劉迎新 鄒大威 耿建國* 高彥彬 尚雅文 李嬌陽 龔慕辛 彭麒朕
(1.首都醫(yī)科大學中醫(yī)藥學院中醫(yī)臨床基礎學系,北京100069;2.中醫(yī)絡病研究北京市重點實驗室,北京100069)
糖尿病腎病(diabetic nephropathy,DN)是一種糖尿病最常見和最嚴重的慢性微血管合并癥之一,是終末期腎衰竭的主要原因,也是糖尿病患者致死致殘的重要原因之一。肝細胞生長因子(hepatocyte growth factor,HGF)可促進腎上皮細胞增生遷移、細胞外基質(zhì)的降解,減輕腎小球硬化,為保護腎組織和促進腎損害生長修復的一種多功能細胞因子[1-2],具有抑制腎臟纖維化的作用,在DN發(fā)展過程中受到了越來越多的關注。本實驗采用自發(fā)性2型糖尿病KK-Ay小鼠模型,通過觀察糖腎寧對糖尿病小鼠腎組織HGF蛋白表達的影響,探討糖腎寧防治DN的作用機制。
1)實驗動物:8周齡SPF級雄性KK-Ay小鼠60只,8周齡SPF級雄性C57BL/6J小鼠20只,均購自北京華阜康生物科技股份有限公司,實驗動物合格證號:SCXK(京)2014-0004。整個實驗過程中,KK-Ay小鼠喂以高脂飼料(購自北京華阜康生物科技股份有限公司,合格證號:SCXK(京)2009-0008),C57BL/6J喂以全價營養(yǎng)飼料(購自北京科澳協(xié)力飼料有限公司,合格證號:SCXK(京)2014-0010)。
2)藥物:糖腎寧(主要為黃芪、金櫻子、川芎、大黃等,由首都醫(yī)科大學中醫(yī)藥學院中藥制劑室制備成浸膏粉);纈沙坦膠囊(商品名:代文,規(guī)格:80 mg/粒,批號X1448,北京諾華制藥有限公司)。
3)主 要 試 劑:MouseHGF Antibody(R&D,AF2207),糖化血紅蛋白試劑盒(膠乳凝集反應法)(Prodia diagnostics,試劑貨號:LD11602,生產(chǎn)批號:070863A),肌酐測定試劑盒(苦味酸法)(中生北控生物科技股份有限公司,試劑貨號:0320,生產(chǎn)批號:143011),尿素測定試劑盒(酶偶聯(lián)速率法)(中生北控生物科技股份有限公司,試劑貨號:0280,生產(chǎn)批號:141141)。
4)儀器:電子天平(YP601N,上海精密科學儀器有限公司),血糖儀(One touch ultra,強生中國醫(yī)療器械有限公司),半自動生化儀(URIT-810,桂林優(yōu)利特醫(yī)療電子有限公司),全自動生化儀(Mindray-BS800,深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司)等。
1)模型建立及分組:選用8周齡雄性KK-Ay小鼠60只,高脂飼料喂養(yǎng)4周后,隨機測血糖≥16.7 mmol/L,且24 h尿微量白蛋白尿明顯增多視為糖尿病腎病造模成功。將造模成功的KK-Ay小鼠根據(jù)隨機血糖采用分層隨機法分為模型組(model group,M)、纈沙坦組(valsartan group,X)和糖腎寧組(traditional Chinese medicine group,T),每組各20只;同時設立8周齡雄性C57BL/6J小鼠20只為空白組(normal group,N)。纈沙坦組按照10 mg·kg-1·d-1灌胃,糖腎寧組按照20 g·kg-1·d-1灌胃,模型組及空白組予等量蒸餾水灌胃,實驗期間自由飲食,連續(xù)給藥12周。
2)標本采集:24周齡時,末次給藥后以5%水合氯醛按0.01 mL/g質(zhì)量腹腔注射麻醉小鼠,摘眼球取血,不抗凝血離心后留取血清,摘雙側(cè)腎臟,去包膜,取皮質(zhì)液氮速凍。血液標本及腎組織-80℃保存?zhèn)溆谩?/p>
3)測定糖化血紅蛋白(hemoglobinA1c,HbA1c)、血清尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)、血清肌酐(serum creatinine,SCr)的測定:HbA1c利用全自動生化儀采用膠乳凝集反應法檢測;SCr采用苦味酸法檢測;BUN采用酶偶聯(lián)速率法檢測。操作步驟參見說明書。
4)Western blotting法檢測腎組織中HGF的蛋白表達:取腎組織裂解后的上清液檢測總蛋白,每個樣品取40 μg蛋白含量的粗提液在10%SDS-PAGE膠上電泳分離,轉(zhuǎn)印至PVDF膜;5%TBS-T脫脂奶粉封閉振蕩1 h,采用HGF抗體4℃ 孵育過夜,10 min ×3次洗膜后加入辣根過氧化物酶標記的二抗37℃振蕩1 h,用大量 TBS-T漂洗液10 min×3次;洗膜后用ECL試劑暗室內(nèi)膠片曝光。
采用SPSS17.0軟件進行統(tǒng)計學分析,計量數(shù)據(jù)統(tǒng)計描述依據(jù)正態(tài)性檢驗結(jié)果采用均數(shù)±標準差(±s)表示,多組之間比較采用單因素方差分析,多組間兩兩比較如果方差齊采用Dunnet t檢驗,方差不齊采用Tamhane's T2非參數(shù)檢驗。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
24周齡小鼠HbA1c各組間有差別,方差不齊(F=52.362,P=0.000)。與空白組相比,模型組HbA1c顯著升高(P<0.05);與模型組相比,纈沙坦和糖腎寧組無明顯變化(P>0.05),詳見表1。
表1 各組小鼠HbA1c的比較Tab.1 Comparison of HbA1c among four groups of mice(±s)
表1 各組小鼠HbA1c的比較Tab.1 Comparison of HbA1c among four groups of mice(±s)
*P<0.05 vs group N;N:normal group;M:model group;X:valsartan group;T:traditional Chinese medicine group;HbA1c:hemoglobin A1c.
Group Number of cases HbA1c/%16 5.29±0.53 M 15 12.97±2.77*N X 15 12.25±2.12 15 12.04±1.81 T
24周齡小鼠BUN及SCr各組間有差別,方差齊(BUN:F=8.841,P=0.000;SCr:F=32.729,P=0.000)。與空白組相比,模型組SCr、BUN明顯升高(P<0.05);與模型組相比,纈沙坦、糖腎寧組小鼠SCr、BUN均有不同程度的降低(P<0.05),各干預組組間比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),詳見表2。
表2 各組小鼠BUN、SCr的比較Tab.2 Comparison of BUN and SCr among four groups of mice (±s)
表2 各組小鼠BUN、SCr的比較Tab.2 Comparison of BUN and SCr among four groups of mice (±s)
*P <0.05 vs group N,#P <0.05 vs group M;N:normal group;M:model group;X:valsartan group;T:traditional Chinese medicine group;.BUN:blood urea nitrogen;Scr:serum creatinine.
Group Number of case BUN/(mmol·L-1) SCr/(μmol·L-1)N 12 9.32±2.54 18.70±1.66 M 12 13.42±1.95* 27.28±2.31*X 12 10.95±1.69# 23.69±2.03#T 12 10.68±1.65# 24.14±2.50#
Western blotting法檢測結(jié)果表明:與空白組比較,模型組、纈沙坦組、糖腎寧組小鼠HGF相對蛋白表達量顯著減少(P<0.05);與模型組比較,糖腎寧及纈沙坦組相對蛋白表達量顯著增多(P<0.05),糖腎寧組及纈沙組間差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),詳見圖1。
圖1 各組小鼠腎組織HGF蛋白表達比較Fig.1 Hepatocyte growth factor(HGF)expression of each group
現(xiàn)代醫(yī)學認為DN的病理改變主要是以腎小球基底膜增厚、系膜基質(zhì)增生為特征的腎小球硬化和腎間質(zhì)纖維化[3]。HGF是腎組織營養(yǎng)因子,可刺激基質(zhì)的降解,減少腎小球硬化和腎間質(zhì)纖維化,改善腎功能??捎沙扇四I臟腎小球系膜細胞、內(nèi)皮細胞和腎小管間質(zhì)細胞表達[4]。HGF通過失活糖原合成酶激酶3β(glycogen synthase kinase-3β,GSK-3β)抑制炎性反應因子核因子 κB(nuclear factor kappa B,NF-κB)、信號傳導蛋白和轉(zhuǎn)錄激活物(signal transducers and activators of transcription 3,STAT3)、單核趨化因子-1(monocyte chemotactic factor-1,MCP-1)、細胞間黏附因子-1(intercellular adhersion molecule,ICAM-1)等的激活,緩解腎臟炎性反應[5]。還可抑制致轉(zhuǎn)化生長因子 β1(trans-forming growth factor beta1,TGF-β1)的作用,抑制DN腎間質(zhì)纖維化,保護腎結(jié)構和維護腎功能[6]。張麗芬等[7]發(fā)現(xiàn) DN 大鼠經(jīng)治療后腎組織中HGF蛋白表達明顯增多,而TGF-β1蛋白表達減少,證實可通過促進HGF表達而抑制TGF-β1表達,從而起到保護腎臟和促進腎組織恢復的作用。體內(nèi)外實驗發(fā)現(xiàn),外源性HGF可激活基質(zhì)降解途徑,發(fā)揮抗纖維化作用,并促進腎小球腎炎動物毛細血管內(nèi)皮細胞再生而加速受損組織修復[8]。由此可見HGF是重要的抗纖維化因子及保護性因子,可延緩DN的發(fā)生與發(fā)展,HGF表達增高對DN腎小球硬化有減緩作用。
中醫(yī)認為DN多因消渴日久不愈,遷延及腎,絡脈瘀阻,腎體受損而成。高彥彬等[9]認為絡病是廣泛存在于糖尿病慢性并發(fā)癥中的病理狀態(tài),也是糖尿病慢性并發(fā)癥共同的病理基礎。因此將絡病理論引入中醫(yī)藥防治DN的研究,認為DN的基本病機是腎氣不固、腎絡瘀滯[10],并創(chuàng)制中藥復方制劑糖腎寧。糖腎寧由黃芪、金櫻子、大黃、川芎等藥物組成。方中黃芪味甘,性微溫,益氣扶正;金櫻子味酸澀,性平,固精縮尿;大黃味苦,性寒,逐瘀清熱降濁,《神農(nóng)本草經(jīng)》曰:“大黃,……主下瘀血;……破癥瘕、積聚;留飲宿食,蕩滌腸胃,推陳致新,通利水谷,調(diào)中化食,安和五臟”;川芎味辛,性溫,活血化瘀通絡。全方共奏益氣固腎、化瘀通絡之功。臨床采用糖腎寧治療DN也獲得了較好的療效[11-14]。
本實驗研究證實,糖腎寧可明顯降低KK-ay小鼠BUN、SCr,促進腎組織中HGF蛋白的表達,保護腎臟功能,抑制纖維化的進展。推測糖腎寧防治DN的作用可能與促進HGF蛋白的過度表達有關,其詳細機制還有待進一步深入研究。
[1] 劉金蘋.糖尿病小鼠肝臟中 STAT1、PPAR-γ和 HGF的表達及丹參素的干預作用[D].濟南:山東大學,2012.
[2] Osman N I,Chapple C R,Abrams P,et al.Detrusor underactivity and the underactive bladder:a new clinical enti-ty?A review of current terminology,definitions,epidemiology,aetiology,and diagnosis[J].Eur Urol,2014,65(2):389-398.
[3] 鄒大威,高彥彬,王金羊,等.通心絡對自發(fā)性2型糖尿病KK-Ay小鼠腎功能及腎組織MMP-9、TIMP-1表達的影響[J].世界中醫(yī)藥,2013,8(7):782-786.
[4] Cruzado J M,Lloberas N,Torras J,et al.Regression of advanced diabetic nephropathy by hepatocyte growth factor gene therapy in rats[J].Diabetes,2004,53(4):1119-1127.
[5] 李興,張木勛.HGF對糖尿病腎病TGF-β1mRNA表達的影響[J].山西醫(yī)科大學學報,2006,37(7):703-706.
[6] 薛痕,樊均明,陳亮,等.肝細胞生長因子負性調(diào)控細胞轉(zhuǎn)分化在腎間質(zhì)纖維化中的作用[J].中華腎臟病雜志,2005,21(8):458-463.
[7] 張麗芬,呂仁和,黃文政,等.黃芪衛(wèi)矛合劑調(diào)節(jié)糖尿病腎病大鼠HGF和TGF-β1平衡研究[J].陜西中醫(yī)學院學報,2014,37(4):79-81.
[8] van Koeveringe G A,Rademakers K L,Birder L A,et al.Detrusor underactivity:pathophysiological considerations,models and proposals for future research.ICI-RS 2013[J].Neurourol Urodyn,2014,33(5):591-596.
[9] 高彥彬,趙慧玲.從絡病學說論治糖尿病慢性并發(fā)癥[J]. 世界中醫(yī)藥,2007,2(6):357-359.
[10]趙迪.高彥彬教授治療糖尿病腎病學術思想和經(jīng)驗[J].中醫(yī)研究,2007,20(1):42-44.
[11]高彥彬,趙慧玲,關崧,等.糖腎寧治療氣陰兩虛、絡脈瘀滯型早期糖尿病腎病臨床研究[J].中華中醫(yī)藥雜志,2006,21(7):409-411.
[12]高彥彬,呂仁和,王秀琴,等.糖腎寧治療糖尿病腎病的臨床研究[J].中醫(yī)雜志,1997,38(2):96-99.
[13]王芊,華川.腎損傷標志物在糖尿病腎病早期診斷中的應用[J]. 解放軍醫(yī)藥雜志,2012,24(2):56-58.
[14]郭立超,華川.聯(lián)合檢測腎損傷標志物在糖尿病腎病早期診斷中的應用[J].中國煤炭工業(yè)醫(yī)學雜志,2013,16(9):1569-1571.