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背景: 中医学认为“脾”是“气血生化之源,后天之本”,主要功能是运化水谷精微和水液,以保证机体得到充足的能量供应,维持体内水液正常代谢。长期饮食肥高厚味(高热量食物)能够导致脾运化功能失代偿,机体能量代谢异常,以及异常代谢物质堆积在体内不能及时代谢排出体外,引起中医证候痰湿。线粒体是细胞内呼吸和能量产生的主要场所,通过氧化磷酸化过程产能为细胞代谢活动提供能量,维持生命活动的正常进行。线粒体氧化磷酸化产能过程与中医“脾”运化功能有许多共同之处,1987年刘友章教授首次提出“中医脾-线粒体”相关理论,指出脾主运化不仅指是食物在消化道吸收,更重要的是指在线粒体内的氧化磷酸化过程。研究发现脾虚证患者线粒体结构和功能存在异常,证实中医脾和线粒体存在联系。 目的: 1.根据脾虚痰湿证临床病症制定的脾虚痰湿证大鼠模型评价标准,确定脾虚痰湿证模型复制的方法。 2.分析脾虚痰湿证大鼠肝脏病理变化,为脾虚痰湿证提供病理诊断依据。 3.揭示脾虚痰湿疾病状态下线粒体功能变化,从现代分子生物学角度探讨脾运化失常与线粒体的关系。 4.筛查线粒体蛋白质组,初步了解脾虚痰湿证大鼠肝脏线粒体蛋白质变化,从整体角度阐述线粒体蛋白质异常与线粒体功能变化的关系,从而揭示脾虚痰湿证发生的分子生物学机理。 方法: 1.高脂饲料喂养SPF级SD雄性成年大鼠,监测大鼠脾虚痰湿证相关症状表现。运用代谢笼检测24h饮食量,旷场试验评价精神状态,抓力计检测肌张力,同时观察检测大鼠皮毛、体重和血脂,根据类人症状模型标准确定大鼠是否出现脾虚痰湿证。 2.记录大鼠肝脏外观和重量,组织病理切片HE染色观察肝细胞形态变化,结合生化血脂指标分析脾虚痰湿证与脂肪肝的联系。 3.差速离心法粗提肝脏组织线粒体,用于线粒体功能检测;Percoll分离液纯化线粒体,Western blotting检测线粒体提取效果,用于线粒体蛋白质组学研究。 4.Real-time PCR测定线粒体DNA(mtDNA)相对拷贝数。 5.运用试剂盒检测脾虚痰湿证大鼠肝脏线粒体膜电位和ATP含量变化。 6.分光光度法检测线粒体呼吸链复合体Ⅰ-Ⅳ活性,ATP合酶试剂盒检测线粒体ATP合酶活性,评价脾虚痰湿证大鼠肝脏线粒体氧化磷酸化功能变化。 7.同重同位素相对与绝对定量(iTRAQ)技术、Mascot软件和UniprotRat数据库对线粒体蛋白质进行鉴别定量对比分析,查找脾虚痰湿证脾运化失常与线粒体异常的相关性蛋白质,运用GO数据库进行功能分析。 8.Western blotting检测线粒体蛋白质ATP5A、TFAM、Ndufa5和CYTB表达量,验证iTRAQ鉴定蛋白质组的结果。 结果: 1.高脂饲料喂养SPF级SD雄性大鼠16周后,出现体质肥胖、食欲下降、精神疲乏活动减少、皮毛颜色枯黄无光泽等脾虚痰湿证症状。 2.高脂饲养16周后,脾虚痰湿证大鼠血清总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇含量增加,肝脏外观肥大油腻,病理显示肝细胞内含有大量大小不等的脂肪空泡和肝细胞玻璃样变伴炎症细胞浸润,可见纤维化。 3.运用差速离心法加percoll分离液纯化得到的线粒体基本不含胞浆蛋白,适用于线粒体蛋白质组研究。 4.与正常组对比,脾虚痰湿证大鼠肝脏线粒体DNA拷贝数减少,膜电位下降,ATP含量减少,呼吸链复合体Ⅰ和Ⅲ活性下降,复合体Ⅱ、Ⅳ和ATP合酶无明显变化,线粒体数量无变化。 5.对纯化的线粒体蛋白质组鉴定对比分析得到61个脾虚痰湿证大鼠差异表达蛋白质,显著上调30个,显著下调31个,主要涉及线粒体氧化磷酸化和脂质代谢、脂肪酸氧化和乙酰辅酶A代谢过程,并且与氧化磷酸化过程相关的11个蛋白质表达量均下调。 结论: 1.长期高脂饮食能够导致大鼠脾运化失常出现脾虚痰湿证,并且为非酒精性脂肪肝型脾虚痰湿证。 2.脾虚痰湿证大鼠线粒体功能损伤,证明脾运化失常与线粒体功能异常密切相关。 3.线粒体氧化磷酸化相关蛋白表达量下调与线粒体功能损伤导致脾虚痰湿证的发生相关,为中医脾与线粒体相关性理论提供了确切的生物学依据。