM干预可以改善染砷大鼠早期肝纤维化，其机制主要与降低体砷含量、减少砷致肝细胞内质网应激，减轻肝细胞损伤有关，同时OM干预可以降低HSC细胞内质网应激和减少细胞自噬性活化可能也是其改善肝纤维化的机制之一。我们的研究为氧化苦参碱在砷致肝纤维化的防治应用提供理论依据。