王興紅 鄧海峰 孫縵利
(漯河醫(yī)學(xué)高等??茖W(xué)校,河南 漯河 462000)
目前,糖尿病腎臟疾病是醫(yī)學(xué)界研究的熱點(diǎn)。槲皮素因具有廣泛的藥理學(xué)作用,現(xiàn)在受到了越來(lái)越廣泛的關(guān)注。它是一種天然的黃酮類化合物,其優(yōu)勢(shì)是具有多靶點(diǎn)作用和綜合治療優(yōu)勢(shì)的一個(gè)中藥單體[1]。王天然等(2013)研究表明,槲皮素對(duì)大鼠慢性腎功能衰竭具有一定的防治作用,但是具體的機(jī)制尚未完全闡述清楚[2]。倪彩菊等(2021)研究表明,Wnt/β-catenin信號(hào)通路廣泛存在于各類生物體內(nèi),它是一條相對(duì)較保守的信號(hào)傳導(dǎo)通路,參與調(diào)控細(xì)胞的分化、增殖、遷移和凋亡等系列過(guò)程[3]。Milanesi等(2019)研究表明,Wnt信號(hào)異常激活將導(dǎo)致腫瘤、纖維增生等疾病的發(fā)生發(fā)展過(guò)程,同時(shí)也可調(diào)控誘導(dǎo)多能干細(xì)胞向心肌細(xì)胞的分化及增殖,從而起到改善心肌肥厚的作用[4]。本研究從Wnt/β-catenin/GSK3β信號(hào)通路入手,研究槲皮素對(duì)糖尿病腎臟疾病的作用機(jī)制。
槲皮素(美國(guó)Sigma,純度≥98%),批號(hào) 190123;驍悉(上海羅氏制藥有限公司),批號(hào)191123。
成年健康雄性SD大鼠,清潔級(jí),體重300~350 g,購(gòu)于湖南斯萊克景達(dá)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司[SCXK(湘)2016-0003]。全部大鼠常規(guī)飼料喂養(yǎng),自由飲水。
鏈脲佐菌素(STZ)由美國(guó)Sigma公司生產(chǎn),純度>99%;Wnt3a小鼠抗大鼠單克隆抗體(批號(hào)191009)、p-GSK-3β小鼠抗大鼠單克隆抗體(批號(hào)190907)、β-catenin小鼠抗大鼠單克隆抗體(批號(hào)191003)購(gòu)自北京博奧森生物公司。
三諾SXT-1型快速血糖測(cè)定儀(長(zhǎng)沙),PowerPac 200電泳儀(美國(guó)BIO-RAD公司),Trans-Blot電泳濕轉(zhuǎn)儀(美國(guó)BIO-RAD公司)。
1.5.1 動(dòng)物模型的建立與分組
實(shí)驗(yàn)組大鼠一次性腹腔注射STZ 60 mg/kg,以血糖≥16.65 mmol/L為糖尿病大鼠;正常對(duì)照組腹腔注射等體積檸檬酸緩沖液。實(shí)驗(yàn)組糖尿病大鼠隨機(jī)分為糖尿病模型組、25 mg/kg槲皮素組和50 mg/kg槲皮素組,槲皮素組臨用前用生理鹽水配成10 g/L的槲皮素溶液每日灌胃治療,正常對(duì)照組和糖尿病模型組按體重?fù)Q算等體積的生理鹽水灌胃處理。
1.5.2 標(biāo)本采集與處理
第56 d,各組大鼠均心臟采血備用,并立即處死,剖腹取雙側(cè)腎臟標(biāo)本,用濾紙吸干水分,去包膜,稱重,計(jì)算腎臟肥大指數(shù)(KW/BW,腎臟肥大指數(shù)=雙側(cè)腎質(zhì)量/體質(zhì)量)。
1.5.3 血糖
采用快速血糖測(cè)定儀測(cè)定各組大鼠血糖。
1.5.4 血BUN、Scr及24h尿蛋白測(cè)定
血BUN、Scr用全自動(dòng)生化分析儀測(cè)定;24h尿蛋白的含量采用雙縮脲法測(cè)定。
1.5.5 Western blot測(cè)定腎組織Wnt3a、p-GSK-3β和β-catenin蛋白的表達(dá)水平
總蛋白含量采用BCA法測(cè)定。蛋白樣品進(jìn)行10%SDSPAGE電泳,轉(zhuǎn)移至PVDF膜上,封閉,加入一抗兔抗Wnt3a抗體(1 ∶500)、兔抗p-GSK-3β抗體(1 ∶1 000)和兔抗β-catenin抗體(1 ∶1 000稀釋),4 ℃孵育過(guò)夜,棄去一抗,TBST洗膜3次,每次15 min。洗滌后二抗[羊抗小鼠抗體(1 ∶5 000)]孵育,置于搖床上搖動(dòng),室溫下1 h,棄去二抗,TBST洗膜3次,每次15 min;ECL發(fā)光劑暗室曝光成像、拍照,ImageJ軟件分析求得IOD。
采用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析。數(shù)據(jù)均采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(Mean±SD)表示,多組間比較采用單因素方差分析(ANOVA),各組均數(shù)間的兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn)。P<0.05,認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
與正常對(duì)照組比較,糖尿病模型組大鼠出現(xiàn)多飲、多尿、多食的癥狀,且毛發(fā)色澤黯淡、精神萎靡、活動(dòng)減少,隨著病程延長(zhǎng),除大鼠體重呈下降趨勢(shì)外,其他癥狀更加明顯;與糖尿病模型組比較,槲皮素組治療8周后,上述癥狀和體征均得到較明顯改善。
與正常對(duì)照組比較,糖尿病模型組大鼠腎臟肥大指數(shù)、血BUN、Scr和24h尿蛋白均顯著升高(P<0.05或P<0.01);與糖尿病模型組比較,槲皮素組大鼠腎臟肥大指數(shù)、血BUN、Scr和24h尿蛋白顯著降低(P<0.05或P<0.01),見表1。
表1 各組大鼠血BUN、Scr、24h尿蛋白、腎臟肥大指數(shù)比較(,n=10)
表1 各組大鼠血BUN、Scr、24h尿蛋白、腎臟肥大指數(shù)比較(,n=10)
注:與模型組比較,*表示P<0.05,**表示P<0.01(下同)。
與正常對(duì)照組比較,糖尿病模型組大鼠腎組織Wnt3a、p-GSK-3β和β-catenin的表達(dá)顯著升高(P<0.01);與糖尿病模型組比較,槲皮素組大鼠腎組織Wnt3a、p-GSK-3β和β-catenin的表達(dá)顯著降低(P<0.01),見圖1、表2。
表2 各組大鼠腎組織Wnt3a、p-GSK-3β和β-catenin表達(dá)的比較(,n=10)
表2 各組大鼠腎組織Wnt3a、p-GSK-3β和β-catenin表達(dá)的比較(,n=10)
圖1 各組大鼠腎組織Wnt3a、p-GSK-3β和β-catenin蛋白表達(dá)量(Western blot檢測(cè))
糖尿病性腎?。―N)是糖尿病患者最主要的微血管慢性并發(fā)癥之一,目前的治療除了進(jìn)行血液透析,尚無(wú)有效的根治措施。因此,采取有效的措施延緩腎功能的下降是有效預(yù)防DN的重要措施。
Wang等(2018)研究表明,β-catenin是一種多功能蛋白質(zhì),可作為經(jīng)典Wnt信號(hào)通路的第二信使[5]。Li(2017)等研究發(fā)現(xiàn),Wnt3a信號(hào)通路不僅調(diào)控胰島β細(xì)胞的代謝和功能,而且參與糖尿病并發(fā)癥的發(fā)生、發(fā)展,顯示其在糖尿病中具有越來(lái)越重要的作用[6]。Kang等(2020)實(shí)驗(yàn)證實(shí)白芍總苷對(duì)心肌肥厚大鼠的β-catenin蛋白表達(dá)有顯著劑量依賴性的抑制作用,提示它可能是通過(guò)抑制β-catenin表達(dá)發(fā)揮抗心肌肥厚作用,推測(cè)Baurand實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能與心臟成纖維細(xì)胞適度增殖可防止心力衰竭的發(fā)生發(fā)展有關(guān),即可能與β-catenin基因敲除組的心臟成纖維細(xì)胞適度增殖相關(guān)[7]。
槲皮素是一種天然的黃酮類化合物,對(duì)冠心病及高血壓患者也有輔助治療作用[8]。課題組前期研究槲皮素可以降低腎組織氧化應(yīng)激水平和增強(qiáng)抗氧化能力,并減少BUN、Scr、24h蛋白尿,發(fā)揮保護(hù)糖尿病腎臟的作用[9]。本研究進(jìn)一步探討了槲皮素對(duì)DN的保護(hù)作用機(jī)制,結(jié)果顯示,糖尿病模型組Wnt3a、p-GSK-3β和β-catenin的表達(dá)顯著增高,表明上述蛋白參與了糖尿病腎臟疾病的損害過(guò)程,這與前人的研究結(jié)果是一致的;而經(jīng)過(guò)槲皮素治療8周后,這些參與蛋白均明顯降低,此結(jié)果顯示槲皮素能通過(guò)抑制Wnt3a、p-GSK-3β和β-catenin蛋白的表達(dá),對(duì)腎組織和腎功能有一定的保護(hù)作用。
綜上所述,槲皮素對(duì)糖尿病大鼠腎功能的保護(hù)作用機(jī)制與抑制Wnt/β-catenin/GSK3β信號(hào)通路密切相關(guān)。它能通過(guò)抑制Wnt/β-catenin/GSK3β信號(hào)通路,避免GSK-3β蛋白的磷酸化,進(jìn)而使β-catenin保持在一個(gè)較低的水平內(nèi),從而抑制了腎臟的肥大。