李秀文,李達(dá)麗
(新疆醫(yī)科大學(xué)第六附屬醫(yī)院,新疆 烏魯木齊 830000)
慢性腎衰竭是由于長(zhǎng)期腎實(shí)質(zhì)慢性、進(jìn)行性的損傷導(dǎo)致的腎小球?yàn)V過(guò)率降低,由此引起腎臟內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)及代謝功能發(fā)生紊亂而導(dǎo)致的一種臨床綜合征,是各種慢性腎臟疾病的最終結(jié)局,進(jìn)而逐漸導(dǎo)致機(jī)體各器官功能衰竭而嚴(yán)重危及生命安全[1-4]。目前腎臟替代治療在慢性腎衰竭的治療中發(fā)揮了重要的作用[5],但是在進(jìn)行腎臟替代治療前如何采取有效治療措施延緩腎衰竭進(jìn)展,保護(hù)殘存的腎臟功能具有至關(guān)重要的意義。炎癥是慢性腎衰竭重要的始動(dòng)因素,持續(xù)的微炎癥狀態(tài),促進(jìn)了腎臟的纖維化及腎臟損傷,推動(dòng)了腎衰竭的進(jìn)展[6]。木犀草素是天然的黃酮類化合物,廣泛存在于許多天然植物中,包括菊花、薄荷、迷迭香、百里香、松柏植物和蕨類植物等,具有抗氧化、抗菌、抗炎癥等作用[7-8],但是其對(duì)慢性腎衰竭是否具有保護(hù)作用的研究還較少,為此本研究擬探討木犀草素對(duì)慢性腎衰竭大鼠的保護(hù)作用,并研究其作用機(jī)制。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物6~8周齡SPF級(jí)Wistar健康雄性大鼠30只,體質(zhì)量160~180 g,購(gòu)于卡文斯百格(蘇州)模式動(dòng)物研究有限公司,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)許可證號(hào):SCXK(蘇)2018-0002,所有大鼠于18~24℃通風(fēng)良好的SPF級(jí)動(dòng)物房?jī)?nèi)適應(yīng)性飼養(yǎng)1周。實(shí)驗(yàn)經(jīng)新疆醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理委員會(huì)批準(zhǔn),批準(zhǔn)號(hào):LFYLLSC20191209-01。
1.2 藥物與試劑 木犀草素(成都普利斯生物科技有限公司,貨號(hào):M-007,含量>98%);羧甲基纖維素鈉(山東森美生物科技有限公司生產(chǎn),貨號(hào):FL20);腺嘌呤(美國(guó)Sigma公司,貨號(hào):A8626);白介素-6(IL-6)試劑盒(貨號(hào):ml102828)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)試劑盒(貨號(hào):ml-002859)、尿素氮(BUN)試劑盒(貨號(hào):ml-01049)、血肌酐(SCr)試劑盒(貨號(hào):ml058879)(上海酶聯(lián)生物科技有限公司);兔抗TLR4單克隆抗體(貨號(hào):14358)、兔抗p-p65單克隆抗體(貨號(hào):3031)、兔抗p-IκB單克隆抗體(貨號(hào):76041)、甘油醛-3-磷酸脫氫酶(GAPDH,貨號(hào):2118)、HRP標(biāo)記山羊抗兔IgG二抗(貨號(hào):7074)(美國(guó)CST公司)。木犀草素使用時(shí)加入羧甲基纖維素鈉溶液配制成200、50 mg/kg混懸液。腺嘌呤使用時(shí)加入雙蒸水配制成2.5%混懸液,放置在溫度為4℃的冰箱當(dāng)中,混合均勻方可使用。
1.3 主要儀器DHG-9003型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海姚氏儀器設(shè)備廠);LUX酶標(biāo)儀、PCR儀、凝膠成像系統(tǒng)及定量PCR擴(kuò)增儀(美國(guó)賽默飛公司);移液槍、高速低溫離心機(jī)(長(zhǎng)沙東旺實(shí)驗(yàn)儀器有限公司)。
1.4 造模與分組 隨機(jī)選取21只大鼠進(jìn)行慢性腎衰竭模型建立:配制2.5%的腺嘌呤混懸液,以200 mg/(kg·d)的劑量對(duì)大鼠進(jìn)行灌胃,連續(xù)30 d,建立大鼠慢性腎衰竭模型[9];另取9只大鼠作為對(duì)照組,用生理鹽水灌胃,于第30天隨機(jī)選擇3只對(duì)照組大鼠和3只模型大鼠處死,通過(guò)HE染色法觀察大鼠腎組織病理變化,從而判斷造模是否成功。造模成功后將18只大鼠隨機(jī)分為模型組、木犀草素高劑量組、木犀草素低劑量組,每組6只。
1.5 實(shí)驗(yàn)給藥 木犀草素高、低劑量組大鼠分別用200、50 mg/kg木犀草素混懸液灌胃[10],對(duì)照組和模型組大鼠用生理鹽水灌胃,持續(xù)灌胃15 d。
1.6 觀察指標(biāo)
1.6.1 大鼠行為學(xué)觀察 給藥期間持續(xù)觀察各組大鼠飲食飲水狀態(tài)、大小便情況、體態(tài)、行動(dòng)狀況、毛發(fā)顏色、毛發(fā)濃密情況;記錄造模期間各組大鼠的死亡情況。
1.6.2 ELISA法檢測(cè)大鼠血清IL-6、TNF-α、BUN、SCr含量 第15天給藥1 h以后,將大鼠按體質(zhì)量0.01 mL/g注射1%的戊巴比妥鈉進(jìn)行麻醉,取麻醉后的大鼠腹主動(dòng)脈血5 mL,按照3 000 r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行離心,離心時(shí)間為15 min,離心取血清,采用ELISA法檢測(cè)大鼠血清IL-6、TNF-α、BUN、SCr含量。
1.6.3 HE染色觀察大鼠腎臟組織病理變化 各組大鼠分別脫頸處死,各取出部分腎組織,將腎組織分別用體積百分比為4%的多聚甲醛固定,石蠟包理,5μm厚連續(xù)切片,蘇木精-伊紅(HE)染色后光鏡下觀察腎組織病理形態(tài)變化。
1.6.4 Western blotting法檢測(cè)大鼠腎臟組織中TLR4、p-p65、p-IκB蛋白表達(dá)水平 將蛋白樣品解凍以后,加等體積的2×SDS上樣緩沖液,在100℃溫度中煮沸5 min以達(dá)到蛋白變性的目的,然后按照40μg/孔進(jìn)行加樣,采用SDS/PAGE凝膠電泳法進(jìn)行電泳,將其轉(zhuǎn)移到PVDE膜,對(duì)膜進(jìn)行封閉處理,然后加入兔抗大鼠TLR4一抗(稀釋度1∶200),放置在4℃恒溫環(huán)境中,放置過(guò)夜,再加入稀釋度為1∶10 000的二抗,放置在室溫環(huán)境中2 h,然后采用顯色劑進(jìn)行顯色,顯色時(shí)間為1 min,隨后用蒸餾水進(jìn)行洗滌,采集圖像并保存,采用凝膠圖像分析成像系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)分析,將GAPDH作為內(nèi)參,TLR4和GAPDH面積光密度比值代表TLR4蛋白表達(dá)情況。p-p65、p-IκB蛋白表達(dá)水平檢測(cè)方法同TLR4。
1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,計(jì)量資料采用(±s)表示,多組比較采用單因素方差分析,采用SNK-q檢驗(yàn)進(jìn)行兩兩之間的比較,P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 大鼠行為學(xué)觀察 對(duì)照組大鼠體型圓潤(rùn),動(dòng)作靈敏,毛發(fā)細(xì)密有光澤,飲食及大小便正常,無(wú)死亡;模型組大鼠形態(tài)消瘦,動(dòng)作遲緩,出現(xiàn)脫毛,且毛發(fā)粗糙無(wú)光,不思飲食,尿量較少,大便較稀,死亡2只;木犀草素低劑量組大鼠行為學(xué)與模型組無(wú)明顯差別,死亡1只;木犀草素高劑量組大鼠體型正常,比對(duì)照組大鼠動(dòng)作略微遲緩,毛發(fā)暗淡,并無(wú)脫毛現(xiàn)象,飲食正常,大便較稀,無(wú)死亡情況。存在大鼠死亡的組別均選取相應(yīng)數(shù)量大鼠在相同條件下進(jìn)行重新造模和給藥補(bǔ)足數(shù)量。
2.2 各組大鼠血清BUN、Scr含量比較 與對(duì)照組比較,模型組及木犀草素低、高劑量組大鼠血清中BUN和Scr含量明顯升高(P<0.05);與模型組比較,木犀草素高劑量組大鼠血清中BUN和Scr含量明顯下降(P<0.05);木犀草素低劑量組大鼠血清中BUN和Scr含量與模型組比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。(見(jiàn)表1)
表1 各組大鼠血清BUN和Scr含量比較(±s)
表1 各組大鼠血清BUN和Scr含量比較(±s)
注:與對(duì)照組比較,aP<0.05;與模型組比較,bP<0.05
組別 動(dòng)物數(shù)(只)給藥劑量(mg/kg)BUN(mmol/L)Scr(μmol/L)對(duì)照組 6 - 6.93±0.44 37.02±1.23模型組 6 - 17.28±0.71a 180.83±9.26a木犀草素低劑量組6 50 16.55±0.69a 176.60±10.05a木犀草素高劑量組6 200 11.47±0.86a b 92.02±10.39a b
2.3 各組大鼠血清IL-6、TNF-α含量比較 與對(duì)照組比較,模型組及木犀草素低、高劑量組大鼠血清中IL-6、TNF-α含量明顯升高(P<0.05);與模型組比較,木犀草素高劑量組大鼠血清中IL-6、TNF-α含量明顯下降(P<0.05);木犀草素低劑量組大鼠血清中IL-6、TNF-α含量與模型組比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。(見(jiàn)表2)
表2 各組大鼠血清IL-6和TNF-α含量比較(±s)
表2 各組大鼠血清IL-6和TNF-α含量比較(±s)
注:與對(duì)照組比較,aP<0.05;與模型組比較,bP<0.05
組別 動(dòng)物數(shù)(只)給藥劑量(mg/kg)IL-6(ng/L)TNF-α(ng/L)對(duì)照組 6 - 21.72±3.29 29.50±3.48模型組 6 - 61.24±4.49a 76.46±6.24a木犀草素低劑量組 6 50 58.61±3.56a 72.33±5.72a木犀草素高劑量組 6 200 38.99±3.32ab 42.54±3.93ab
2.4 各組大鼠腎臟組織病理變化 對(duì)照組大鼠腎臟體積正常,顏色為正常的深紅色;模型組大鼠腎臟組織體積增大,蒼白無(wú)血色,大量炎性浸潤(rùn),間質(zhì)纖維化,腎小囊腔擴(kuò)張嚴(yán)重;木犀草素高劑量組大鼠腎臟組織炎性浸潤(rùn)較少,腎小囊腔呈現(xiàn)輕度擴(kuò)張,間質(zhì)纖維化程度較輕,腎臟組織有血色;木犀草素低劑量組大鼠腎臟病理情況與模型組基本一致。(見(jiàn)圖1)
圖1 各組大鼠腎臟組織病理變化(HE,×200)
2.5 各組大鼠腎組織TLR4/NF-κB信號(hào)通路相關(guān)蛋白的表達(dá)情況 與對(duì)照組比較,模型組及木犀草素低、高劑量組大鼠腎臟組織TLR4、p-p65、p-IκB蛋白表達(dá)水平明顯升高(P<0.05);與模型組比較,木犀草素高劑量組大鼠腎臟組織中TLR4、p-p65、p-IκB蛋白表達(dá)水平明顯下降(P<0.05);木犀草素低劑量組大鼠腎臟組織TLR4、p-p65、p-IκB蛋白表達(dá)水平與模型組比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。(見(jiàn)圖2、表3)
圖2 各組大鼠腎組織TLR4、p-p65及p-IκB蛋白電泳條帶
表3 各組大鼠腎組織TLR4、p-p65及p-IκB蛋白表達(dá)比較(±s)
表3 各組大鼠腎組織TLR4、p-p65及p-IκB蛋白表達(dá)比較(±s)
注:與對(duì)照組比較,aP<0.05;與模型組比較,bP<0.05
組別 動(dòng)物數(shù)(只)給藥劑量(mg/kg)TLR4 p-p65 p-IκB對(duì)照組 6 - 0.10±0.01 0.21±0.02 0.15±0.02模型組 6 - 1.50±0.06a 1.50±0.06a 0.96±0.07a木犀草素低劑量組6 50 1.45±0.06a 1.48±0.05a 0.96±0.05a木犀草素高劑量組6 200 0.40±0.05ab 0.80±0.05ab 0.30±0.03ab
慢性腎衰竭病位主要在腎,且與脾緊密相關(guān),最終可累及五臟六腑。中醫(yī)學(xué)中慢性腎衰竭的發(fā)病因素包括腎氣不足和感染風(fēng)寒暑濕燥火六淫?,F(xiàn)代醫(yī)學(xué)認(rèn)為慢性腎衰竭的病理表現(xiàn)主要為腎臟纖維化,包括腎小球硬化、腎小管萎縮、腎間質(zhì)纖維化等[11-12]。目前慢性腎衰竭的發(fā)病機(jī)制尚未完全闡明,其中炎癥反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致腎臟組織損傷并促進(jìn)腎衰竭的進(jìn)展已被證實(shí)[13]。研究發(fā)現(xiàn)[14]核轉(zhuǎn)錄因子信號(hào)通路能夠調(diào)控核內(nèi)相關(guān)靶基因的轉(zhuǎn)錄或者表達(dá),對(duì)炎癥介質(zhì)的生成具有顯著影響,能促進(jìn)炎癥反應(yīng)發(fā)生,從而使得腎臟組織持續(xù)處于微炎癥狀態(tài),導(dǎo)致腎臟組織纖維化,加劇腎臟損傷,促進(jìn)腎衰竭的進(jìn)展。
本研究發(fā)現(xiàn)模型組和木犀草素低劑量組大鼠均出現(xiàn)消瘦、脫毛、毛發(fā)粗糙無(wú)光,不思飲食,尿量較少,大便較稀,而木犀草素高劑量組和對(duì)照組大鼠狀態(tài)基本一致,只有動(dòng)作略微遲緩、毛發(fā)暗淡現(xiàn)象,提示高劑量(200 mg/kg)木犀草素能夠明顯改善慢性腎衰竭大鼠行為狀態(tài),降低死亡率。有研究表明,慢性腎衰竭導(dǎo)致腎臟功能受損,腎臟清除率降低,代謝產(chǎn)物、炎癥因子等不能有效排出體外,導(dǎo)致血液中代謝產(chǎn)物、炎癥因子等含量升高[15]。本研究發(fā)現(xiàn),與對(duì)照組比較,模型組大鼠血清中BUN和Scr含量明顯升高,表明腎臟排泄代謝產(chǎn)物的能力降低,腎臟功能惡化[16];而且模型組大鼠血清中IL-6、TNF-α含量明顯升高,病理組織學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)模型組大鼠腎臟組織體積增大,蒼白無(wú)血色,大量炎性浸潤(rùn),間質(zhì)纖維化,腎小囊腔擴(kuò)張嚴(yán)重,表明機(jī)體炎癥水平高,腎臟處于炎癥狀態(tài),進(jìn)一步加重了腎臟纖維化及腎臟損傷[17]。與模型組比較,木犀草素高劑量組大鼠血清中BUN、Scr、IL-6、TNF-α含量明顯下降,木犀草素低劑量組與模型組比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),病理組織學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)木犀草素高劑量組大鼠腎臟組織炎性浸潤(rùn)較少,腎小囊腔呈現(xiàn)輕度擴(kuò)張,間質(zhì)纖維化程度較輕,腎臟組織有血色,而木犀草素低劑量組與模型組病理情況基本一致,故200 mg/kg的木犀草素具有抗炎作用,可以提高代謝產(chǎn)物的清除功能,同時(shí)促進(jìn)代謝產(chǎn)物排泄等,進(jìn)一步減少炎癥因子在機(jī)體內(nèi)的堆積,表明200 mg/kg的木犀草素可以明顯改善慢性腎衰竭大鼠腎功能損傷,減輕炎癥反應(yīng)。
當(dāng)腎小管受到氧化損傷以后,機(jī)體氧化應(yīng)激機(jī)制啟動(dòng),活性氧的活性得到加強(qiáng),導(dǎo)致TLR4/NF-κB信號(hào)通路發(fā)生活化,促進(jìn)炎癥因子產(chǎn)生,加深氧化應(yīng)激對(duì)腎臟的損傷,而且TLR4/NF-κB信號(hào)通路會(huì)促進(jìn)腎小管上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)變成間充質(zhì),由此使得腎小管上皮細(xì)胞失去正常功能,而具備了間充質(zhì)的功能,導(dǎo)致腎臟發(fā)生纖維化,隨著病情進(jìn)展,逐漸導(dǎo)致腎功能消失,出現(xiàn)腎衰竭,所以抑制TLR4/NF-κB信號(hào)通路對(duì)于減緩慢性腎衰竭的發(fā)生具有重要的意義[18]。TLR4/NF-κB信號(hào)通路激活和p-p65、p-IκB有關(guān),因此可以通過(guò)檢測(cè)p-p65、p-IκB水平發(fā)現(xiàn)激活該信號(hào)通路的途徑[19-20]。本研究發(fā)現(xiàn),與對(duì)照組比較,模型組大鼠腎臟組織TLR4、p-p65、p-IκB蛋白表達(dá)水平明顯著升高,TLR4/NF-κB信號(hào)通路被激活;與模型組比較,木犀草素高劑量組大鼠腎臟組織中TLR4、p-p65、p-IκB蛋白表達(dá)水平明顯下降,而木犀草素低劑量組與模型組比較無(wú)明顯變化。因此,200 mg/kg的木犀草素可能通過(guò)抑制TLR4/NF-κB信號(hào)通路,改善慢性腎衰竭大鼠腎臟功能損傷。
綜上所述,200 mg/kg的木犀草素能夠改善慢性腎衰竭大鼠腎功能損傷,減輕炎癥反應(yīng),其機(jī)制可能是抑制TLR4/NF-κB信號(hào)通路。