張伊娜 龔麗芬 謝來娣 戴驍意 黃 平 張躍明★
糖尿病腎?。╠iabetic nephropathy,DN)是糖尿病常見的微血管并發(fā)癥,近年來我國DN發(fā)生率在終末期腎臟疾病中呈明顯上升趨勢[1-2]。DN的發(fā)病機(jī)制目前仍不清楚,但研究已證實,腎組織VEGF異常表達(dá)參與了DN早期腎臟肥大和微量蛋白尿的產(chǎn)生,與DN關(guān)系密切[3-7]。目前西醫(yī)治療DN的原則主要是以控制血糖、調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝異常為主,而隨著中醫(yī)藥事業(yè)的發(fā)展,中醫(yī)藥在治療DN中凸顯優(yōu)勢,能夠顯著減少蛋白尿產(chǎn)生,明顯改善腎功能。在祖國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)中,糖尿病屬于消渴病范疇,消渴病日久,陰虛燥熱致耗氣傷津,因此隨著病程延長,大多出現(xiàn)氣陰兩虛。DN是在消渴的基礎(chǔ)上發(fā)展而來,屬于本虛標(biāo)實之證,主要病機(jī)是以脾腎氣陰兩虛為本,以血瘀阻滯為標(biāo),病變部位在絡(luò)脈。本實驗采用鏈脲佐菌素(strepotozotocin,STZ)腹腔注射制備DN大鼠模型,予以益氣養(yǎng)陰活血方對DN大鼠進(jìn)行干預(yù),觀察該方對大鼠腎臟形態(tài)、功能及腎組織VEGF表達(dá)的影響,現(xiàn)報道如下。
1.1 實驗動物 5周齡SPF級健康雄性SD大鼠32只,體重(200±20)g(購自上海斯萊克有限公司,飼養(yǎng)于浙江中醫(yī)藥大學(xué)動物實驗中心)。
1.2 主要試劑與儀器 益氣養(yǎng)陰活血方由黃芪、麥冬、白術(shù)、五味子、知母、山萸肉、桃仁、紅花、茯苓、玄參、旱蓮草、川芎、女貞子、葛根等組成,購自浙江中醫(yī)藥大學(xué)名中醫(yī)館,將中藥材水煎濃縮為5g/ml(按成人劑量的10倍)的水煎劑,每次準(zhǔn)備1周的藥量,平時置于4℃中冰箱中貯存?zhèn)溆?。厄貝沙坦片?50mg/片,購自賽諾菲(杭州)制藥有限公司],研磨至粉狀,配成約2.5mg/ml的混懸液(按成人劑量的10倍)。STZ(購自美國Sigma公司);兔抗VEGF多克隆抗體(bs-1313R,購自北京博奧森生物技術(shù)有限公司);超敏酶標(biāo)山羊抗小鼠/兔IgG聚合物(購自北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司);DAB顯色試劑盒(購自北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司);羅氏血糖儀及配套試紙;7020全自動生化分析儀(日本日立公司產(chǎn)品);Odyssey雙色紅外熒光掃描成像系統(tǒng)(美國LI-COR公司產(chǎn)品);高速冷凍離心機(jī)Thermo Fresco17(美國Thermo公司產(chǎn)品);PowerpacTM Universal通用電泳儀(美國Bio-Rad公司產(chǎn)品);Precellys 24多功能樣品均質(zhì)機(jī)(法國Bertin公司產(chǎn)品)等。
1.3 方法 (1)糖尿病大鼠模型建立:將雄性SD大鼠購回后,常規(guī)適應(yīng)性喂養(yǎng)1周,無異常發(fā)現(xiàn)者,稱重,隨機(jī)分出8只設(shè)為正常組,余24只設(shè)為實驗組。實驗組禁食不禁水12h后,按60mg/kg標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一在大鼠腹腔左側(cè)注射STZ溶液(溶于0.1mol/L檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液,pH4.2-4.5,配成1%的溶液,現(xiàn)用現(xiàn)配,避光冰浴中操作)。72h后經(jīng)尾靜脈采血測各組大鼠空腹血糖(fasting blood-glucose,F(xiàn)BG)水平,以血糖值≥16.7mmol/L確定為造模成功[8]。對于未達(dá)標(biāo)準(zhǔn)的大鼠1周后按50mg/kg標(biāo)準(zhǔn)再次行STZ腹腔注射,同理經(jīng)尾靜脈采血測血糖。本次實驗組24只大鼠全部造模成功。(2)動物分組及給藥:將造模成功的大鼠隨機(jī)分成3組,分別為模型組、益氣養(yǎng)陰活血方組(簡稱QYBP組)、厄貝沙坦組[9],每組各8只。其中,QYBP組按照10ml/(kg·d)標(biāo)準(zhǔn)予以益氣養(yǎng)陰活血方水煎濃縮液灌胃,厄貝沙坦組按照10ml/(kg·d)標(biāo)準(zhǔn)給予厄貝沙坦混懸液,同時正常組和模型組每日予以等體積的蒸餾水灌胃。持續(xù)8周,每天固定時間段內(nèi)進(jìn)行灌胃操作,期間所有大鼠喂標(biāo)準(zhǔn)飲食,自由飲水,未曾使用胰島素及其他降血糖藥物。(3)標(biāo)本采集與指標(biāo)檢測:給藥期間,觀察大鼠精神狀態(tài)、飲食、毛色、大小便等情況(記錄1次/d);每周初測一次體重,根據(jù)體重調(diào)整給藥量;每2周用羅氏血糖儀測一次尾靜脈血糖,記錄各組大鼠FBG值。生化指標(biāo)檢測:給藥8周結(jié)束后,大鼠處死前1d將大鼠放入代謝籠,收集24h尿液,取上清液,測定尿白蛋白含量,并計算尿白蛋白排泄率(UAER),為尿白蛋白含量與24h尿量的乘積。于實驗8周末在10%水合氯醛按0.3ml/100g體重標(biāo)準(zhǔn)行腹腔注射麻醉下經(jīng)腹主動脈收集血標(biāo)本,及時保存于-20℃冰箱中待測FBG、血肌酐(SCr)和尿素氮(BUN)的含量。迅速取下大鼠腎臟,用預(yù)冷的0.9%生理鹽水反復(fù)沖洗,去被膜,用濾紙吸干腎臟表面水分。取部分左腎皮質(zhì)組織,置于10%甲醛中性緩沖溶液中固定,待行HE染色。將右腎經(jīng)腎門沿冠狀面剖開,取腎皮質(zhì)區(qū)黃豆粒大小的腎組織塊,投入液氮中速凍,然后置于-80℃條件下凍存,待行western blot測定。腎臟組織病理學(xué)觀察:取左腎經(jīng)腎門沿冠狀面剖開,將腎皮質(zhì)部分投入10%甲醛中性緩沖溶液中室溫固定,石蠟包埋,制成厚度為3μm的切片,HE染色,于光學(xué)顯微鏡下行腎臟組織病理學(xué)觀察。Western blot法檢測VEGF的蛋白表達(dá)量:取-80℃凍存的各組大鼠腎皮質(zhì)組織,加入裂解緩沖液,用均質(zhì)機(jī)進(jìn)行勻漿,12000r/min 4℃離心25min,取上清液應(yīng)用BCA法,按照配制標(biāo)準(zhǔn)曲線所需溶液測定蛋白濃度,上樣電泳和轉(zhuǎn)膜。電轉(zhuǎn)后,用5%脫脂奶粉封閉液封閉2h,加入稀釋的一抗(VEGF多抗1:500),并于搖床上4℃孵育過夜,次日于室溫下用足量的PBST(含0.1%Tween-20的PBS)于搖床漂洗5min×4,加入1:10000 稀釋的熒光二抗,室溫于搖床上孵育1h,避光操作,然后用PBST洗膜5min×4(避光)。用PBS沖洗去除膜上殘留的Tween-20后,將膜放入Odyssey雙色紅外熒光掃描成像系統(tǒng)上進(jìn)行分析。結(jié)果采用Image S軟件分析條帶的光密度值,以gapdh作為內(nèi)參照,每個條帶重復(fù)3次。
1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 腎組織Western blot 結(jié)果采用Image S軟件進(jìn)行分析,測定平均光密度。采用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件。計量資料以()表示,用單因素方差分析法(one-way ANOVA)進(jìn)行組間比較及方差分析,以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 各組大鼠血糖值變化 8周給藥干預(yù)期間,用羅氏血糖儀給各組大鼠測FBG 1次/2周,與正常組比較,模型組的FBG水平均明顯升高,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01);與糖尿病模型組比較,各治療組FBG值從給藥4周后開始明顯降低,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。見圖 1。
圖1 益氣養(yǎng)陰活血方對DN大鼠FBG影響
2.2 各組大鼠治療后SCr、BUN和UAER變化 與正常組相比,糖尿病模型組、QYBP組和厄貝沙坦組大鼠血肌酐、尿素氮、UAER均增加(P<0.01);與糖尿病模型組比較,QYBP組和厄貝沙坦組兩個治療組上述指標(biāo)均明顯減少,組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01或P<0.05);QYBP組和厄貝沙坦組之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表 1。
表1 益氣養(yǎng)陰活血方對DN大鼠SCr、BUN和UAER的影響
表1 益氣養(yǎng)陰活血方對DN大鼠SCr、BUN和UAER的影響
注:與正常組比較,*P<0. 01;與模型組比較,#P<0.05,▲P<0.01
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2.3 各組大鼠腎臟組織病理學(xué)變化 光鏡下HE染色可見,正常組腎小球結(jié)構(gòu)清晰完整,體積正常,腎小管上皮細(xì)胞排列整齊,腎間質(zhì)無異常病理變化。糖尿病模型組出現(xiàn)腎組織結(jié)構(gòu)紊亂,腎小球肥大,系膜區(qū)彌漫性增寬,系膜細(xì)胞增生,細(xì)胞外基質(zhì)增多,基底膜增厚,腎小管擴(kuò)張。QYBP組和厄貝沙坦組治療后與模型組比較,以上病變均有不同程度的減輕。見圖2。
圖2 各組大鼠腎臟組織病理學(xué)變化(HE×400)
2.4 各組大鼠腎組織VEGF表達(dá)變化 取各組大鼠腎臟進(jìn)行VEGF的Western blot檢查。采用Image S軟件分別對條帶進(jìn)行分析。實驗結(jié)果顯示:模型組大鼠腎組織中VEGF表達(dá)較正常對照組明顯增加(P<0.01);與糖尿病模型組比較,各治療組大鼠VEGF蛋白表達(dá)量顯著降低(P<0.01)。見圖3。
圖3 益氣養(yǎng)陰活血方對DN大鼠VEGF蛋白表達(dá)的影響
DN的發(fā)病機(jī)制及防治途徑一直是研究熱點,目前其發(fā)病機(jī)制比較公認(rèn)的看法是多因素綜合作用的結(jié)果,包括糖代謝異常、腎臟血流動力學(xué)改變、氧化應(yīng)激、基因異常、多種生長因子和細(xì)胞因子作用等。VEGF是一種內(nèi)皮細(xì)胞特異性的絲裂原,能促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞增殖,具有強(qiáng)大的促血管形成能力和促血管通透作用。機(jī)體VEGF的正常表達(dá)能夠維持腎小球濾過屏障功能與結(jié)構(gòu)的完整性,促進(jìn)腎臟血管的再生與修復(fù)。在腎組織中,足細(xì)胞分泌的VEGF可通過旁分泌或自分泌方式作用于內(nèi)皮細(xì)胞上特異的膜受體(VEGFR),腎小管上皮細(xì)胞分泌的VEGF也可通過旁分泌方式作用從而實現(xiàn)生物學(xué)效應(yīng),當(dāng)出現(xiàn)VEGF異常表達(dá)時,則會引起腎臟內(nèi)皮結(jié)構(gòu)與功能紊亂。有研究發(fā)現(xiàn)早期糖尿病大鼠模型腎臟有持續(xù)的VEGF表達(dá),另外腎臟VEGF受體表達(dá)在早期也有增加[10]。本實驗Western blot結(jié)果顯示糖尿病模型組VEGF蛋白表達(dá)量較正常組明顯升高,與以往研究結(jié)果一致。
目前祖國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)認(rèn)為,消渴病主要病機(jī)為氣陰兩虛,兼夾氣滯血瘀,故臨床根據(jù)虛實夾雜情況,治以益氣養(yǎng)陰,活血通絡(luò),標(biāo)本兼顧。本實驗中益氣養(yǎng)陰活血方是由黃芪、麥冬、白術(shù)、五味子、知母、山萸肉、桃仁、紅花、茯苓、玄參、旱蓮草、川芎、女貞子、葛根組成,該方充分體現(xiàn)了中醫(yī)整體觀念思想下,辨證施治的原則。方中黃芪和山萸肉為君藥,滋養(yǎng)肝腎、益氣健脾;麥冬、白術(shù)、五味子、茯苓、旱蓮草、女貞子、葛根為臣藥,茯苓配白術(shù),益氣健脾,協(xié)助黃芪益氣,葛根生津止渴,麥冬生津養(yǎng)陰,五味子、女貞子、旱蓮草協(xié)助山萸肉補(bǔ)養(yǎng)肝腎,固腎澀精;紅花、桃仁、川芎、知母、玄參為佐使藥,其中紅花、桃仁、川芎活血行血、化瘀,使補(bǔ)而不留邪,祛邪而不傷正;知母、玄參寓泄于補(bǔ),以泄助補(bǔ),使全方寒溫并用,標(biāo)本兼治。結(jié)合現(xiàn)代藥理研究,黃芪具有防治糖尿病腎病的作用,能夠延緩DN大鼠腎間質(zhì)纖維化進(jìn)程,下調(diào)TNF-α、IL-6、TGF-β1的表達(dá)[11];研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)山茱萸干預(yù)后,DN大鼠的BUN、SCr和尿酸含量、ROS、MCP-1、NF-κb表達(dá)、AKT磷酸化下調(diào),而GSH表達(dá)上調(diào)[12];亦有研究發(fā)現(xiàn),麥冬提取物對2型糖尿病大鼠具有顯著保護(hù)作用,能明顯降低血糖,顯著提高對外源胰島素的敏感性,降低腎指數(shù)及尿蛋白排泄率[13];茯苓多糖能有效降低血糖、血清胰島素、胰高血糖素、TC、TG和LDL-C水平,提高HDL-C水平和葡萄糖耐受力,改善糖耐量的異常;女貞子提取物具有顯著的降血糖及抗氧化活性;葛根主要成分之一葛根素可以通過下調(diào)MMP來治療早期DN,還可以有效改善DN機(jī)體的氧化應(yīng)激狀態(tài),這為葛根素作為治療DN有效藥物提供一定的依據(jù);研究顯示,川芎嗪在保護(hù)血管、抗炎方面具有良好療效[14]。故益氣養(yǎng)陰活血方應(yīng)用DN的治療具中醫(yī)理論及臨床藥理基礎(chǔ)。
本實驗結(jié)果顯示:與正常組比較,模型組大鼠FBG水平、血肌酐、 尿素氮、UEAR均明顯增加,同時Western blot檢測結(jié)果顯示其腎組織VEGF表達(dá)明顯增多,而通過給予益氣養(yǎng)陰活血方灌胃8周后可以明顯降低VEGF的異常表達(dá),腎臟病理改變及蛋白尿外滲等均有不同程度的改善,表明益氣養(yǎng)陰活血方對腎組織VEGF蛋白水平的影響可能是其發(fā)揮延緩和治療DN的機(jī)制之一,但這種作用的具體機(jī)制還有待深層研究。本實驗中各治療組的血糖情況與模型組相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義,表明益氣養(yǎng)陰活血方對腎功能的保護(hù)作用與改善糖代謝有關(guān),提示可能機(jī)制之一是通過減少高血糖刺激從而減少VEGF基因轉(zhuǎn)錄,降低VEGF蛋白表達(dá),但仍有待進(jìn)一步研究。