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      祛痰通絡(luò)湯對(duì)糖尿病腎病大鼠腎組織內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的影響*

      2016-10-18 06:28:56王麗華劉麗秋楊鵬鵬王福榮于俊生鄭燕李平海李淑秀
      中國中醫(yī)急癥 2016年9期
      關(guān)鍵詞:內(nèi)質(zhì)網(wǎng)通絡(luò)尿蛋白

      王麗華劉麗秋楊鵬鵬王福榮于俊生鄭 燕李平海李淑秀

      (1.青島大學(xué)附屬海慈醫(yī)院,山東 青島266003;2.青島大學(xué)附屬醫(yī)院,山東 青島266000;3.中國人民解放軍91286部隊(duì)門診部,山東 青島266000)

      祛痰通絡(luò)湯對(duì)糖尿病腎病大鼠腎組織內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的影響*

      王麗華1劉麗秋2△楊鵬鵬2王福榮1于俊生1鄭燕1李平海3李淑秀1

      (1.青島大學(xué)附屬海慈醫(yī)院,山東青島266003;2.青島大學(xué)附屬醫(yī)院,山東青島266000;3.中國人民解放軍91286部隊(duì)門診部,山東青島266000)

      目的觀察祛痰通絡(luò)湯對(duì)糖尿病腎病大鼠腎組織中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)蛋白GRP78,Caspase12的影響。方法高糖高脂飼料聯(lián)合腹腔注射STZ制備糖尿病腎病模型,隨機(jī)分為正常對(duì)照組、模型組、祛痰通絡(luò)湯組、四苯基丁酸組,干預(yù)8周。觀察各組24 h尿蛋白定量、肌酐、腎臟病理學(xué)變化;免疫組化和Western blot檢測(cè)腎組織內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)蛋白GRP78,Caspase-12的表達(dá)。結(jié)果經(jīng)過祛痰通絡(luò)湯治療后,大鼠體質(zhì)量上升,24 h尿蛋白定量、糖化血紅蛋白、肌酐下降;病理改變減輕;模型組腎組織的GRP78、Caspase12表達(dá)明顯升高;祛痰通絡(luò)湯組GRP78、Caspase-12表達(dá)明顯降低(均P<0.05)。結(jié)論糖尿病腎病大鼠腎臟中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)明顯增強(qiáng),祛痰通絡(luò)湯降低內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激,可能是其腎臟保護(hù)作用的重要機(jī)制。

      糖尿病腎病祛痰通絡(luò)湯內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激

      【Abstract】Objective:To investigate the effects of Qutan Tongluo Decoction on the expression of endoplasmic reticulum stress-related molecules GRP78 and Caspase12 in renal of diabetic nephropathy rats.M ethods:The diabetic nephropathy ratmodelwas induced by feeding high-glucose high-fat diet in combination with intraperitoneal injection of STZ.Wistar rats were random ly divided into 4 groups:the normal control group,the model group,Qutan Tongluo Decoction group,and 4-phenyl butyric acid treatment(PBA group).At the end of 8 weeks,24-hour urinary protein excretion,serum creatinine(Scr)and renal pathological changeswere determined;the expression of glucose-regulated protein 78(GRP78)and Caspase-12 were examined by immunohistochemistry and western blotting respectively.Results:Qutan Tongluo Decoction treatment raised bodymass of rats,reduced 24-hour urinary protein excretion,glycosylated hemoglobin,and serum creatinine,and relieved pathological changes. The expressions of GRP78 and Caspase12 proteins in themodel group was significantly higher;The expressions of GRP78 and Caspase12 proteins in Qutan Tongluo Decoction group dropped significantly(P<0.05).Conclusion:Endoplasmic reticulum stress is abundantly expressed in the kidneys of diabetic nephropathy rats.Qutan Tongluo Decoction decreases ER stress,whichmay be an importantmechanism in renal protective effects.

      【Key words】Diabetic nephropathy;Qutan Tongluo Decoction;Endoplasmic reticulum stress

      糖尿病腎病是糖尿病常見的微血管并發(fā)癥,是導(dǎo)致終末期腎?。‥SRD)的重要原因,發(fā)展為ESRD的比例高達(dá)20%~40%[1],目前其發(fā)病機(jī)制尚未完全闡明,缺乏有效的治療手段。多數(shù)人認(rèn)為腎臟血流動(dòng)力學(xué)改變、血糖、蛋白質(zhì)及脂肪代謝紊亂是糖尿病腎病的病變基礎(chǔ)。目前越來越多的證據(jù)表明[2],持續(xù)高糖和蛋白尿誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激是糖尿病腎臟病的重要發(fā)病機(jī)制[1]?!捌⒛I氣虛,痰瘀阻絡(luò)”是糖尿病腎病的重要病機(jī),為此擬定了以祛痰通絡(luò)法為主的中藥復(fù)方,我們前期研究已明確其降低尿蛋白,具有保護(hù)足細(xì)胞、改善糖尿病早期腎臟損傷的作用[3],而其機(jī)制仍不十分明確。本研究觀察祛痰通絡(luò)湯對(duì)糖尿病大鼠腎組織中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的影響,為糖尿病腎病的治療提供依據(jù)。

      1 材料與方法

      1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物50只成年雄性Wistar大鼠,8周齡,體質(zhì)量200~220 g[由青島市動(dòng)物研究所提供,動(dòng)物許可證號(hào)SCXK(魯)201300001]。室溫23~25℃,濕度40%~60%,12 h交替照明,大鼠自由進(jìn)食和飲水。

      1.2試藥與儀器祛痰通絡(luò)湯組成:當(dāng)歸12 g,川芎12 g,赤芍12 g,白術(shù)15 g,土茯苓30 g,制大黃10 g,瓦楞子30 g,僵蠶30 g,海藻15 g,葫蘆巴15 g。由青島市中醫(yī)醫(yī)院制劑室制成滅菌濃煎密封制劑,藥物相對(duì)密度為1.0 g/L,生藥含量為1.5 g/mL。鏈脲佐菌素(STZ)、4-苯基丁酸(4-PBA)(美國Sigma公司);兔抗鼠GRP78抗體,兔抗鼠Caspase-12抗體(abcam公司);PV-9000二步法免疫組化試劑(北京中杉生物技術(shù)有限公司);BCA蛋白定量試劑盒(碧云天公司)。全自動(dòng)生化分析儀(日本olympus AU640);RM2135型石蠟切片機(jī)(LEICA,美國);顯微BMJ-Ⅲ型病理組織包埋冷凍臺(tái)(常州中威電子儀器廠);凝膠成像系統(tǒng)(美國UVP公司)。

      1.3分組與造模50只成年雄性Wistar大鼠,適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后,按隨機(jī)數(shù)字表法抽取10只為正常對(duì)照組,余40只建立糖尿病腎病大鼠模型。正常對(duì)照組予以普通顆粒飼料喂養(yǎng);其余大鼠均予高糖高脂飼料喂養(yǎng),喂養(yǎng)8周后,禁食12 h,將STZ溶于0.1mmol/L的枸櫞酸緩沖液(pH 4.3)中,腹腔注射STZ 30 mg/kg,72 h后尾靜脈取血,檢測(cè)血糖≥16.7 mmol/L,為糖尿病大鼠造模成功[1]。造模同時(shí),正常對(duì)照組給予等體積0.1mmol/L的枸櫞酸緩沖液腹腔注射。40只造模大鼠中,2只大鼠血糖不符合糖尿病診斷標(biāo)準(zhǔn)被剔除,死亡4只。繼續(xù)高糖高脂飼料喂養(yǎng)6周,4只大鼠不符合糖尿病腎病標(biāo)準(zhǔn)(24 h尿蛋白定量大于20μg/min)被剔除,余30只糖尿病腎病大鼠隨機(jī)分為模型組(10只)、祛痰通絡(luò)湯組(10只)、4-PBA組(10只)。

      1.4干預(yù)措施祛痰通絡(luò)湯組大鼠按2 mL/100 g劑量灌胃,4-PBA組大鼠按1 g/kg的劑量每日灌胃,治療8周。正常對(duì)照組和模型組予等量生理鹽水灌胃。干預(yù)過程中模型組、祛痰通絡(luò)湯組、4-PBA組大鼠各死亡2只。

      1.5標(biāo)本采集與檢測(cè)1)24 h尿量白定量:第8周末,收集各組大鼠第8周末的24 h尿液,ELISA法檢測(cè)24 h尿蛋白定量。各組大鼠禁食12 h,處死取材,具體如下:以10%水合氯醛(4 mL/kg)腹腔麻醉試驗(yàn)大鼠,腹主動(dòng)脈取血6 mL,分別置于EDTA抗凝管3 mL檢測(cè)糖化血紅蛋白和促凝管內(nèi)3mL檢測(cè)肌酐。2)免疫組化檢測(cè):大鼠血液采集后,取出雙側(cè)腎臟,生理鹽水洗凈,左右腎各取1/2放入10%甲醛中固定,作免疫組織化學(xué)檢測(cè)。采用SP法。2μm腎組織切片,常規(guī)脫蠟至水,一抗GRP78(1∶200),CHOP(1∶100)稀釋,PBS代替一抗作陰性對(duì)照,DAB染色,顯微鏡控制下顯色,棕黃色顆粒為陽性。3)Western blot檢測(cè):剩余1/2腎臟放入EP管置于-80℃保存,行Western blot檢測(cè)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)蛋白GRP78,Caspase12的表達(dá)。取-80℃保存腎臟組織,提取并測(cè)定蛋白含量;取樣品加入loading buffer,配制SDS-PAGE膠,取樣品上樣蛋白20μg,100 V電泳;0.22μm PVDF膜(甲醛處理),40 min,脫脂牛奶封閉1 h,加入一抗(1∶1000),4℃過夜,TBST清洗3次,每次5 min;加入二抗(1∶30000),室溫1 h,TBST清洗3次,每次5min,顯影,所得結(jié)果以內(nèi)參GAPDH校正。

      1.5統(tǒng)計(jì)學(xué)處理應(yīng)用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)量資料以(表示,成組間比較采用單因素方差分析,組間兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

      2 結(jié) 果

      2.1各組大鼠一般狀況比較見表1。模型組大鼠出現(xiàn)典型的多飲、多尿、多食、體質(zhì)量減輕等糖尿病癥狀,毛色暗淡,血糖持續(xù)≥16.7 mmol/L。祛痰通絡(luò)湯組大鼠體質(zhì)量增加最多,明顯高于模型組(P<0.05),祛痰通絡(luò)湯組與4-PBA組大鼠體質(zhì)量相比,無明顯差別(P>0.05)。與正常對(duì)照組相比,模型組糖化血紅蛋白、肌酐水平明顯升高(P<0.05);祛痰通絡(luò)湯組的肌酐較模型組明顯下降(P<0.05),與4-PBA組相比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),4-PBA組糖化血紅蛋白較模型組及祛痰通絡(luò)湯組明顯下降(P<0.05)。

      表1 各組大鼠一般情況比較(

      表1 各組大鼠一般情況比較(

      與正常對(duì)照組比較,▲P<0.05;與模型組比較,*P<0.05;與4-PBA組比較,△P<0.05。下同。

      組別n肌酐(μmol/L)體質(zhì)量(g) 糖化血紅蛋白(%)正常對(duì)照組10 23.8±2.56模型組8 55.9±5.7▲祛痰通絡(luò)湯組8 34.6±4.38▲*427.18±9.56*2.62±0.33 370.04±12.27 6.97±0.65▲434.54±9.38*6.60±0.31▲△4-PBA組8 31.9±2.27▲*425.60±7.27*4.67±0.58▲*

      2.2各組大鼠干預(yù)前后24 h尿蛋白定量比較見表2。治療前,模型組、祛瘀通絡(luò)湯組及4-PBA組的24 h尿蛋白定量較正常對(duì)照組明顯升高(P<0.05),模型組及治療組的24 h尿蛋白定量無明顯差別(P>0.05)。治療8周后,祛痰通絡(luò)湯組24 h尿蛋白量較模型組明顯下降(P<0.05),與4-PBA組相比無明顯差別(P>0.05),正常對(duì)照組的24 h尿蛋白定量無明顯變化(P>0.05)。

      表2 各組大鼠干預(yù)前后24 h尿蛋白定量比較(μg/min,

      表2 各組大鼠干預(yù)前后24 h尿蛋白定量比較(μg/min,

      組別n干預(yù)前 干預(yù)后正常對(duì)照組10 3.70±0.56 3.72±0.41模型組8 20.58±2.31▲26.35±7.31▲祛痰通絡(luò)湯組8 21.48±2.48▲16.78±3.65▲*4-PBA組8 20.31±3.68▲17.19±2.29▲*

      2.3各組干預(yù)后GRP78、Caspase12免疫組化結(jié)果見圖1,圖2。在正常對(duì)照組,GRP78在腎小管上皮細(xì)胞中少量表達(dá);模型組腎小管表達(dá)顯著增多,腎小球呈陽性表達(dá);祛痰通絡(luò)湯組及4-PBA組腎小球及腎小管表達(dá)明顯低于模型組。Caspase12主要位于腎小管上皮細(xì)胞內(nèi),正常對(duì)照組表達(dá)弱,模型組表達(dá)明顯增強(qiáng)(P<0.05),祛痰通絡(luò)湯組及4-PBA組較模型組明顯降低(P<0.05)。祛痰通絡(luò)湯組與4-PBA組相比無明顯差別。

      圖1 各組大鼠第8周GRP78免疫組化圖片(DAB染色)

      圖2 各組大鼠第8周Caspase12免疫組化圖片(DAB染色)

      2.4各組干預(yù)后Western blot檢測(cè)結(jié)果比較見表3,圖3。與正常對(duì)照組相比,模型組GRP78、Caspase12表達(dá)明顯升高(P<0.05)。祛痰通絡(luò)湯治療后,GRP78蛋白及Caspase12蛋白表達(dá)較模型組明顯降低(P<0.05)。祛痰通絡(luò)湯組與4-PBA組相比無明顯差別。

      3 討 論

      越來越多的證據(jù)表明,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激可能是腎臟發(fā)病的一個(gè)重要機(jī)制。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與腎小球疾病的蛋白尿有關(guān)[4];糖尿病腎病中,PERK/eIF2α和IRE1/JNK途徑被激活,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)上調(diào)[5]。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激主要通過激活內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的3種跨膜蛋白:雙鏈RNA依賴的蛋白激酶樣ER激酶、活化轉(zhuǎn)錄因子6和跨膜蛋白激酶1[6],這3種膜蛋白也被稱為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)感受器[7]。正常情況下,與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78(GRP78)結(jié)合,處于無活性狀態(tài),當(dāng)未折疊蛋白或錯(cuò)誤折疊蛋白在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔蓄積時(shí),這3種蛋白可與GRP78解離,下游的信號(hào)通路被激活。

      表3 各組大鼠第8周末GRP78,Caspase12蛋白表達(dá)比較(

      表3 各組大鼠第8周末GRP78,Caspase12蛋白表達(dá)比較(

      組 別n GRP78/GAPDH Caspase12/GAPDH正常對(duì)照組10 0.30±0.03 0.24±0.05模型組8 1.04±0.20▲0.84±0.20▲祛痰通絡(luò)湯組8 0.46±0.11▲*0.51±0.11▲*4-PBA組8 0.47±0.08▲*0.52±0.10▲*

      圖3 各組干預(yù)后GRP78,Caspase12蛋白表達(dá)電泳圖

      GRP78[8]又稱免疫球蛋白重鏈結(jié)合蛋白,是熱休克蛋白70 kDa家族成員之一,是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中重要的分子伴侶,幫助蛋白質(zhì)的折疊和成熟,其表達(dá)增高是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激發(fā)生和存在的標(biāo)志[9]。Fukami等[10]發(fā)現(xiàn),AGEs引起大鼠足細(xì)胞GPR78表達(dá)上調(diào),通過一系列反應(yīng)誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激,最終導(dǎo)致足細(xì)胞凋亡。Chen等[11]對(duì)糖尿病腎病小鼠的研究發(fā)現(xiàn),小鼠腎組織GRP78水平及尿蛋白水平顯著增高,并伴有顯著腎小球硬化,與我們的研究一致。Caspase-12屬于半胱天冬酶家族,位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)外膜,是介導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激凋亡的關(guān)鍵蛋白酶,是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡特有的[12]。Marie L等[13]發(fā)現(xiàn)20周齡糖尿病db/db小鼠近端小管Caspase-12的mRNA表達(dá)明顯升高,蛋白表達(dá)上調(diào)。本研究發(fā)現(xiàn)糖尿病腎病大鼠模型組Caspase-12蛋白表達(dá)水平明顯升高(P<0.05),其分布范圍和表達(dá)強(qiáng)度明顯高于正常對(duì)照組。祛痰通絡(luò)湯可降低Caspase-12蛋白表達(dá)水平。

      中醫(yī)學(xué)認(rèn)為本病多屬于“消渴”“水腫”“尿濁”“脹滿”“癃閉”“關(guān)格”的范疇。糖尿病腎病與“痰瘀”有密切關(guān)系,痰瘀是糖尿病腎病進(jìn)展過程中的必然產(chǎn)物[14],并形成惡性循環(huán),影響腎的氣血運(yùn)行和津液輸布。消渴日久,纏綿不愈,毒邪入絡(luò),伏藏不去,毒自內(nèi)生,損害腎臟,絡(luò)脈瘀阻,故擬定祛痰通絡(luò)湯以活血通絡(luò)治療。該方由當(dāng)歸芍藥散為基礎(chǔ)方加減而來,以當(dāng)歸、川芎、赤芍活血通絡(luò)為君,以瓦楞子、僵蠶、海藻消痰軟堅(jiān),白術(shù)健補(bǔ)脾氣,葫蘆巴溫腎祛濕,共為臣藥,佐以赤芍除血痹,破堅(jiān)積;大黃、土茯苓解毒排毒,泄?jié)嵬ńj(luò)。以通為補(bǔ),祛邪為務(wù),緩攻緩補(bǔ),使泄而不傷正,補(bǔ)而不滯邪,共奏祛痰通絡(luò)、邪祛正安之功效。

      本研究應(yīng)用高糖高脂飼料聯(lián)合腹腔注射STZ制備糖尿病腎病模型,隨機(jī)分為正常對(duì)照組、模型組、祛痰通絡(luò)湯組、4-PBA組。4-PBA酸能夠穩(wěn)定蛋白構(gòu)象,改善內(nèi)質(zhì)網(wǎng)折疊能力,降低內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激,目前已廣泛用于動(dòng)物模型[15-16]。我們應(yīng)用免疫組化和Western blot對(duì)糖尿病腎病大鼠的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)分子研究,發(fā)現(xiàn)模型組GRP78蛋白表達(dá)水平明顯升高(P<0.05),提示糖尿病腎病大鼠腎組織內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激發(fā)生,4-PBA抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激,改善腎功能,降低尿蛋白,與以往的研究一致。祛痰通絡(luò)湯治療后,GRP78水平較模型組明顯降低(P<0.05),說明祛痰通絡(luò)湯能夠改善糖尿病腎病內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激,免疫組化與Western-blot的研究結(jié)果一致,與以往的研究一致[17];模型組Caspase-12的表達(dá)明顯增強(qiáng)(P<0.05),祛痰通絡(luò)湯干預(yù)后,其蛋白表達(dá)明顯降低(P<0.05);治療前,模型組及治療組的24 h尿蛋白定量較對(duì)照組明顯升高,治療8周后,祛痰通絡(luò)湯組24 h尿蛋白量較模型組明顯下降(P<0.05)。

      本研究發(fā)現(xiàn)祛痰通絡(luò)湯能夠降低尿蛋白,改善腎功能指標(biāo),降低內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)蛋白GRP78、Caspase12的表達(dá),說明祛痰通絡(luò)湯可以減輕糖尿病腎病大鼠腎組織中的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激,延緩糖尿病腎病大鼠腎功能的進(jìn)展。

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      山東省青島市中醫(yī)局計(jì)劃項(xiàng)目(2015-ZYY005)

      (電子郵箱:liuliqiu@medmail.com.cn)

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