楊潔珂,王麗,于千惠,刁會(huì),樊均明,2△
慢性腎臟病(chronic kidney disease,CKD)在世界范圍內(nèi)已被視為重要公共衛(wèi)生問題[1]。內(nèi)皮細(xì)胞損傷、炎性細(xì)胞浸潤、毒素蓄積進(jìn)一步加快了終末期腎 ?。╡nd-stage renal disease,ESRD)發(fā) 展 的 進(jìn)程[2-3]。近年來,隨著“腸-腎軸”理論的提出,研究顯示腸道微生態(tài)與CKD之間存在密切聯(lián)系[4]。人體腸道由益生菌和機(jī)會(huì)致病菌維持著“動(dòng)態(tài)平衡”[5]。研究發(fā)現(xiàn),慢性腎功能衰竭患者中,尤其是ESRD患者,長期代謝蓄積體內(nèi)的廢物,致血液內(nèi)毒素濃度過高而透過腸壁血管進(jìn)入腸腔,引起腸道微生態(tài)改變,導(dǎo)致菌群失調(diào)[6]。而失調(diào)的菌群又可導(dǎo)致腸道功能紊亂,蛋白質(zhì)降解受阻,毒素蓄積,從而進(jìn)一步加重CKD的進(jìn)展[7]。與此同時(shí),隨著測(cè)序技術(shù)的不斷發(fā)展,長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA,lncRNA)的生物學(xué)功能受到關(guān)注。根據(jù)最新研究結(jié)果,lncRNA在CKD的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用[8]。因此,探究lncRNA在“腸-腎軸”中的功能可能是一種新近治療思路。黃芪多糖(astragalus polysaccharides,APS)是傳統(tǒng)中藥黃芪中的主要成分之一,具有明確的抗炎、抗氧化、抗纖維化、調(diào)節(jié)菌群等作用[9-11]。但黃芪多糖是否在腸、腎發(fā)揮聯(lián)動(dòng)調(diào)節(jié)作用仍未明確。本研究旨在從腸道微生態(tài)角度,探討黃芪多糖對(duì)慢性腎功能衰竭小鼠的保護(hù)作用,以闡明其可能的治療機(jī)制。
1.1 材料
1.1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物6~8周齡雄性健康Balb/c小鼠30只,體質(zhì)量18~22 g,購于成都達(dá)碩實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)許可證號(hào):SCXK(川)2015-030。將所有動(dòng)物置于溫度和濕度受控的房間中飼養(yǎng),溫度(21.0±2.0)℃,濕度(65±5)%,自由飲水,并保持12 h/12 h晝夜循環(huán)光照。所有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)均根據(jù)西南醫(yī)科大學(xué)動(dòng)物倫理委員會(huì)批準(zhǔn)的指導(dǎo)原則進(jìn)行。
1.1.2 主要試劑與儀器 黃芪多糖(純度:HPLC>95%;Macklin,A860847)??俁NA提取試劑盒(Tiangen,DP419);實(shí)時(shí)熒光定量逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)(qPCR)試劑盒KitHiScript?ⅢRT SuperMix(+gDNA wiper)(Vazyme,7E34219);糞便基因組DNA提取試劑盒(Tiangen,DP328);肌酐(Scr)肌氨酸氧化酶法試劑盒(南京建成,C011-2-1);尿素氮(BUN)脲酶法試劑盒(南京建成,C013-2-1);尿蛋白定量(CBB法)測(cè)試盒(南京建成,C011-2-1);鏈霉卵白素-生物素標(biāo)記山羊抗兔、山羊抗小鼠IgG二抗(中杉金橋,SP-9001、SP-9002);小鼠腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細(xì)胞介素(IL)-1β、IL-6酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定(ELISA)試劑盒(Neobioscience,EMC102a、EMC001b、EMC004);鼠抗鼠緊密連接蛋白-1(ZO-1、Claudin-1、Occludin-1)單 克 隆 抗 體(Life technologies,QG215365、QD215273、QH215846),小鼠抗鼠核因子κB(NF-κB)單克隆抗體(Bioss,bs-0465R);兔抗鼠p-NF-κB單克隆抗體(CST,#3033);辣根過氧化物酶(HRP)標(biāo)記的山羊抗兔、山羊抗小鼠IgG(H+L)(碧云天,A0208、A0216)二抗。ECL凝膠成像系統(tǒng)(BIO-RAD,USA);Light Cycler?480II PCR儀(Roche,Swiss);VS120虛 擬數(shù)字切片顯微鏡(Olympus,Japan)。
1.2 方法
1.2.1 分組及建模 將30只小鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后采用隨機(jī)數(shù)字表法分為假手術(shù)組、慢性腎功能衰竭模型組(模型組)和黃芪多糖干預(yù)組(APS組),每組10只。1%戊巴比妥鈉(10 mL/kg)腹腔注射,無菌條件下分別沿后正中線左側(cè)0.5 cm,肋弓下緣0.5 cm處做手術(shù)切口,游離左側(cè)腎臟,模型組和APS組予以左腎切除并逐層縫合切口,假手術(shù)組只游離腎臟不切除并縫合切口。術(shù)后繼續(xù)正常喂養(yǎng)1周,將模型組和APS組予以右腎的上1/3和下1/3結(jié)扎,將右腎等分為腎上、中、下三部分并縫合切口,假手術(shù)組同樣只游離腎臟不結(jié)扎并縫合切口。術(shù)后正常喂養(yǎng)7周,隨后APS組給予APS 100 mg(/kg·d)灌胃,其余2組給予等體積生理鹽水連續(xù)灌胃。4周后行心臟取血并處死小鼠,處死前1 d各組小鼠置于代謝籠飼養(yǎng),收集小鼠24 h尿液和糞便。處死后收集小鼠血清及右腎中部、結(jié)腸組織樣本,部分置于4%多聚甲醛中固定24 h,隨后乙醇梯度脫水、石蠟包埋切片;剩余部分凍存于-80℃冰箱進(jìn)行后續(xù)分析。5/6腎切除模型造模期間,模型組死亡2只;灌胃期間模型組小鼠死亡2只,APS組死亡1只;小鼠出現(xiàn)死亡及時(shí)補(bǔ)充造模。
1.2.2 血清Scr、BUN、24 h尿蛋白定量檢測(cè) 心臟采血后于4℃靜置過夜,隨后3 000 r/min離心15 min吸取上層血清。準(zhǔn)備好收集的血清、尿液按照操作說明書分別檢測(cè)血清Scr、BUN和24 h尿蛋白定量。
1.2.3 HE、天狼星紅染色 將切片置于65℃烤箱烘烤2 h,予以二甲苯脫蠟,梯度乙醇復(fù)水。蘇木素滴染2 min,自來水沖洗;伊紅浸染1 min,自來水沖洗行HE染色。天狼星紅浸染2 h,自來水沖洗,蘇木素染核3 min,自來水沖洗行天狼星紅染色。脫水透明封片后置于光鏡下觀察腎臟和腸道的結(jié)構(gòu)改變及腎臟纖維沉積情況。
1.2.4 免疫組織化學(xué)染色檢測(cè)緊密連接蛋白-1家族及p-NF-κB表達(dá)水平 切片置于65℃烤箱烘烤2 h,予以二甲苯脫蠟,梯度乙醇復(fù)水。予檸檬酸三鈉抗原修復(fù),晾至室溫后滴加過氧化氫阻斷劑10 min,封閉液15 min,滴加鼠抗ZO-1、Claudin-1、Occludin-1一抗,兔抗p-NF-κB一抗(1∶150),4℃孵育過夜,分別滴加對(duì)應(yīng)抗小鼠、抗兔二抗后常溫孵育1 h,DAB顯色劑顯色,蘇木素染核數(shù)秒,無水乙醇脫水,二甲苯透明。封片后置于光鏡下觀察免疫復(fù)合物沉積情況。
1.2.5 ELISA檢測(cè)IL-1β、IL-6和TNF-α表達(dá)水平 收集小鼠血清,按試劑盒操作說明分別檢測(cè)各組IL-1β、IL-6和TNF-α細(xì)胞因子水平。
1.2.6 Western blot檢測(cè)緊密連接蛋白-1家族及p-NF-κB蛋白水平 各組取適量結(jié)腸及腎臟皮質(zhì)樣本于RIPA蛋白裂解液和PMSF混合液中充分裂解30 min提取總蛋白,考馬斯亮藍(lán)法定量蛋白濃度,加Loading Buffer煮沸后取30 μg蛋白上樣,SDS-PAGE分離轉(zhuǎn)移至PVDF膜,5%BSA室溫封閉1 h,加入相應(yīng)的ZO-1、Claudin-1、Occludin-1、p-NF-κB、NF-κB(1∶1 000)、GAPDH(1∶50 000)一抗于4℃搖床過夜,次日TBST洗膜后加入帶HRP標(biāo)記山羊抗兔、抗鼠二抗(1∶2 000)于室溫孵育1 h,滴加ECL發(fā)光液于Bio-rad凝膠成像系統(tǒng)成像。以Image J軟件分析條帶灰度值,計(jì)算目的蛋白與內(nèi)參蛋白GAPDH的比值以及p-NF-κB與NF-κB的比值,進(jìn)行定量分析。
1.2.7 總RNA及糞便基因組DNA的提取 各組取適量腎臟皮質(zhì)樣本,在Trizol裂解液中充分裂解,按照RNA simple Total RNA Kit試劑盒說明書提取總RNA,測(cè)RNA濃度,參照試劑盒說明書制備逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)體系,將總RNA逆轉(zhuǎn)錄為cDNA。取適量新鮮糞便樣本根據(jù)糞便基因組DNA提取試劑盒說明書提取糞便DNA,測(cè)定樣品DNA濃度及A260/A280比值,比值在1.8左右為佳,否則重提。
1.2.8 qPCR檢測(cè)促炎細(xì)胞因子、糞便菌群的表達(dá)量 在LightCycler?480Ⅱ儀器上進(jìn)行qPCR檢測(cè)腎臟組織中l(wèi)ncRNA Arid2-IR及促炎細(xì)胞因子IL-1β、IL-6和TNF-α的表達(dá)量,以GAPDH作為內(nèi)參基因,通過比較循環(huán)閾值2-ΔΔCt分析結(jié)果。檢測(cè)糞便中乳酸桿菌、雙歧桿菌和大腸桿菌的表達(dá)量,采用細(xì)菌16 s rRNA V3區(qū)的擴(kuò)增產(chǎn)物作為對(duì)照[12],通過循環(huán)閾值2-ΔΔCt分析結(jié)果。整個(gè)擴(kuò)增程序:95℃10 min預(yù)變性,40個(gè)循環(huán)(95℃15 s,60℃15 s,72℃20 s)變性、退火、延伸;每個(gè)樣本均設(shè)置3次重復(fù),基因引物及細(xì)菌引物序列見表1,引物由上海生物工程有限公司合成。
Tab.1 The primer sequences of qPCR表1 qPCR所用引物序列
1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 21.0和GraphPad Prism 8軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,數(shù)據(jù)均采用±s表示。2組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn),多組間比較采用One-way ANOVA,組間多重比較采用LSD-t檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 APS對(duì)CKD小鼠腎功能的影響 與假手術(shù)組相比,模型組和APS組Scr、BUN和24 h尿蛋白總量均明顯升高,而APS組Scr、BUN和24 h尿蛋白較模型組均顯著下降(P<0.05),見表2。
Tab.2 Comparison of Scr,BUN and 24 h urine protein content between the three groups of mice表2各組小鼠Scr、BUN及24 h尿蛋白含量的比較(n=10,±s)
Tab.2 Comparison of Scr,BUN and 24 h urine protein content between the three groups of mice表2各組小鼠Scr、BUN及24 h尿蛋白含量的比較(n=10,±s)
**P<0.01,a與假手術(shù)組比較,b與模型組比較,P<0.05
組別Scr(μmol/L)BUN(mmol/L)24 h尿蛋白總量(mg/L)假手術(shù)組7.85±1.266.26±0.771.72±0.30模型組147.80±10.68a19.34±1.98a6.42±0.15a APS組59.70±5.15ab12.86±1.53ab4.54±0.37ab F528.532**93.374**201.827**
2.2 APS對(duì)CKD小鼠腎臟和結(jié)腸病理損傷的影響 腎臟HE染色結(jié)果顯示,與假手術(shù)組相比,模型組腎小球明顯萎縮硬化,腎小管擴(kuò)張明顯,伴隨腎小管上皮細(xì)胞壞死脫落;APS組腎小管上皮細(xì)胞凋亡減少,管腔擴(kuò)張程度減輕,腎小球形態(tài)稍有恢復(fù),見圖1。天狼星紅染色結(jié)果顯示,與假手術(shù)組相比,模型組染色陽性區(qū)域明顯,腎纖維化程度嚴(yán)重;而APS組纖維化程度明顯改善,見圖2。HE染色結(jié)果顯示,假手術(shù)組結(jié)腸黏膜上皮完整,絨毛排列整齊;模型組黏膜上皮脫落糜爛,絨毛縮短,數(shù)量減少,刷狀緣不連續(xù),固有層水腫明顯,炎細(xì)胞浸潤,紅細(xì)胞增多;APS組絨毛高度有所恢復(fù),刷狀緣連續(xù)性有所改善,炎細(xì)胞減少,腸黏膜損傷較模型組有明顯好轉(zhuǎn),但仍存在水腫,見圖3。
Fig.1 The effect of APS on mouse kidney tissue structure(HE staining,×200)圖1 APS對(duì)小鼠腎臟組織結(jié)構(gòu)的影響(HE染色,×200)
Fig.2 The effect of APS on kidney fiber deposition in mice(sirius red stain,×200)圖2 APS對(duì)小鼠腎臟纖維沉積的影響(天狼星紅染色,×200)
Fig.3 The effect of APS on the morphology of mouse colonic epithelium(HE staining,×200)圖3 APS對(duì)小鼠結(jié)腸上皮組織形態(tài)的影響(HE染色,×200)
Fig.4 The effect of APS on Claudin-1 expression in mouse colon tissues(immunohistochemical staining,×200)圖4 APS對(duì)小鼠結(jié)腸組織Claudin-1表達(dá)的影響(免疫組織化學(xué)染色,×200)
Fig.5 The effect of APS on Occludin-1 expression in mouse colon tissues(immunohistochemical staining,×200)圖5 APS對(duì)小鼠結(jié)腸組織Occludin-1表達(dá)的影響(免疫組織化學(xué)染色,×200)
Fig.6 The effect of APS on ZO-1 expression in mouse colon tissues(immunohistochemical staining,×200)圖6 APS對(duì)小鼠結(jié)腸組織ZO-1表達(dá)的影響(免疫組織化學(xué)染色,×200)
Fig.8 The effect of APS on the expression of p-NF-κB in mouse kidney tissues(immunohistochemical staining,×200)圖8 APS對(duì)小鼠腎臟組織p-NF-κB表達(dá)的影響(免疫組織化學(xué)染色,×200)
2.3 APS對(duì)CKD小鼠結(jié)腸組織緊密連接蛋白Claudin-1、Occludin-1及ZO-1表達(dá)水平的影響 免疫組織化學(xué)染色結(jié)果顯示,假手術(shù)組小鼠結(jié)腸組織Claudin-1、Occludin-1、ZO-1蛋白均呈蜂窩狀或點(diǎn)狀聚集,并均勻分布在腸上皮細(xì)胞頂端,模型組3種蛋白零散且分布不均,APS組可見緊密連接蛋白表達(dá)有所恢復(fù)并均勻分布,見圖4~6。Western blot結(jié)果顯示,與假手術(shù)組相比,模型組與APS組結(jié)腸組織Claudin-1、Occludin-1、ZO-1蛋白表達(dá)明顯下降,而APS組3種蛋白的表達(dá)量較模型組明顯升高(P<0.01),見圖7、表3。
Fig.7 Protein levels of Claudin-1,Occludin-1 and ZO-1 in mouse colon tissue of the 3 groups圖7 Western blot檢測(cè)3組小鼠結(jié)腸組織中Claudin-1、Occludin-1和ZO-1蛋白水平
Tab.3 Comparison of expression levels of Claudin-1,Occludin-1 and ZO-1 in colonic tissues of mice between the three groups表3各組小鼠結(jié)腸組織Claudin-1,Occludin-1及ZO-1蛋白的表達(dá)水平比較 (n=10,±s)
Tab.3 Comparison of expression levels of Claudin-1,Occludin-1 and ZO-1 in colonic tissues of mice between the three groups表3各組小鼠結(jié)腸組織Claudin-1,Occludin-1及ZO-1蛋白的表達(dá)水平比較 (n=10,±s)
**P<0.01,a與假手術(shù)組比較,b與模型組比較,P<0.05
組別Claudin-1Occludin-1ZO-1假手術(shù)組1.69±0.131.32±0.102.01±0.09模型組0.59±0.07a0.48±0.04a1.06±0.11a APS組0.87±0.13ab0.56±0.02ab1.44±0.15ab F 77.892**177.000**49.022**
2.4 APS對(duì)CKD小鼠炎癥反應(yīng)的影響qPCR結(jié)果顯示,與假手術(shù)組相比,模型組小鼠腎組織IL-1β、IL-6、TNF-α的表達(dá)水平明顯升高,而APS組較模型組IL-1β、IL-6、TNF-α 的表達(dá)均明顯下降(P<0.05),見表4。ELISA檢測(cè)結(jié)果顯示,與假手術(shù)組比較,模型組小鼠血清IL-1β、IL-6、TNF-α表達(dá)顯著升高,而APS組較模型組IL-1β、IL-6、TNF-α表達(dá)下降(P<0.05),見表5。
Tab.4 Comparison of mRNA expression levels of IL-1β,IL-6 and TNF-α in renal tissues of mice between the three groups表4各組小鼠腎組織IL-1β、IL-6、TNF-α mRNA表達(dá)水平比較 (n=10,±s)
Tab.4 Comparison of mRNA expression levels of IL-1β,IL-6 and TNF-α in renal tissues of mice between the three groups表4各組小鼠腎組織IL-1β、IL-6、TNF-α mRNA表達(dá)水平比較 (n=10,±s)
*P<0.05,**P<0.01;a與假手術(shù)組比較,b與模型組比較,P<0.05
組別IL-1βIL-6TNF-α假手術(shù)組1.11±0.201.03±0.301.02±0.24模型組3.13±0.30a2.88±0.57a3.46±0.68a APS組2.07±0.21ab1.87±0.54ab2.42±0.31ab F 57.550**10.910*21.620**
Tab.5 Comparison of the serum expression levels of IL-1β,IL-6 and TNF-α between the three groups of mice表5各組小鼠血清中IL-1β、IL-6、TNF-α水平的比較(n=10,ng/L,±s)
Tab.5 Comparison of the serum expression levels of IL-1β,IL-6 and TNF-α between the three groups of mice表5各組小鼠血清中IL-1β、IL-6、TNF-α水平的比較(n=10,ng/L,±s)
**P<0.01,a與假手術(shù)組比較,b與模型組比較,P<0.05
組別IL-1βIL-6TNF-α假手術(shù)組0.03±0.010.12±0.140.23±0.04模型組0.11±0.02a1.12±0.23a0.82±0.08a APS組0.07±0.01ab0.66±0.14ab0.54±0.05ab F 21.384**24.943**77.734**
2.5 APS對(duì)腎臟組織NF-κB活化的影響 免疫組化結(jié)果顯示,與假手術(shù)相比,模型組腎小球及腎間質(zhì)有大量p-NF-κB沉積,而APS組p-NF-κB沉積較模型組明顯減少,見圖8。Western blot結(jié)果顯示,假手術(shù)組、模型組和APS組p-NF-κB蛋白表達(dá)量分別為0.89±0.02、1.25±0.11和1.12±0.15,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(n=10,F(xiàn)=8.671,P<0.05)。與假手術(shù)組相比,模型組p-NF-κB蛋白表達(dá)明顯上升,而APS組p-NF-κB蛋白表達(dá)量較模型組明顯下降(P<0.05),見圖9。
2.6 APS對(duì)腎臟組織lncRNA Arid2-IR的影響 腎臟組織qPCR結(jié)果顯示,假手術(shù)組、模型組和APS組lncRNA Arid2-IR表達(dá)水平分別為1.10±0.26、4.25±0.30和3.24±0.34(n=10,F(xiàn)=8.671,P<0.01)。與假手術(shù)組相比,模型組中l(wèi)ncRNA Arid2-IR的表達(dá)明顯升高,而APS組中l(wèi)ncRNA Arid2-IR較模型組表達(dá)明顯下降(P<0.05)。
Fig.9 Protein levels of p-NF-κB in mouse kidney cortex of the three groups圖9 Western blot檢測(cè)3組小鼠腎皮質(zhì)中p-NF-κB蛋白水平
2.7 APS對(duì)腸道菌群的調(diào)節(jié)作用 小鼠糞便的qPCR結(jié)果顯示,與假手術(shù)組相比,模型組的大腸桿菌表達(dá)量明顯升高,乳酸桿菌、雙歧桿菌的表達(dá)量明顯下降(P<0.05),而APS組乳酸桿菌、雙歧桿菌的表達(dá)量較模型組有所升高,大腸桿菌的表達(dá)量出現(xiàn)下降(P<0.05),見表6。
Tab.6 Comparison of expression levels of probiotics and opportunistic pathogens in feces of each group of mice表6各組小鼠糞便中益生菌及機(jī)會(huì)致病菌表達(dá)量的比較(n=10,±s)
Tab.6 Comparison of expression levels of probiotics and opportunistic pathogens in feces of each group of mice表6各組小鼠糞便中益生菌及機(jī)會(huì)致病菌表達(dá)量的比較(n=10,±s)
**P<0.01,a與假手術(shù)組比較,b與模型組比較,P<0.05
組別 乳酸桿菌 雙歧桿菌 大腸桿菌假手術(shù)組1.01±0.211.00±0.141.01±0.19模型組0.18±0.03a0.09±0.02a10.76±1.81a APS組0.55±0.01ab0.43±0.13ab5.64±1.28ab F 34.452**55.232**43.166**
人體腸道內(nèi)有成百上千種菌群,健康的菌群環(huán)境可參與腸壁保護(hù)、毒素代謝、免疫調(diào)節(jié)等,失調(diào)的菌群環(huán)境亦可誘發(fā)、加重腎臟疾?。?]。這與中醫(yī)認(rèn)為慢性腎功能衰竭的基本病機(jī)為脾腎虧虛、濕濁內(nèi)阻一致[13]。兩者互為因果,相互作用。
在前期研究中[14],本課題組對(duì)我院臨床用于治療慢性腎病的中藥復(fù)方黃芪三七合劑干預(yù)治療5/6腎結(jié)扎誘導(dǎo)的慢性腎功能衰竭小鼠進(jìn)行腸道菌群分析,發(fā)現(xiàn)腎功能衰竭小鼠細(xì)菌的類別發(fā)生了一定變化,其中有益菌雙歧桿菌、乳酸桿菌的菌群豐度顯著降低,但有害菌大腸桿菌的菌群豐度明顯升高,與文獻(xiàn)[15]報(bào)道相一致。研究表明,菌群失調(diào)可激活機(jī)體NF-κB,產(chǎn)生持續(xù)的炎癥反應(yīng),破壞腸道黏膜機(jī)械屏障完整性,導(dǎo)致毒素通過腸壁血管進(jìn)入血液,進(jìn)一步加重CKD患者腎臟負(fù)荷[16-18]。目前,已有研究證實(shí)lncRNA可參與介導(dǎo)CKD的發(fā)生發(fā)展,其中l(wèi)ncRNA np_28496啟動(dòng)子區(qū)域包含了Smad3的結(jié)合位點(diǎn),因其位于Arid2基因的內(nèi)含子區(qū)域內(nèi),又稱lncRNA Arid2-IR。研究發(fā)現(xiàn)該lncRNA在單側(cè)輸尿管梗阻小鼠誘導(dǎo)的腎功能衰竭模型腎臟中高表達(dá)[19]。另有研究發(fā)現(xiàn)其可促進(jìn)NF-κB介導(dǎo)的炎癥,NF-κB活化后可激活下游促炎因子如TNF-α、IL-1β和IL-6的表達(dá),本課題組前期在糖尿病腎病模型中得到同樣結(jié)論[20]。因此,通過介導(dǎo)lncRNA Arid2-IR“從腸治腎”也許是治療慢性腎病的新的方向。
本研究進(jìn)一步探索了黃芪主成分APS對(duì)“腸-腎軸”的調(diào)節(jié)作用。血清Scr、BUN、24 h尿蛋白檢測(cè)結(jié)果顯示黃芪多糖治療可明顯改善腎功能衰竭小鼠的腎臟功能;HE染色及天狼星紅染色發(fā)現(xiàn)APS治療后腎功能衰竭小鼠腎臟及結(jié)腸的病理損傷、腎臟纖維沉積均得到了改善;ELISA檢測(cè)發(fā)現(xiàn)慢性腎功能衰竭模型組小鼠的炎性因子表達(dá)明顯升高,提示機(jī)體處于持續(xù)的全身炎癥狀態(tài)。與此同時(shí),模型組腸道緊密連接蛋白家族中Claudin-1、Occludin-1和ZO-1的表達(dá)均明顯下降,而這些蛋白在維持腸道正常生理功能中起著重要作用,其表達(dá)量降低提示腸黏膜破壞嚴(yán)重,屏障功能受損[21]。經(jīng)APS治療后,慢性腎功能衰竭小鼠腎組織中l(wèi)ncRNA Arid2-IR及p-NF-κB水平均明顯下調(diào),炎性因子表達(dá)下降,而腸上皮緊密連接蛋白的表達(dá)增加。提示系統(tǒng)炎癥以及腸道屏障損傷均明顯改善,腸壁得到了修復(fù),表明APS對(duì)慢性腎功能衰竭小鼠的結(jié)腸腸道屏障具有保護(hù)作用,且該作用可能通過抑制lncRNA Arid2-IR及其下游NF-κB的活化、減輕腎功能衰竭小鼠腎臟及全身的炎癥反應(yīng)而實(shí)現(xiàn)的,與Zhou等[19]的研究結(jié)果一致。進(jìn)一步對(duì)小鼠糞便進(jìn)行qPCR結(jié)果顯示,APS組益生菌(雙歧桿菌、乳酸桿菌)的基因表達(dá)量較模型組升高,而機(jī)會(huì)致病菌(大腸桿菌)的基因表達(dá)量明顯下降,提示菌群環(huán)境亦得到改善,這與Dong等[11]以APS治療腹瀉小鼠的糞便菌群檢測(cè)結(jié)果一致。為進(jìn)一步探究APS對(duì)不同菌群的干預(yù)作用,后續(xù)研究還可將APS單味藥治療的慢性腎功能衰竭模型小鼠糞便進(jìn)行包括宏基因組學(xué)在內(nèi)的深度測(cè)序分析。
綜上,APS能通過維持腸道微生態(tài)對(duì)慢性腎功能衰竭小鼠的腎臟起保護(hù)作用。其機(jī)制可能是通過調(diào)節(jié)腸道菌群的動(dòng)態(tài)平衡恢復(fù)腸道的正常生理功能,下調(diào)lncRNA Arid2-IR表達(dá)以減輕NF-κB磷酸化誘導(dǎo)的系統(tǒng)微炎癥狀態(tài),修復(fù)腸道黏膜損傷,恢復(fù)腸道屏障功能的保護(hù)作用,減輕腎臟負(fù)擔(dān),從而改善腎臟損傷。本研究結(jié)果為臨床應(yīng)用APS及黃芪治療CKD患者,延緩其疾病進(jìn)展提供了基礎(chǔ)理論依據(jù)。