何萬輝 簡小兵王文英趙志祥李慧枝*
(1.廣州中醫(yī)藥大學(xué),廣東廣州 510504; 2.廣州醫(yī)科大學(xué)附屬中醫(yī)醫(yī)院,廣東廣州 510130)
糖尿病周圍神經(jīng)病變(diabetic peripheral neuropathy,DPN) 是糖尿病最常見的慢性并發(fā)癥之一,可導(dǎo)致糖尿病患者足部痛覺、溫度覺異?;蛉笔?,因而成為患者發(fā)生足部潰瘍的最常見的危險(xiǎn)因素[1]。氧化應(yīng)激 (Oxidative stress,OS) 是糖尿病各并發(fā)癥發(fā)生的共同病理生理機(jī)制,在包括DPN 在內(nèi)的多種糖尿病并發(fā)癥的發(fā)病過程中起重要作用[2]。神經(jīng)生長因子(Nerve Growth Factor,NGF) 是神經(jīng)營養(yǎng)因子家族成員之一,也是最早被發(fā)現(xiàn)、具有抗細(xì)胞凋亡、促進(jìn)神經(jīng)生長和分化等多重生物學(xué)功能的神經(jīng)細(xì)胞生長調(diào)節(jié)因子[3-6],其水平下降與DPN 發(fā)生、發(fā)展存在密切關(guān)系[7-8]。
既往研究發(fā)現(xiàn)注射用紅花黃色素能改善DPN 患者臨床癥狀[9-10]。但注射用紅花黃色素對(duì)DPN 的具體作用機(jī)制未明,本研究根據(jù)糖尿病大鼠坐骨神經(jīng)傳導(dǎo)速度和NGF 水平探討注射用紅花黃色素對(duì)DPN 的防治作用及其機(jī)制。
1.1 動(dòng)物 SPF 級(jí)雄性SD 大鼠60 只,體質(zhì)量180~220 g,購自中山大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心東校園,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)許可證號(hào)SCXK(粵) 2016-0029,使用許可證號(hào)SYXK(粵) 2016-0112。
1.2 試劑與藥物 注射用紅花黃色素(浙江永寧藥業(yè)股份有限公司,國藥準(zhǔn)字Z20050146,批號(hào)1905213);甲鈷胺注射液 [衛(wèi)材 (中國) 藥業(yè)有限公司,國藥準(zhǔn)字J20070063,批號(hào)101271]。鏈脲佐菌素(美國Sigma 公司,批號(hào)050401);SOD ELISA 試劑盒(美國Biovision 公司,批號(hào)E4584-100);MDA ELISA 試劑盒(北京安迪華泰科技有限公司,批號(hào)AD190124);NGF ELISA 試劑盒(北京安迪華泰科技有限公司,批號(hào)AD190128);TRizol [寶日醫(yī)生物技術(shù)(北京) 有限公司];RevertAid cDNA 逆轉(zhuǎn)錄試劑盒(美國Thermo 公司);SYBR Green qPCR Kit (日本Toyobo 公司);DEPC (美國Pierce 公司)。
1.3 儀器 多功能酶標(biāo)儀 (美國Tecan 公司);Nanodrop2000 紫外微量分光光度計(jì)(美國Thermo 公司);Mastercycler pro 梯度PCR 儀(德國Eppendorf 公司);LigthCycler480 熒光定量PCR 儀(瑞士Roche 公司);BL-420S 生物機(jī)能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)(成都泰盟科技有限公司);穩(wěn)豪倍優(yōu)型血糖儀(OneTouchR UltraVue,美國強(qiáng)生公司)。
2.1 造模 60 只SPF 級(jí)SD 大鼠在自然光線、自由飲食條件下適應(yīng)性喂養(yǎng)7 d。正常組不造模,自由飲食、普通飼料喂養(yǎng),其余3 組高脂飼料喂養(yǎng)2 個(gè)月后以鏈脲佐菌素造模,臨用前以0.1 mmol/L 枸櫞酸緩沖液(pH =4.2,4 ℃) 在避光條件下配成2%溶液。大鼠于高脂飼料喂養(yǎng)第61 天禁食12 h,左下腹腔單次注射鏈脲佐菌素(50 mg/kg),72 h后取尾靜脈血測(cè)隨機(jī)血糖,≥16.7 mmol/L 者為糖尿病造模成功。大鼠自由飲食7 d,第8 天測(cè)定坐骨神經(jīng)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)傳導(dǎo)速度(Motor Conduction Velocity,MCV),較造模前下降≥10%為DPN 大鼠模型。
2.2 分組及給藥 分為正常組、模型組、給藥組、陽性對(duì)照組,每組10 只。正常組和模型組大鼠每日自由飲食,不予任何干預(yù);陽性對(duì)照組大鼠腹腔注射甲鈷胺注射液(250 μg/kg),1 次/d;給藥組大鼠腹腔注射紅花黃色素(40 mg/kg,溶于0.9%氯化鈉注射液中),1 次/d。造模成功后于第1~28 天給藥,干預(yù)4 周。
2.3 血糖測(cè)定 大鼠尾靜脈采血,應(yīng)用穩(wěn)豪倍優(yōu)型血糖儀及穩(wěn)豪試紙檢測(cè)。
2.4 坐骨神經(jīng)神經(jīng)傳導(dǎo)速度測(cè)定 使用BL-420S 生物機(jī)能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。大鼠腹腔注射水合氯醛(35 mg/kg) 麻醉,俯臥位固定,將刺激雙針電極置于大鼠右側(cè)坐骨切跡處坐骨神經(jīng)傳出部位,于同側(cè)踝關(guān)節(jié)坐骨神經(jīng)經(jīng)過部位用雙針電極記錄,參考電極置于刺激電極與記錄電極之間、距記錄電極1 cm 處。用波寬1 ms 的單刺激,延時(shí)10 000 ms,每2 個(gè)刺激之間間隔5 s 以上,記錄復(fù)合動(dòng)作電位的峰-峰值作為波幅值,嚴(yán)格控制室溫(20±0.5) ℃,保持動(dòng)物體溫37 ℃。計(jì)算機(jī)記錄刺激開始到動(dòng)作電位出現(xiàn)的時(shí)間,即潛伏時(shí)間,將大鼠后足以自然肢體狀態(tài)與脊柱成45 °夾角向斜后方拉直,沿坐骨神經(jīng)經(jīng)過部位和方向,在體表準(zhǔn)確測(cè)定刺激電極到記錄電極之間的距離。MCV =刺激電極與記錄電極間的距離/潛伏時(shí)間。
2.5 血清相關(guān)指標(biāo)測(cè)定 采用ELISA 法。把SOD、MDA、NGF 抗體包被在96 孔微孔板里,做成固相載體,朝微孔中分別加入標(biāo)準(zhǔn)品或標(biāo)本,其中SOD、MDA、NGF 與結(jié)合于固相載體上的抗體結(jié)合,然后加入生物素化的SOD、MDA抗體,把未結(jié)合的生物素化抗體洗凈,再加入HRP 標(biāo)記的親和素,再徹底洗漆1 次后加入TMB 底物顯色;TMB 在過氧化物酶的催化下轉(zhuǎn)化成藍(lán)色,并且在酸的作用下轉(zhuǎn)化為最終的黃色,其深淺與SOD、MDA、NGF 呈正相關(guān)。酶標(biāo)儀檢測(cè)450 nm 波長處光密度(OD),計(jì)算因子水平,具體操作根據(jù)試劑盒說明書嚴(yán)格執(zhí)行。
2.6 RT-PCR 檢測(cè)坐骨神經(jīng)組織NGFmRNA 表達(dá) 取大鼠坐骨神經(jīng)(長度不小于5 mm),以液氮研磨組織粉末,氯仿-異丙醇法提取總RNA,瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)RNA 純度和有無降解。按照逆轉(zhuǎn)錄試劑盒操作合成cDNA。以cDNA為模板,按照ABI Prism 7000 實(shí)時(shí)定量PCR 儀操作規(guī)程檢測(cè),進(jìn)行擴(kuò)增,檢測(cè)mRNA 表達(dá)用儀器配套的SDS1.1 軟件分析,內(nèi)參選擇GAPDH。引物序列:NGF正向5′-CAACAGGACTCACAGGAGCAAGC-3′,反向 5′-GATGTCCGTGGCTGTGGTCTTATC -3′;GAPDH正向 5′-AGTGCCAGCCTCGTCTCATA-3′,反向 5′-TGAACTTGCCGTGGGTAGAG-3′。每個(gè)樣本、指標(biāo)重復(fù)3 次。
2.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 15.0 軟件進(jìn)行處理,數(shù)據(jù)以() 表示,滿足正態(tài)性和方差齊性,多組間比較采用方差分析,兩兩比較采用LSD 檢驗(yàn);不滿足正態(tài)分布,采用Wilcoxon 秩和檢驗(yàn)。以P<0.05 為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
3.1 紅花黃色素對(duì)DPN 大鼠坐骨神經(jīng)MCV 的影響 在藥物干預(yù)前與正常組比較,DPN 大鼠MCV 降低(P<0.05)。在藥物干預(yù)后,模型組MCV 較正常組下降(P<0.01);與模型組比較,紅花黃色素給藥組大鼠MCV 升高(P<0.01),提示注射用紅花黃色素可能具有延緩DPN 大鼠MCV 下降的作用,見表1。
表1 紅花黃色素對(duì)DPN 大鼠坐骨神經(jīng)MCV 的影響(m/s,, n=10)
表1 紅花黃色素對(duì)DPN 大鼠坐骨神經(jīng)MCV 的影響(m/s,, n=10)
注:與正常組比較,▲P <0.05,▲▲P <0.01;與模型組比較,##P<0.01。
3.2 紅花黃色素對(duì)DPN 大鼠SOD、MDA、NGF 的影響DPN 大鼠SOD 水平低于正常大鼠(P<0.01),MDA 水平高于正常大鼠(P<0.01),提示DPN 的發(fā)生、發(fā)展與氧化應(yīng)激有關(guān)。與模型組比較,給藥組及陽性對(duì)照組SOD、NGF 水平升高,MDA 水平降低(P<0.05,P<0.01),見表2。與正常組比較,模型組NGFmRNA 表達(dá)降低 (P<0.01);與模型組比較,給藥組NGFmRNA 表達(dá)升高(P<0.01),見圖1。
表2 紅花黃色素對(duì)DPN 大鼠血清SOD、MDA、NGF 水平的影響(, n=10)
表2 紅花黃色素對(duì)DPN 大鼠血清SOD、MDA、NGF 水平的影響(, n=10)
注:與正常組比較,▲▲P<0.01;與模型組比較,#P<0.05,##P<0.01。
DPN 與OS 關(guān)系密切,國外內(nèi)的研究均發(fā)現(xiàn)DPN 患者體內(nèi)的MDA 顯著升高、SOD 顯著下降[11-12],提示DPN 的發(fā)生、發(fā)展與SOD 水平下降、MDA 水平上升有關(guān)。OS 可導(dǎo)致雪旺細(xì)胞損傷[13-14],從而引起內(nèi)源性NGF 合成和分泌障礙。NGF 表達(dá)下降與DPN 的發(fā)生和發(fā)展存在密切聯(lián)系。
圖1 紅花黃色素對(duì)DPN 大鼠坐骨神經(jīng)組織NGF mRNA表達(dá)的影響
糖尿病的臨床表現(xiàn)為口干多飲、多食易饑、多尿、消瘦,屬中醫(yī)學(xué)“消渴病”范疇。DPN 的臨床表現(xiàn)為肢體麻木、疼痛、冰涼、乏力等各種感覺異常,屬于中醫(yī)學(xué)“痹癥”范疇。由于其與消渴病關(guān)系密切,是患消渴病日久、病情遷延所致的“變證”,故現(xiàn)代中醫(yī)學(xué)將DPN 稱為“消渴病痹癥”。消渴病痹癥之候輕者表現(xiàn)為肢端麻木不仁,重者表現(xiàn)為痛如針刺、痛有定處,其特點(diǎn)與瘀血內(nèi)生、經(jīng)絡(luò)不通所致之疼痛特點(diǎn)相符。因此,運(yùn)用中醫(yī)藥治療DPN應(yīng)以活血化瘀為基本治法。中藥紅花首載于《新修本草》,性溫,味辛,具活血通經(jīng)、祛瘀止痛之功[15]。注射用紅花黃色素是紅花的主要活性成分[16]。既往研究發(fā)現(xiàn)紅花黃色素具有擴(kuò)張動(dòng)脈、抗凝、抗氧化等作用[17-19]。
本研究發(fā)現(xiàn),接受注射用紅花黃色素腹腔注射4 周后,糖尿病大鼠坐骨神經(jīng)MCV 有上升,但與給藥前對(duì)比,差異未存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,未能證實(shí)注射用紅花黃色素具有逆轉(zhuǎn)高血糖引起神經(jīng)功能損傷。但在干預(yù)后,給藥組MCV 優(yōu)于模型組,提示注射用紅花黃色素能延緩DPN 進(jìn)展。本研究發(fā)現(xiàn)注射用紅花黃色素具有抗氧化應(yīng)激、上調(diào)NGF 表達(dá)的作用;與模型組相比,注射用紅花黃色素組SOD、NGF 水平升高。本研究結(jié)果顯示,紅花黃色素可減輕高血糖引起的氧化應(yīng)激,延緩神經(jīng)組織中NGF 表達(dá)下降,從而發(fā)揮保護(hù)神經(jīng)組織的作用。