謝彧軒,羅 昕,楊小雙,楊 慧,童安榮
慢性腎衰竭(CRF)是指各種慢性腎臟病(CDK)引起的腎小球?yàn)V過(guò)率(GFR) 嚴(yán)重下降及與此相關(guān)的代謝紊亂和全身各系統(tǒng)受累為主要表現(xiàn)的臨床綜合征[1]。根據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示,在我國(guó)慢性腎小球腎炎(31.23%)、糖尿病腎病(20.79%)、高血壓腎病(12.63%)是罹患CRF的前三位病因[2]。本次實(shí)驗(yàn)從糖尿病腎病入手,以高糖環(huán)境誘導(dǎo)腎小球系膜細(xì)胞增殖。糖尿病持續(xù)的細(xì)胞外高糖以及高糖介導(dǎo)的各種病理因素可以直接激活腎小球系膜細(xì)胞(MC),活化的MC可發(fā)生明顯的表型轉(zhuǎn)變,出現(xiàn)增生、轉(zhuǎn)分化、釋放炎癥介質(zhì),導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)(ECM) 合成的增多和降解的減少,纖維連接蛋白(FN) 在系膜區(qū)的過(guò)度沉積等病理過(guò)程,進(jìn)而形成惡性循環(huán),使腎小球的損傷加劇,發(fā)生腎纖維化及腎小球硬化,最終導(dǎo)致了終末期腎衰竭(ESRD)[3-4]。此次實(shí)驗(yàn)是觀察升清降濁膠囊含藥血清的加入,對(duì)高糖環(huán)境下系膜細(xì)胞的生長(zhǎng)狀態(tài)有何影響,進(jìn)一步研究該藥物防治慢性腎衰竭的機(jī)制。
1.1 一般材料:選用大鼠腎小球系膜細(xì)胞為上海名勁生物科技有限公司出品,官網(wǎng)貨號(hào):CM-2055。SD大鼠40只,重量(220±20)g,購(gòu)自寧夏醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心。
1.2 主要試劑與藥物:升清降濁膠囊購(gòu)自寧夏回族自治區(qū)中醫(yī)醫(yī)院暨中醫(yī)研究院;澳洲胎牛血清,DMEM高糖培養(yǎng)基購(gòu)自美國(guó)invitrogen生命技術(shù)有限公司;青鏈霉素混合液購(gòu)自北京索萊寶科技有限公司;CCK-8細(xì)胞增殖檢測(cè)試劑盒和Annexin V-FITC/PI凋亡檢測(cè)試劑盒均購(gòu)自杭州聯(lián)科技術(shù)股份有限公司。25 cm2透氣蓋培養(yǎng)瓶和6孔、96孔培養(yǎng)板購(gòu)自美國(guó)corning公司。
1.3 主要儀器設(shè)備:?jiǎn)稳藛蚊鎯艋ぷ髋_(tái)(中國(guó)蘇州凈化設(shè)備公司);恒溫CO2培養(yǎng)箱(美國(guó)Thermo公司);倒置顯微鏡CKX3(日本奧林巴斯公司);電熱恒溫水溫箱(北京長(zhǎng)源實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠,HH.W21 600-C);湘儀TDZ5-WS多管架自動(dòng)平衡離心機(jī)(長(zhǎng)沙湘儀公司);高壓滅菌鍋(日本TOMY公司,TOMY-SX-300)。
1.4 實(shí)驗(yàn)方法
1.4.1 升清降濁膠囊含藥血清的制備:將雄性SD大鼠40只,隨機(jī)分為低糖空白血清組、高糖模型組、升清降濁膠囊高劑量組、升清降濁膠囊中劑量組、升清降濁膠囊低劑量組,每組8只。灌喂劑量的計(jì)算按人與大鼠間體表面積折算等效劑量。連續(xù)灌喂3 d,每天早晚各1次。第3天灌喂后1 h,無(wú)菌條件下腹主動(dòng)脈取血,室溫下放置4 h,將血液置于離心機(jī)中,以3 000 r/min離心15 min后取出;將血清吸出,置于56 ℃水浴箱中水浴30 min滅活抗體,然后在單人凈化工作臺(tái)上通過(guò)直徑0.22 μm的濾器過(guò)濾除菌;無(wú)菌條件下裝入離心管,放置-80 ℃冰箱備用。
1.4.2 細(xì)胞培養(yǎng):將MC細(xì)胞株接種于完全培養(yǎng)基之中。完全培養(yǎng)基的成分為:10%胎牛血清,1%青鏈霉素以及89%的DMED培養(yǎng)基。用25 cm2的培養(yǎng)瓶盛放培養(yǎng)細(xì)胞,并將其置于37 ℃、二氧化碳濃度5%的培養(yǎng)箱中。觀察細(xì)胞生長(zhǎng)狀態(tài),在細(xì)胞生長(zhǎng)良好,呈指數(shù)增長(zhǎng)時(shí)方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
1.4.3 實(shí)驗(yàn)分組與給藥:實(shí)驗(yàn)分為5組,即低糖空白血清組,高糖模型組,升清降濁膠囊高、中、低劑量組。低糖空白組以大鼠空白血清加含糖量為10 mmol/L的DMEM培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng),高糖模型組用含糖量為30 mmol/L的DMEM培養(yǎng)基所配制的完全培養(yǎng)基培養(yǎng)。再分別向其他3組高糖完全培養(yǎng)基中加入10%的高、中、低3種濃度的升清降濁膠囊含藥血清干預(yù)細(xì)胞。
1.4.4 藥物對(duì)MC增殖抑制的檢測(cè):將完成分組的細(xì)胞懸液接種到96孔板中,每組6個(gè)復(fù)孔,每孔100 μl。將培養(yǎng)板放入37 ℃、5%濃度的CO2培養(yǎng)箱中,培養(yǎng)48 h。之后向每孔加入10 μl CCK-8溶液,再次將培養(yǎng)板放入培養(yǎng)箱中培養(yǎng)4 h。用酶標(biāo)儀測(cè)定在450 nm處的吸光度。細(xì)胞增殖抑制率=(1-藥物組吸光度) /對(duì)照組孔吸光度×100%。
1.4.5 Annexin-VFIC/PI復(fù)染流式檢測(cè)細(xì)胞凋亡率:將復(fù)蘇后的細(xì)胞吹打成細(xì)胞懸液,再將細(xì)胞懸液均勻地接種在6孔板中,放入培養(yǎng)箱培養(yǎng)。次日細(xì)胞貼壁后將培養(yǎng)基換成上述含不同濃度升清降濁膠囊含藥血清的培養(yǎng)基,以及低糖空白組、高糖模型組的培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng)48 h。培養(yǎng)結(jié)束后在顯微鏡下觀察細(xì)胞狀態(tài),細(xì)胞狀態(tài)良好時(shí),用含EDTA的胰蛋白酶消化吸收細(xì)胞。以1 000 r/min,離心5 min,吸去上清液,將1×Buffer液加入無(wú)菌雙蒸水稀釋為5×Buffer液,每組加入200 μl吹打細(xì)胞。避光加入5 μl FITC和10 μl PI,避光放置15 min,經(jīng)300目尼龍網(wǎng)過(guò)濾后上機(jī)檢測(cè)。
2.1 升清降濁膠囊對(duì)系膜細(xì)胞增殖的抑制作用:高糖模型組的OD值及抑制率遠(yuǎn)小于低糖空白血清組,提示高糖環(huán)境可顯著刺激細(xì)胞增殖。低糖空白血清組同升清降濁膠囊高劑量組相比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);而升清降濁膠囊中劑量和高劑量與低糖空白組比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。說(shuō)明高糖環(huán)境可誘導(dǎo)系膜細(xì)胞增殖,而升清降濁膠囊對(duì)系膜細(xì)胞增殖的抑制效果隨濃度的升高而升高,見表1。
表1 處理48 h后大鼠腎小球系膜細(xì)胞增殖情況
2.2 升清降濁膠囊誘導(dǎo)系膜細(xì)胞凋亡的效果:在流式細(xì)胞散點(diǎn)圖上(圖1-圖4,目錄后),第一象限、第二象限、第三象限、第四象限,分別表示活細(xì)胞、早期凋亡細(xì)胞、晚期凋亡細(xì)胞、壞死細(xì)胞。細(xì)胞總凋亡率為細(xì)胞早期凋亡率與晚期凋亡率之和。結(jié)果表明,低糖空白組與高糖模型組相比差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),但是低糖空白組的凋亡趨勢(shì)更明顯一些。加入升清降濁膠囊含藥血清后,細(xì)胞的凋亡率相比高糖模型組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),說(shuō)明該藥物的加入有助于誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,見表2。
表2 處理48 h 后大鼠腎小球系膜細(xì)胞凋亡情況
注:*與高糖模型組比較,P>0.05;#與高糖模型組比較,P<0.05。
腎小球系膜細(xì)胞是腎臟最重要的固有細(xì)胞之一,能夠維持腎小球系膜區(qū)細(xì)胞外基質(zhì)的代謝平衡[5]。根據(jù)相關(guān)資料顯示,MC是腎小球內(nèi)具有活躍功能的固有細(xì)胞,同時(shí)也是被深入研究的對(duì)象。MC能產(chǎn)生多種細(xì)胞因子與炎性介質(zhì),還能分泌基質(zhì)降解酶物質(zhì),這些都會(huì)參與和加重腎小球病變及損傷。各種刺激均易引起其增生,是構(gòu)成腎小球疾病的最主要病變?cè)?。MC的過(guò)度增殖,一方面突入腎小球毛細(xì)血管腔,導(dǎo)致管腔狹窄或閉塞;另一方面又會(huì)造成ECM的大量產(chǎn)生和聚集[6]。ECM在腎小球內(nèi)的大量堆積,又是導(dǎo)致腎小球硬化和功能損害的主要機(jī)制。而腎小球硬化是各種慢性腎臟疾病進(jìn)入慢性腎功能衰竭的共同途徑[7]。因此,倘若能有效抑制MC的過(guò)度增殖,阻止ECM的產(chǎn)生和聚集,則可以有效減輕腎小球功能的損傷,阻止腎小球硬化的發(fā)展,進(jìn)一步保護(hù)腎功能,及早防止慢性腎衰的發(fā)生和發(fā)展。
傳統(tǒng)中醫(yī)典籍中沒(méi)有“慢性腎衰竭”這一病名的記載,但是根據(jù)該病的臨床表現(xiàn)可將其歸入祖國(guó)醫(yī)學(xué)的“水腫”“關(guān)格”等范疇。為了更好地防治CRF,導(dǎo)師童安榮主任醫(yī)師自擬了“升清降濁膠囊”,其組方為:柴胡,黃芩,黨參,黃芪,枳殼,生地,山茱萸,山藥,茯苓,葛根,遠(yuǎn)志,石菖蒲,丹參,當(dāng)歸,蟬蛻,僵蠶,大黃。查閱相關(guān)資料可知[8-9],該方中多數(shù)藥物經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)研究已經(jīng)證實(shí)可有效抑MC的過(guò)度增殖。根據(jù)本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果,升清降濁膠囊含藥血清可有效抑制MC增殖,并誘導(dǎo)其凋亡,且藥物濃度越高則效果越突出。由此可知,升清降濁膠囊抑制MC增殖,阻止ECM的產(chǎn)生和沉積,是防止腎小球硬化,防止慢性腎衰發(fā)生發(fā)展、保護(hù)腎功能的重要環(huán)節(jié)。