董 媛,郭 健,李 艷,王 皓,劉 磊,朱 潔,王會(huì)巖(吉林醫(yī)藥學(xué)院,吉林吉林132013)
蝙蝠蛾擬青霉Cs-4提取物對(duì)糖尿病SD大鼠腎臟的保護(hù)作用
董 媛,郭 健,李 艷,王 皓,劉 磊,朱 潔,王會(huì)巖*
(吉林醫(yī)藥學(xué)院,吉林吉林132013)
本文通過(guò)鏈脲佐菌素建立早期糖尿病腎病大鼠模型,考察蝙蝠蛾擬青霉Cs-4提取物高劑量組(2 g/kg·d、中劑量組(0.5 g/kg·d)和低劑量組(0.05 g/kg·d)灌胃給藥3周后,對(duì)糖尿病大鼠腎臟的保護(hù)作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與模型組相比,Cs-4高劑量組能夠緩解糖尿病大鼠體重的下降(p<0.05),降低血糖、尿糖和尿微量白蛋白排泄率(p<0.01);對(duì)腎功能檢測(cè)指標(biāo)結(jié)果表明,Cs-4能顯著降低血清尿素氮(BUN)、尿酸(UA)、肌酐含量(p<0.01),同時(shí)提高血清超氧化物轉(zhuǎn)化酶(SOD)活力(p<0.01),丙二醛(MDA)含量明顯減少(p<0.01)。腎臟組織切片HE染色結(jié)果也表明,Cs-4給藥后,腎臟炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)現(xiàn)象明顯減少,說(shuō)明Cs-4提取物能夠很好的抗糖尿病和保護(hù)腎臟損傷。
蝙蝠蛾擬青霉,Cs-4,鏈脲佐菌素,糖尿病腎病
蝙蝠蛾擬青霉(Paccilomyces hepiali),是冬蟲(chóng)夏草的無(wú)性型,從野生的冬蟲(chóng)夏草子座分離得來(lái)[1],收錄于2010版《中國(guó)藥典》[2]。其主要成分包括多糖、蟲(chóng)草酸、蟲(chóng)草素、維生素等[3],發(fā)揮著免疫調(diào)節(jié)、軟化血管、鎮(zhèn)咳等多種功效[4]?,F(xiàn)代藥理研究還發(fā)現(xiàn)蝙蝠蛾擬青霉Cs-4發(fā)酵菌粉可調(diào)節(jié)血脂[5],對(duì)鏈脲佐菌素(Streptozotocin,STZ)所致大鼠糖尿病有明顯降低血糖的作用[6]。臨床上已經(jīng)用于糖尿病的輔助治療[7]。但是其對(duì)糖尿病患者腎臟的保護(hù)作用還不是很明確。糖尿病腎?。―iabetesNephropathy,DN)是糖尿病常見(jiàn)的慢性微血管并發(fā)癥,其病因是腎組織中過(guò)多的葡萄糖積累,已成為糖尿病死亡的主要原因之一[7]。早期DN是治療的關(guān)鍵時(shí)期,此時(shí)患者表現(xiàn)為腎功能不全,但尚未達(dá)到透析治療的程度,目前仍然缺乏有效的治療手段和藥物[8]。本研究采用STZ誘導(dǎo)SD大鼠糖尿病早期腎病模型,考察蝙蝠蛾擬青霉菌粉Cs-4對(duì)糖尿病大鼠腎臟的保護(hù)作用。
1.1 材料與儀器
蝙蝠蛾擬青霉Cs-4菌粉 購(gòu)買于江蘇神華藥業(yè)有限公司;實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 SD(Sprague Dawley)大鼠,清潔級(jí),體重180~220 g,雄性,合格證號(hào)為SCXK-(吉)2013-0003,由長(zhǎng)春生物制品研究所提供;鏈脲佐菌素(STZ)等 Sigma;超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、血清尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)、尿酸(uric acid,UA)、葡萄糖、肌酐、尿微量白蛋白測(cè)定試劑盒 購(gòu)自南京建成生物科技有限公司。
DHP-908型電熱恒溫培養(yǎng)箱 上海一恒儀器有限公司;ELX800型酶標(biāo)儀 美國(guó)BIOTEK公司。
1.2 實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1 蝙蝠蛾擬青霉Cs-4提取物制備 依據(jù)文獻(xiàn)[9]制備Cs-4提取物。準(zhǔn)確稱取100 g蝙蝠蛾擬青霉Cs-4菌粉熱水浸提,在溫度80℃,料液比1∶50條件下,提取2次,每次提取時(shí)間3 h,1500 r/min離心,合并上清,減壓濃縮后,所得浸膏即為水提粗提物(WE),置4℃冰箱保存?zhèn)溆?,給藥前用適當(dāng)生理鹽水稀釋至所需濃度,灌胃給藥。
1.2.2 蝙蝠蛾擬青霉成分分析 依照文獻(xiàn)[10]方法定性分析WE中化學(xué)成分的種類,對(duì)可能的活性物質(zhì)進(jìn)行初步鑒定。鑒定項(xiàng)目包括:氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)、還原糖、糖類、鞣酸、酚類、生物堿類、甾醇類、環(huán)烯醚萜類、有機(jī)酸、油、揮發(fā)油、蒽醌類、黃酮類、香豆素和內(nèi)酯類化合物。
1.2.3 STZ誘導(dǎo)的糖尿病腎病大鼠模型的建立及分組 健康SD大鼠,禁食不禁水12 h,連續(xù)3次腹腔注射2%STZ,注射劑量為30 mg/kg·d。注射后3 h灌胃含25%葡萄糖0.8 mL/200 g;末次注射后尾靜脈采血,測(cè)空腹血糖,以血糖值≥11.1 mmol/L者作為糖尿病模型大鼠,喂養(yǎng)4周后,尿糖定性為(+++),尿微量白蛋白排泄率>30 mg/24 h者為早期糖尿病腎病模型造模成功[11]。正常對(duì)照組注射等體積檸檬酸緩沖液(pH4.3)。將造模成功的大鼠按體重及血糖分為模型對(duì)照組、鹽酸二甲雙胍陽(yáng)性對(duì)照組(Met,120 mg/kg·d)、提取物高劑量組(2 g/kg·d)、中劑量組(0.5 g/kg·d)和低劑量組(0.05 g/kg·d),每組10只。
1.2.4 蝙蝠蛾擬青霉Cs-4提取物對(duì)大鼠糖尿病腎病的治療作用研究 連續(xù)灌胃給藥21 d,正常對(duì)照組和模型對(duì)照組給予等量生理鹽水,分別于給藥第0、10、21 d,稱重,收集24 h尿液,依照文獻(xiàn)[11]測(cè)定尿糖和微量白蛋白排泄率,并尾靜脈取血,測(cè)定血清中空腹血糖濃度。末次給藥后,尾靜脈取血,測(cè)定血清SOD活力、MDA含量、BUN、UA、肌酐含量,測(cè)定方法見(jiàn)說(shuō)明書(shū)。脫臼處死大鼠后,收集腎臟,4%多聚甲醛固定,制備石蠟切片,HE染色觀察進(jìn)行病理分析[12]。
1.2.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差SD表示。運(yùn)用軟件Origin 8.5統(tǒng)計(jì)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。應(yīng)用t檢驗(yàn)法分析各組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)之間是否存在顯著差異,p≤0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 WE成分鑒定
熱水浸提法提取的是Cs-4菌絲體中的水溶性物質(zhì),通過(guò)化學(xué)顯色反應(yīng),可以初步判定Cs-4水提物中成分的種類。結(jié)果如表1所示,Cs-4水提物中含有蛋白質(zhì)、多糖和有機(jī)酸類。這與2010版《中國(guó)藥典》中冬蟲(chóng)夏草的主要成分一致。
表1 粗提物化學(xué)成分初步分析結(jié)果Table1 Summary of preliminary chemical analysis of crude extracts
2.2 蝙蝠蛾擬青霉Cs-4提取物對(duì)大鼠糖尿病腎臟的保護(hù)作用
表2 給藥期間各組糖尿病大鼠的體重和空腹血糖結(jié)果(平均值±SD,n=10)Table2 Bodyweight and fasting blood glucose of diabetic rats(mean±SD,n=10)
2.2.1 蝙蝠蛾擬青霉Cs-4提取物對(duì)糖尿病大鼠體重等指標(biāo)的影響 糖尿病病癥有“三多一少”現(xiàn)象,為了考察Cs-4提取物的抗糖尿病腎病作用,采用STZ誘導(dǎo)大鼠糖尿病腎病模型,監(jiān)測(cè)糖尿病大鼠給藥3周期間的體重、尿糖、尿微量白蛋白排泄率和空腹血糖,結(jié)果如表2~表3所示。模型組建模后4項(xiàng)指標(biāo)均與正常組存在顯著差異(p<0.01),說(shuō)明造模成功。經(jīng)過(guò)3周給藥后,Cs-4高劑量組能夠緩解糖尿病導(dǎo)致的大鼠體重減輕(p<0.05),血糖下降54.8%,尿糖和微量白蛋白排泄率也明顯降低(p<0.01),和陽(yáng)性對(duì)照組效果相當(dāng);中劑量組與模型組相比,血糖、尿糖和微量白蛋白排泄率減少(p<0.05),低劑量組和模型組相比沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)上的差異(p>0.05)。
表3 給藥期間各組糖尿病大鼠的尿糖和24 h微量白蛋白排泄率結(jié)果(平均值±SD,n=10)Table3 Urine sugar and urinary albumin excretion rate in 24 h of diabetic rats(mean±SD,n=10)
2.2.2 蝙蝠蛾擬青霉Cs-4提取物對(duì)糖尿病大鼠腎功能的影響 經(jīng)Cs-4提取物治療3周后,各組糖尿病大鼠血清中的BUN、UA和肌酐含量結(jié)果如表4所示。模型組腎功能損傷明顯,與正常組相比,BUN、UA、肌酐含量存在顯著差異(p<0.01)。通過(guò)Cs-4提取物給藥后,各項(xiàng)腎功能指標(biāo)均有所降低,其中高劑量組治療效果最佳,與陽(yáng)性對(duì)照藥接近,與模型組存在顯著差異(p<0.01)。中劑量組與模型組相比,BUN降低(p<0.01),UA和肌酐含量也有所降低(p<0.05)。低劑量組和模型組相比沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)上的差異(p>0.05)。
表4 給藥期間各組糖尿病大鼠腎功能檢測(cè)指標(biāo)結(jié)果(平均值±SD,n=10)Table4 Renal function tests of diabetic rats(mean±SD,n=10)
2.2.3 蝙蝠蛾擬青霉Cs-4提取物對(duì)糖尿病大鼠抗氧化能力的影響 SOD能清除體內(nèi)自由基,而MDA則是膜脂過(guò)氧化最重要的產(chǎn)物之一,二者能夠反映出機(jī)體清除自由基的能力。糖尿病患者長(zhǎng)期處于高血糖狀態(tài),會(huì)增加體內(nèi)自由基的產(chǎn)生,本實(shí)驗(yàn)考察了糖尿病大鼠SOD和MDA兩項(xiàng)指標(biāo),結(jié)果如表5所示。經(jīng)Cs-4提取物給藥后,高劑量組大鼠血清SOD水平明顯提高,MDA含量也明顯降低,與模型組相比存在顯著差異(p<0.01);中劑量組與模型組相比,MDA含量也有所降低(p<0.05),SOD水平有所提高(p<0.05)。低劑量組和模型組相比沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)上的差異(p> 0.05)。說(shuō)明中劑量和高劑量的Cs-4提取物能夠增強(qiáng)大鼠抗氧化能力。
表5 給藥期間各組糖尿病大鼠抗氧化水平檢測(cè)結(jié)果(平均值±SD,n=10)Table5 Antioxidant levels of diabetic rats(mean±SD,n=10)
2.2.4 腎臟組織切片分析 各組大鼠腎臟組織切片如圖1所示。正常對(duì)照組(圖1A)大鼠的腎臟腎小球在切片上呈圓形,無(wú)明顯增大或縮小,系膜無(wú)增生,腎小管無(wú)萎縮。模型組糖尿病大鼠有典型的早期糖尿病腎病癥狀,腎小球、腎小管萎縮,大量炎癥細(xì)胞浸潤(rùn),腎系膜增生(圖1B)。經(jīng)過(guò)Cs-4治療3周后,從切片結(jié)果看,炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)明顯好轉(zhuǎn),說(shuō)明Cs-4對(duì)糖尿病腎病有一定的緩解作用。
圖1 糖尿病大鼠腎組織切片HE染色分析(×200)Fig.1 Histopathological analysis in l kidney collected from all experimental rats through HE staining(×200)
冬蟲(chóng)夏草作為傳統(tǒng)的中藥,在我國(guó)使用已有悠久的歷史。本文研究了冬蟲(chóng)夏草無(wú)性型蝙蝠蛾擬青霉對(duì)糖尿病大鼠腎臟的保護(hù)作用,結(jié)果顯示,與模型組相比,Cs-4提取物,尤其是高劑量組可明顯降低糖尿病大鼠的空腹血糖、尿糖的含量,增加大鼠體重,具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。此外,還能夠明顯降低糖尿病大鼠尿微量白蛋白排泄率,降低大鼠血清中BUN、UA和肌酐含量,具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,表明其能改善糖尿病大鼠腎功能??寡趸浇Y(jié)果顯示,Cs-4可提高血清SOD水平,降低MDA水平,表明其能提高大鼠抵抗自由基的能力。切片結(jié)果顯示,與糖尿病模型組相比,Cs-4高劑量組能緩解炎癥細(xì)胞的浸潤(rùn),顯示蝙蝠蛾擬青霉對(duì)糖尿病大鼠腎臟有良好的保護(hù)作用。但本研究也存在許多局限,如沒(méi)有對(duì)蝙蝠蛾擬青霉保護(hù)腎臟的機(jī)制做進(jìn)一步研究,但仍為其臨床研究提供了基礎(chǔ),具有巨大的開(kāi)發(fā)空間。
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Study on the anti-diabetic nephropathy activities of Paccilomyces hepiali extract on diabetic sprague-dawley rats
DONG Yuan,GUO Jian,LI Yan,WANG Hao,LIU Lei,ZHU Jie,WANG Hui-yan*
(Jilin Medical University,Jilin 132013,China)
This work investigated the anti-diabetic nephropathy activities of Paccilomyces hepialid extract,Cs-4,on STZ-induced diabetic sprague-dawley rats.Sprague-dawley rats were orally administered with water extract at 0.05 g/kg,0.5 g/kg and 2 g/kg for 3 weeks,respectively.Then,related biochemical indexes were determined.Data showed that similar as metformin,the high dose group of Paccilomyces hepiali extract could improve the body weight loss caused by diabetes(p<0.05),and displayed a significant reduction in fasting blood glucose,urine glucose and urinary albumin excretion rate(p<0.01).Meanwhile,renal function tests showed that Paccilomyces hepiali extract displayed a significant reduction in BUN,UA and creatinine(p<0.01).The serum SOD activity was enhanced(p<0.01)and the MDA level was decreased(p<0.01).Pathological morphology reversion in histopathological sections showed that inflammatory cell infiltration was significantly reduced after treatment which confirmed that Cs-4 presents excellent anti-diabetic and anti-nephropathic activities.
Paccilomyces hepiali;Cs-4;STZ;diabetic nephropathy
TS201.1
A
1002-0306(2016)02-0358-04
10.13386/j.issn1002-0306.2016.02.064
2015-05-29
董媛(1986-),女,博士,講師,研究方向:食藥用真菌研究,E-mail:dongyuan19860910@126.com。
*通訊作者:王會(huì)巖(1968-),女,博士,副教授,研究方向:生物技術(shù)制藥,E-mail:zswhy518@163.com。
吉林市科技發(fā)展計(jì)劃資助項(xiàng)目(20156430)。