人參莖葉總皂苷對低蛋白誘導的宮內生長受限大鼠的保護作用

劉旭，單偉

(1.錦州醫科大學附屬第一醫院重癥醫學科一病區；2.錦州醫科大學基礎醫學院解剖學教研室，遼寧 錦州 121000)

宮內生長受限(intrauterine growth restriction，IUGR)是以新生兒出生體重低的方式表現出來[1]。據估計，其發病率約占妊娠的3%，并與圍產期死亡率和嚴重發病率相關，并對成人生活中的神經發育和心血管健康產生不良影響。目前幾乎沒有預防或治療IUGR的方法或藥物。因此，減輕IUGR的發病率和影響在人類和獸醫醫學中都是迫切需要的。

IUGR不僅與營養不良有關，還與氧化應激有關，氧化應激會引發低度炎癥。此外，IUGR胎兒的抗氧化防御系統被削弱，使氧化應激加重。人參具有抗腫瘤、抗輻射、抑制中樞疲勞、改善微循環等作用。此外，動物實驗研究表明，人參莖葉總皂苷對小鼠腎損傷具有保護作用，其機制可能與改善氧化應激、減少炎癥反應及抗細胞凋亡有關[2]。這些研究也許會為進一步研究人參莖葉總皂苷對治療IUGR提供一些研究思路。所以，本研究的目的在于明確人參莖葉總皂苷是否對妊娠期低蛋白飲食誘導的IUGR具有保護作用。

1 材料與方法

1.1 實驗動物

SD大鼠，雄性和雌性只數按1∶2比例，體重200～230 g，由錦州醫科大學提供[SCXK(遼)2017-0002]。

1.2 實驗所用試劑及器材

人參莖葉總皂苷(純度82 %，新賓藥廠，批號20180312)，LC3和Beclin1抗體(上海生工生物有限公司)。IGF-1(Insulin-like growth factor 1)，GH(Growth hormone)，GHRH(Growth hormone releasing hormone)，SST(Somatostatin)，GSH(Reduced-glutathione)、INS(insulin)，T3(triiodothyronine)，T4(thyroxine)；SOD(Superoxide dismutase)、MDA(Malondialdehyde)等試劑盒均購于南京建成生物有限公司。

石蠟切片機(德國萊卡LEICA-RM2135)、流式細胞儀(美國BD公司FACS Calibur)酶標儀(中國DNM-9602G)、熒光化學發光凝膠成像系統(以色列MF-ChemiBIS3.2)、光學顯微鏡(OLYMPUS，bx60日本)等。

1.3 實驗方法

1.3.1 模型制備及動物給藥

動物分別在24 ℃和12 h的光照/暗循環下飼養3 d。雄性和雌性老鼠按1∶2的比例被放在籠子里。IUGR大鼠制備方法參照文獻[3]。具體方法如下：妊娠大鼠立即分為以下3組(n=8)。以空白組為對照組，飼喂20%(w/w)蛋白飼料。模型組與人參莖葉總皂苷組妊娠第11～21天給予8%(w/w) 低蛋白日糧誘導IUGR。人參莖葉總皂苷在妊娠第11～21天灌胃給藥，劑量為50 mg/kg。在出生后第1天，記錄胎鼠體重、器官重量、每胎仔數、死亡率和畸形。取胎鼠血清樣品，3000×g，離心15 min。

1.3.2 血清生化指標檢測

胎鼠血清生化指標(SST、GHRH、GH、INS、IGF-1、T3、T4)水平采用雙配體酶聯免疫吸附試驗(ELISA)，按照說明書測定。生化試劑盒檢測SOD、GSH、MDA。

1.3.3 光鏡分析

肝臟在4%多聚甲醛固定48 h。70%～95%乙醇1 h，100%乙醇為0.5 h 2次常規脫水，二甲苯透明，透明時間不固定，與組織塊大小有關；浸蠟2次，最后進行包埋。石蠟切片機進行切片，厚度為5 μm。HE染色，組織形態學觀察。切片用光學顯微鏡進行檢查。

1.3.4 流式細胞儀器檢測LC3和Beclin1蛋白的表達

取出肝臟，剪成0.5 cm小塊，放進EP管，再將其剪碎，制備組織勻漿，過濾，離心取上清。加入LC3和Beclin1一抗，室溫孵育30 min。PBS洗滌2次，加入帶有Cy3標記的熒光二抗，孵育30 min。PBS洗滌2次。流式細胞儀激光管提前預熱25 min，將儀器用熒光微球進行調整?？瞻讟硕閷φ展?，然后分析讀取數據，記錄標本LC3和Beclin1蛋白的表達。

1.4 統計學方法

2 結 果

2.1 新生仔鼠數量的變化

與空白組比較，模型組新生仔鼠數量減少，差異顯著(P<0.05)；與模型組比較，人參莖葉總皂苷組新生仔鼠數量明顯增加，見表1。

表1 各組新生仔鼠數量測定結果

2.2 新生仔鼠的體重、臟器指數比較

表2可以看出，與空白組比較，模型組仔鼠平均體重明顯減少，差異顯著(P<0.05)，肝臟指數比、小腸指數比明顯增加(P<0.01)；與模型組比較，人參莖葉總皂苷組仔鼠的平均體重體現出明顯增加，有顯著差異(P<0.01)，小腸指數比、肝臟指數比明顯減少(P<0.01)。

2.3 血清中生長發育相關因子檢測結果

與空白組比較，模型組新生仔鼠血清中GHRH、GH明顯增加，IGF-1、SST、INS、T3 和T4明顯減少，差異顯著(P<0.001)；與模型組相比，人參莖葉總皂苷組GHRH，GH明顯減少，SST、INS、IGF-1、T3和T4明顯增加(P<0.01)，差異顯著(P<0.01)，見表3。

2.4 血清中抗氧化指標比較

與空白組比較，模型組新生仔鼠血清中SOD與 GSH明顯減少，MDA明顯增加，差異顯著(P<0.01)；與模型組比較，人參莖葉總皂苷組SOD與 GSH明顯增加，MDA明顯減少，差異顯著(P<0.01)，見表4。

表2 各組新生仔鼠體重、臟器指數、IUGR發生率比較

表3 新生仔鼠血清中GHRH，SST，GH，INS，IGF-1，T3 和 T4檢測指標

表4 新生仔鼠血清中SOD，GSH，MDA的比較

2.5 肝臟形態學檢測結果

空白組新生仔鼠肝臟肝索排列不規則。肝索與肝索之間可以看見肝血竇，在肝血竇里有血細胞存在?？梢姸噙呅位驁A形的肝細胞，肝細胞與肝細胞之間界限不清晰。肝細胞大多數是一個核，細胞核圓，位于細胞的中央，肝細胞胞質豐富。此外，還可以看見與不同發育階段肝細胞混合的髓樣造血干細胞。造血干細胞成群存在，細胞核呈小球形、圓形、著色較深。模型組，造血干細胞和血細胞較空白組減少；與模型組比較，人參莖葉總皂苷組造血干細胞和血細胞增加，見圖1。

2.6 肝臟LC3和Beclin1蛋白的影響

與空白組比較，模型組新生仔鼠肝組織中LC3和Beclin1表達明顯增加，差異顯著(P<0.05)；與模型組比較，人參莖葉總皂苷組LC3和Beclin1明顯減少，差異顯著(P<0.05)，見圖2。

↓：髓樣造血干細胞

圖2 肝組織LC3和Beclin1蛋白的表達

3 討 論

基礎特征(新生仔鼠數量、死胎率和畸形率、新生仔鼠體重、臟器指數和IUGR發生率)、胎鼠血清生化指標、形態學指標表明，我們成功建立了IUGR的大鼠實驗動物模型。對于治療，人參莖葉總皂苷可以改善以上指標。提示人參莖葉總皂苷可能對IUGR大鼠有治療作用。

IUGR能夠改變下丘腦-垂體-腎上腺功能。生長激素(GH)是腦垂體前葉分泌的191種長鏈氨基酸激素，在促進長骨生長、調節糖脂代謝、肝功能代謝和能量平衡等方面發揮重要作用。生長激素釋放激素(GHRH)和生長抑素(SST)均由下丘腦分泌。我們的實驗顯示，人參莖葉總皂苷降低了血清中GHRH和GH的水平，上升血清中SST水平。因此，我們認為在IUGR中，人參莖葉總皂苷的作用與GHRH/SST/GH有關。

生長激素的作用可以通過胰島素樣生長因子1(IGF-I)間接介導，IGF-I在肝臟和其他組織中產生。胎齡小的新生兒IGF-1、胰島素(INS)水平明顯低于胎齡適宜的新生兒[4]。與我們的實驗結果一致。我們的實驗結果顯示，與模型組相比，人參莖葉總皂苷組血清中IGF-1和INS水平升高。結果表明，人參莖葉總皂苷影響IGF-1/INS通路介導的IUGR大鼠。

有研究表明，影響胎兒發育至關重要的因素是脂質信號和能量的來源，而子宮內脂質含量的改變主要是原因是甲狀腺功能的減退[5]。胎兒組織的終末分化及一般組織的增生，會受到甲狀腺激素的調節，為胎兒的體外發育做準備。IUGR嬰兒出生時血漿T3、T4減少[6]。我們的結果顯示，在IUGR中，T3和T4在出生時減少，人參莖葉總皂苷顯著增加了T4、T3的比例，提示人參莖葉總皂苷促進了T4 、T3的產生。研究表明，人參原粉及人參水提物對正常成年大鼠的糖脂代謝及下丘腦-垂體-甲狀腺軸無明顯影響[7]。正常成年人參食用促甲狀腺激素、T3、T4、睪酮和促腎上腺皮質激素水平均下降[8]。這些研究主要集中在正常成年動物或成人，但是還沒有關于胎兒的報道。本研究未對母體激素進行檢測，有待進一步研究。

適當的自噬被更廣泛地認為是對抗各種環境因素的基本細胞生存機制，而過度激活的自噬是加速細胞死亡的級聯反應。增強的自噬可能是IUGR胎兒重要的機制[9]。LC3對自噬活性至關重要[10]。此外，自噬體形成所需的關鍵信號元件Beclin1和作為降解泛素化底物的選擇性自噬受體的p62也被用作自噬的標記物[11]。人參皂苷在不同的實驗模型中對自噬有不同的影響。人參皂苷 Rg1抑制海馬神經元異常自噬活動有關[12]。人參皂苷Rb1可以抑制阿霉素誘導的自噬相關結構增加等[13]。也有報道認為，人參皂苷Rg1處理組LC及Beclin 1蛋白表達水平顯著上調[14]。我們的數據表明，人參莖葉總皂苷顯著降低了自噬水平。其對自噬的影響與前人研究一致。這可能與IUGR中IGF-1信號的激活有關。這些推測將在今后加以研究。脂質過氧化作用于胎兒生長受限孕婦孕期明顯增強[15]。超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶(SOD)為抗氧化酶的重要組成部分，丙二醛(MDA)為脂質過氧化產物之一。GSH 是體內主要的抗氧化劑。我們的數據表明，人參莖葉總皂苷顯著拮抗了IUGR的氧化作用。

綜上所述，本研究表明，人參莖葉總皂苷可能在IUGR大鼠中發揮有效作用。這些作用可能與增加甲狀腺激素、GHRH/SST/GH、激活IGF-1/INS信號通路、抗氧化、減少自噬有關。