王 林,施 紅,張捷平,鄭雪花,王曉寧
(福建中醫(yī)藥大學(xué)中西醫(yī)結(jié)合學(xué)院,福建 福州 350122)
研究發(fā)現(xiàn)2型糖尿病患者表現(xiàn)為慢性低度炎癥反應(yīng),而慢性炎癥的發(fā)生與糖尿病過(guò)程中多種炎癥因子,尤其是脂肪細(xì)胞因子表達(dá)分泌紊亂有密切關(guān)系。脂肪細(xì)胞因子不僅在脂肪組織表達(dá)分泌,在其他靶器官如肝臟、腎臟中也有表達(dá),在正常情況下參與血糖、血脂水平的調(diào)節(jié)和代謝,其表達(dá)分泌異常在糖尿病的發(fā)生及病情的進(jìn)展發(fā)揮重要作用[1-2]。脂肪細(xì)胞因子內(nèi)脂素(visfatin)是糖尿病發(fā)病與病情進(jìn)展的重要相關(guān)細(xì)胞因子[3]。目前研究認(rèn)為其是糖尿病發(fā)生的獨(dú)立相關(guān)因素,也在糖尿病并發(fā)癥包括肝臟損害、糖尿病腎病的發(fā)生與進(jìn)展中扮演了重要作用。我們采用石斛合劑治療2型糖尿病患者,發(fā)現(xiàn)其有降低血糖、調(diào)整血脂、改善胰島素抵抗、促胰高血糖素樣肽-1(GLP-1)分泌、促胰島β細(xì)胞增殖的作用[4-6],對(duì)糖尿病慢性炎癥反應(yīng)有改善作用,對(duì)糖尿病時(shí)靶器官有保護(hù)作用[7-9]。本研究通過(guò)觀察石斛合劑對(duì)糖尿病模型大鼠visfatin表達(dá)的影響,分析其對(duì)糖尿病時(shí)慢性炎癥狀態(tài)改善作用及對(duì)靶器官保護(hù)作用的機(jī)理。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 SPF級(jí)SD雄性大鼠30只,由上海斯萊克實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司提供,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物許可證號(hào):SCXK(滬)2007-0005,合格證號(hào):0073141,飼養(yǎng)于福建中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物研究中心。
1.2 實(shí)驗(yàn)藥物和試劑 石斛合劑(組方包含石斛、生地黃、黃芪、丹參)由福建中醫(yī)藥大學(xué)國(guó)醫(yī)堂提供;鏈脲佐菌素(STZ,美國(guó)Sigma公司);微量血糖檢測(cè)儀及血糖檢測(cè)試紙(上海復(fù)旦大學(xué)張江生物醫(yī)藥股份有限公司);Trizol試劑、M-MLV Reverse Transcriptase逆轉(zhuǎn)錄試劑盒(美國(guó)Invitrogen公司);Perfect Real Time-SYBR Premix EX Taq Kit實(shí)時(shí)定量PCR試劑盒(大連寶生物有限公司);visfatin ELISA檢測(cè)試劑盒、抗體(英國(guó)Abcam公司);免疫印跡RIPA裂解液(上海碧云天生物技術(shù)有限公司);甘油三酯(TC)、總膽固醇(TG)檢測(cè)試劑盒(南京建成生物工程研究所,批號(hào):20170430、20170515)。
1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 Stratos高速冷凍離心機(jī)(賽默飛世爾科技中國(guó)公司);DU730分光光度計(jì)(美國(guó)Beckman Coulter公司);Gel Doc XR凝膠電泳成像檢測(cè)分析系統(tǒng)(美國(guó)Bio-Rad公司);DYY-6C雙穩(wěn)定時(shí)電泳儀(北京市六一儀器廠);ULT-1386-5V超低溫冰箱(賽默飛世爾科技中國(guó)公司);Epgradient S實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀(德國(guó)Eppendorf基因有限公司);BIO-RAD蛋白電泳儀器[伯樂(lè)生命醫(yī)學(xué)產(chǎn)品(上海)有限公司];快速血糖檢測(cè)儀(德國(guó) Roche公司);Beckman X20自動(dòng)生化分析儀(美國(guó)Beckman Coulter公司)。
2.1 石斛合劑藥液制備 石斛、黃芪、丹參、生地黃等中藥水煎。購(gòu)買藥材加入1000 mL蒸餾水中,浸泡30 min,大火煮沸10 min后,小火煎煮20 min,濾出藥液。水煎2次,所得藥液混合后濃縮,濃縮至1.2 g/mL生藥量濃度。
2.2 動(dòng)物造模 SPF級(jí)健康成年雄性SD大鼠30只,體質(zhì)量(200±20)g,適應(yīng)性喂養(yǎng) 1 周,自由攝食攝水,采用簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣抽簽法,選取6只為正常組,余24只為造模組。正常組進(jìn)食普通混合飼料,造模組進(jìn)食高脂高糖飼料(配方為普通混合飼料88.5%、豬油10%、膽固醇 1%、膽酸鈉0.5%)。飼養(yǎng)4周后造模組禁食12 h,鼠尾采血檢測(cè)血糖后,予鏈脲佐菌素腹腔注射,用量為30 mg/kg體重,注射后喂食普通混合飼料。注射后第3天,禁食12 h,鼠尾采血測(cè)血糖,空腹血糖水平≥11.1 mmol/L為糖尿病模型大鼠。其中1只死亡,4只未成模,成模19只。
2.3 動(dòng)物分組及給藥 選取12只造模組大鼠隨機(jī)分為模型組和石斛合劑組各6只,石斛合劑組予石斛合劑藥液按 12 g/(kg·d)進(jìn)行灌胃,模型組和正常組予等量生理鹽水灌胃,共灌胃干預(yù)8周。
2.4 取材 末次給藥后次日禁食,鼠尾取血,血糖檢測(cè)儀快速檢測(cè)血糖。30%烏拉坦腹腔注射麻醉,腹主動(dòng)脈取血,離心后分離血清,4℃?zhèn)溆谩z測(cè)血生化指標(biāo)及血清visfatin水平。取大鼠內(nèi)臟脂肪組織、肝臟、腎臟液氮保存?zhèn)溆谩?/p>
2.5 觀察指標(biāo)及方法
2.5.1 血清學(xué)指標(biāo)檢測(cè) 檢測(cè)3組大鼠空腹血糖及血清中TG、TC含量,并采用ELISA法檢測(cè)血清中visfatin水平。
2.5.2 組織visfatin mRNA表達(dá)水平檢測(cè) 取大鼠內(nèi)臟脂肪、肝臟、腎臟組織樣本各30 mg,以液氮碾磨后采用Trizol試劑提取各組織總RNA。檢測(cè)各樣本提取RNA的OD260/OD280比值,分析計(jì)算總RNA純度和濃度。每樣品取5 μg總RNA,使用qRTPCR試劑盒采用 Oligo(dT)20引物進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄,合成cDNA。應(yīng)用Prime5.0軟件設(shè)計(jì)引物,visfatin:正向引物5'-TCTGGAAATCCGCTCGACAC-3',反向引物5'-AGTAAGTTCCCCTGCCTCAC-3',擴(kuò)增片段長(zhǎng)度129 bp。 β-actin:正向引物 5'-ATTGTGATGGACTCCGGAGA-3',反向引物5'-CTCGTCAGGATCTTCATGA-3',擴(kuò)增片段長(zhǎng)度136 bp。反應(yīng)體系:2×SYBR 12.5 μL,10 μmol/L 正向、反向引物各 0.5 μL,cDNA模板1 μL,ddH2O補(bǔ)至體積 25 μL。 反應(yīng)條件:95 ℃ 5 min;95 ℃ 15 s;55~60 ℃ 20 s;72 ℃ 30 s;共45個(gè)循環(huán)。融解曲線分析:溫度60~95℃,每個(gè)樣本重復(fù)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)3次。以β-actin作為內(nèi)參,以相對(duì)表達(dá)量2-△△Ct來(lái)表示目的基因mRNA的相對(duì)表達(dá)水平。
2.5.3 組織visfatin蛋白表達(dá)水平檢測(cè) 取大鼠內(nèi)臟脂肪、肝臟、腎臟各樣本組織30 mg,加入液氮碾磨,采用RIPA裂解液裂解后提取蛋白,BCA法檢測(cè)各樣品上清液蛋白濃度。取50 μg蛋白,經(jīng)10%SDS-PAGE凝膠電泳,電轉(zhuǎn)印至硝酸纖維素膜,室溫以5%脫脂牛奶封閉。加入一抗(1∶1 000)4℃孵育過(guò)夜,以TBST洗膜,加入堿性磷酸酶標(biāo)記的二抗(1∶2 000)室溫孵育 2 h,充分洗滌后顯影。 以βactin作為內(nèi)參,采用美國(guó)Flour ChemV 2.0凝膠成像分析軟件,掃描蛋白電泳條帶的灰度值,進(jìn)行定量分析,結(jié)果以目的蛋白灰度/內(nèi)參β-actin灰度比值表示。
2.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。計(jì)量資料采用()表示,組間比較采用One-Way ANOAY方差分析。相關(guān)性分析采用Pearson簡(jiǎn)單相關(guān)分析。
3.1 3組大鼠空腹血糖、血脂及血清visfatin水平比較 見(jiàn)表1。血清visfatin水平與血糖水平相關(guān)性分析,結(jié)果見(jiàn)圖1。Pearson相關(guān)分析顯示r=0.767,P=0.002,血糖水平與血清visfatin水平呈正相關(guān)。
表1 3組大鼠空腹血糖、血脂及血清visfatin水平比較()
表1 3組大鼠空腹血糖、血脂及血清visfatin水平比較()
注:與正常組比較,1) P<0.01;與模型組比較,2) P<0.01。
組別正常組模型組石斛合劑組鼠數(shù)666空腹血糖 /(mmol/L)5.06±0.85 30.31±3.561)18.41±5.531)2)TG/(mmol/L)0.85±0.09 1.92±0.211)1.46±0.151)2)TC/(mmol/L)1.13±0.16 2.23±0.311)1.61±0.201)2)血清 visfatin/(pg/mL)137.17±10.94 210.67±22.321)168.52±15.631)2)
圖1 血清visfatin水平與血糖水平關(guān)系散點(diǎn)圖
3.2 3組大鼠不同組織visfatin mRNA表達(dá)水平比較 見(jiàn)表2。
3.3 3組大鼠不同組織visfatin蛋白表達(dá)水平比較見(jiàn)圖 2、表 3。
表2 3組大鼠不同組織visfatin mRNA表達(dá)水平比較()
表2 3組大鼠不同組織visfatin mRNA表達(dá)水平比較()
注:與正常組比較,1) P<0.01;與模型組比較,2) P<0.01。
組別正常組模型組石斛合劑組n666內(nèi)臟脂肪1.02±0.09 4.40±0.511)2.41±0.791)2)肝臟1.02±0.14 2.53±0.551)1.57±0.281)2)腎臟0.96±0.10 2.04±0.521)1.59±0.191)2)
圖2 3組大鼠不同組織visfatin蛋白表達(dá)電泳圖
表3 3組大鼠不同組織visfatin蛋白表達(dá)水平比較()
表3 3組大鼠不同組織visfatin蛋白表達(dá)水平比較()
注:與正常組比較,1) P<0.01;與模型組比較,2) P<0.01。
組別正常組模型組石斛合劑組n666內(nèi)臟脂肪0.38±0.11 0.85±0.111)0.53±0.141)2)肝臟0.43±0.09 0.64±0.121)0.45±0.091)2)腎臟0.51±0.80 0.74±0.141)0.52±0.171)2)
傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)認(rèn)為糖尿病早期發(fā)病機(jī)理是陰虛燥熱。陰津虧耗致燥熱偏盛,燥熱盛則陰津虛,兩者互為因果。如不及時(shí)恰當(dāng)治療,病程遷延陰損耗氣,而致氣陰兩虛。臟腑功能失調(diào),津液代謝障礙,氣血運(yùn)行受阻,痰濁瘀血內(nèi)生,全身脈絡(luò)瘀阻,臟腑器官失去氣血滋養(yǎng)引起多器官病變。若病程遷延日久或因治療失當(dāng),陰損及陽(yáng),終致陰陽(yáng)俱虛。石斛合劑滋陰清熱、益氣活血,兼以疏肝解郁、清肝泄?jié)?,能解除病況中的陰虛、氣虛、血瘀狀況,改善臟腑狀態(tài)。前期的研究證實(shí)其能顯著調(diào)整血糖、血脂水平[4-6]。
visfatin是一種與血糖調(diào)節(jié)有關(guān)的重要細(xì)胞因子,在人和動(dòng)物的脂肪細(xì)胞、肝細(xì)胞、骨骼肌、腎臟等均有表達(dá),其可通過(guò)提高脂肪和肌肉組織葡萄糖攝取能力,降低肝糖原的釋放來(lái)影響血糖水平,調(diào)節(jié)糖代謝。還能直接與胰島素受體結(jié)合,激活胰島素調(diào)節(jié)脂肪細(xì)胞糖代謝的相關(guān)信號(hào)通路,有類胰島素樣作用[10]。近年來(lái)不少研究證實(shí),visfatin與糖尿病之間有著密切的關(guān)系。Alghasham等[11]研究發(fā)現(xiàn),無(wú)并發(fā)癥的糖尿病患者血visfatin含量明顯高于非糖尿病組和有并發(fā)癥的患者。Chen等[12]用酶免法測(cè)量了61名糖尿病患者和 59名健康對(duì)照者血漿visfatin含量,結(jié)果發(fā)現(xiàn):與正常人對(duì)比,糖尿病患者血漿visfatin含量顯著升高,且與體脂含量成正相關(guān),提示visfatin的表達(dá)與血糖水平改變及機(jī)體脂肪代謝有關(guān),這可能是調(diào)節(jié)機(jī)體糖代謝穩(wěn)態(tài)的重要機(jī)制之一,在糖尿病的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中起重要作用。
本實(shí)驗(yàn)以糖尿病模型大鼠為研究對(duì)象,觀察石斛合劑灌胃后大鼠內(nèi)臟脂肪、肝臟、腎臟中visfatin的水平變化。檢測(cè)到石斛合劑組與模型組比較,組織中visfatin表達(dá)量顯著下降,且與血糖變化水平呈現(xiàn)正相關(guān),說(shuō)明石斛合劑可以改善多組織中的visfatin的表達(dá),達(dá)到降糖效果,其作用具有多環(huán)節(jié)、多靶器官特點(diǎn)。另外目前研究認(rèn)為2型糖尿病是由炎癥因子介導(dǎo)的慢性炎癥反應(yīng)性疾病,visfatin也是重要的促炎癥因子,其在糖尿病慢性炎癥發(fā)展過(guò)程中也起重要作用[13]。石斛合劑降低組織中visfatin的表達(dá)可改善組織器官慢性炎癥狀態(tài),提示了石斛合劑對(duì)糖尿病慢性器官病變的作用,而慢性炎癥狀態(tài)與血糖水平的變化將是接下來(lái)研究的內(nèi)容。本研究為石斛合劑降糖作用及其對(duì)靶器官的保護(hù)作用提供了理論支持。