黄连对糖尿病肾病大鼠肾脏NFκB及PPARγ表达的影响
总结了以“郁、热、虚、损”为特点的糖尿病发病规律,并应用大剂量黄连治疗糖尿病,取得了一定疗效。而在实验研究中也证实了黄连所含盐酸小檗碱、巴马汀等具有一定降低血糖及改善糖尿病并发症的作用[78]。本研究以全成分提取的黄连配方颗粒为干预手段,选取具有肾脏保护作用的PPARγ及促进肾脏炎性反应损伤的NFκB作为观察指标,对比不同剂量黄连配方颗粒对此二者的影响,为临床应用黄连干预DN提供实验依据。
1材料与方法
11材料
111动物清洁级健康雄性SD大鼠70只,体质量160~180 g,购自北京维通利华实验动物技术有限公司,合格证号SCXK(京)20120001,全部饲养于首都医科大学附属北京世纪坛医院动物实验室(室温20~24 ℃,空气相对湿度50%~70%,昼夜循环12 h,自由进食)。
112药物黄连配方颗粒,基原为毛茛科植物黄连CoptischinensisFranch的干燥根茎,购自北京康仁堂药业有限公司(批号:15005651),1 g黄连配方颗粒提取自10 g黄连饮片;厄贝沙坦片(安博维)购自赛诺菲(杭州)制药有限公司(批号:5A154);高脂饲料(6675%普通饲料,20%蔗糖,10%猪油,3%蛋黄粉,1%胆固醇,025%胆酸钠)购自北京科澳协力饲料有限公司(批号:11002900017691)。
113试剂与仪器链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)购自Sigma公司(货号:S0130);兔抗NFκB p65(A)单克隆抗体(1∶100)购自Santa Cruz公司产品(货号:sc109);超敏二步法免疫组化检测试剂(货号:PV9001)购自北京中杉金桥生物技术有限公司;超纯RNA提取试剂盒(货号:CW0581)、SYBR Green荧光定量PCR试剂盒(货号:CW0956)、HiFiMMLV cDNA第一链合成试剂盒(货号:CW0744),均购自北京康为世纪生物科技有限公司;引物序列由上海英骏生物技术有限公司合成。ABI 7500型快速实时荧光定量PCR仪为美国ABI公司生产。奥林巴斯BX51光学显微镜显微镜为日本奥林巴斯株式会社生产。
12方法
121分组与模型制备SD大鼠适应性饲养1周后,随机分为正常对照组(n=8)和STZ诱导组(n=62),分别予普通饲料及高脂饲料。4周后,STZ诱导组腹腔注射新鲜配制的STZ溶液(35 mg/kg),正常对照组予等剂量的枸橼酸钠腹腔注射。STZ注射72 h及1周后,尾静脉采血测定空腹血糖(Fasting Blood Glucose,FBG),2次FBG均超过167 mmol/L者为DM造模成功[9]。造模成功的DM大鼠40只随机分为模型组、厄贝沙坦组、黄连低、中、高剂量组,每组8只。
122给药方法厄贝沙坦组予3125 mg/(kg·d)厄贝沙坦片(安博维)灌胃;黄连低、中、高剂量组分别予52 mg/(kg·d)、3125 mg/(kg·d)、625 mg/(kg·d)黄连配方颗粒剂灌胃[折算为成人黄连饮片用量为:83 mg/(kg·d)、500 mg/(kg·d)、1 000 mg/(kg·d)],连续给药12周[10]。
123检测指标与方法
1231HE染色第12周末,所有大鼠腹腔注射水合氯醛(10 mg/kg)麻醉,手术剥离大鼠两侧肾脏,将去掉包膜的肾脏纵向剖开,留取包括肾髓质及肾皮质的完整扇形组织。左侧肾脏组织4%多聚甲醛固定、石蜡包埋切片(4 μm),常规HE染色,光学显微镜(×400)观察大鼠肾小球病理改变,使用JEDR 801D形态学图像分析系统软件采集图像。
1232免疫组化染色取石蜡固定切片(4 μm)行免疫组织化学法观察肾小球NFκB表达。步骤:脱蜡;高温高压法组织修复;3%过氧化氢孵育5~10 min,PBS冲洗,2 min×3次;滴加一抗,4 ℃冰箱过夜,PBS冲洗,2 min×3次;滴加二抗,37 ℃孵育30 min,PBS冲洗,2 min×3次;DAB显色,蒸馏水充分冲洗;DAB显色;苏木素复染细胞核,分化,返蓝;剃度乙醇脱水,二甲苯透明,中性树胶封片。每张切片在高倍镜(×400)下选取含有肾小球的6个连续不重复视野,以胞质或胞核出现金黄色或棕黄色颗粒为阳性信号,采用ImagePro Plus 60图像分析软件测定平均积分光密度值(IOD/area),以平均值作为该大鼠的肾脏阳性产物平均积分光密度值。
1233实时荧光定量PCR检测肾脏PPARγ mRNA表达取右侧肾组织肾皮质100 mg,按超纯RNA提取试剂盒说明书操作进行总RNA提取,以总RNA为模板,逆转录合成cDNA。采用Primer30及NCBIprimer设计软件设计基因cDNA上游及下游引物,由上海英骏生物技术有限公司合成引物。PPARγ引物序列上游:5′CTCC AGCT GAAG CTGA ACCA3′,下游:5′AGATCTCCTGGAGCAGAGGG3′,163 bp;内参βactin引物序列上游:5′CCCATCTATGAGGGTTACGC3′,下游:5′TTTAATGTCACGCACGATTTC3′,150 bp;待测物相对定量测定采用常用的2-△△Ct法[11]。
13统计学方法使用SPSS 200软件进行数据统计分析,计算资料数据以均數±标准差(±s)表示,多组间比较采用单因素方差分析,组间两两比较方差齐时采用SNK法,方差不齐采用Dunnett′s T3法。以P<005为差异有统计学意义。
2结果
21大鼠肾小球HE染色HE染色可见正常组大鼠肾小球毛细血管球结构清晰,管腔无狭窄,肾小球滤过膜结构完整,未见增厚、皱曲,肾小管结构清晰,肾间质未见炎性反应细胞浸润。DN大鼠肾小球体积缩小、毛细血管球结构破坏,局部肾小球组织纤维化、玻璃样变,毛细血管腔明显狭窄,并有脂质物质沉积导致滤过膜增厚,肾小管萎缩,肾间质血管增生。经厄贝沙坦及黄连低、中、高剂量干预后,大鼠肾小球病变均有改善,肾小球结构尚完整,毛细血管球结构无明显破坏,毛细血管腔狭窄减轻,系膜基质部分增生,HE染色结果见图1。
22大鼠肾脏NFκB免疫组化染色正常组大鼠肾小球可见少量NFκB表达,肾小管中几乎观察不到NFκB着色;与正常组比较,模型组大鼠肾小球着色明显,经西药及黄连各剂量组干预后,NFκB表达减少,结果见图2。平均积分光密度值显示,与正常组比较,模型组、厄贝沙坦组肾小球NFκB表达明显升高,差异有统计学意义(P<005);与模型组比较,黄连各剂量组NFκB表达明显降低,差异有统计学意义(P<005),其中黄连中剂量组NFκB表达最低,结果见表1。
3讨论
DN的病理改变包括肾小球及肾小管间质肥大、肾小球基底膜增厚、细胞外基质蛋白在肾小球系膜及肾小管间质中的沉积[12]。本研究发现DN模型组肾小球体积缩小、纤维化,功能破坏明显,符合DN后期肾小球纤维化病理改变,经黄连及厄贝沙坦干预后,肾小球纤维化病变减轻,肾脏病理损伤缓解,说明黄连及厄贝沙坦具有缓解DN肾脏损伤的作用。
本研究免疫组化染色观察到模型组NFκB表达集中于肾小球部分,而在肾小管中几乎观察不到NFκB着色,提示在DN进展过程中,由NFκB介导的炎性反应主要发生于肾小球内,其可能通过募集炎性反应细胞向肾小球聚集,诱发炎性反应,导致肾小球损伤。PCR检测发现,模型组肾脏皮质中对NFκB具有抑制作用的PPARγ mRNA含量明显下降,提示在DN发病过程中,促进炎性反应蛋白的增多,和抑制炎性反应蛋白的减少,共同导致了DN肾小球损伤。通过药物干预,发现黄连及厄贝沙坦都能增加PPARγ mRNA的含量,提示二者可能通过PPARγ相关通路抑制了NFκB及其介导的炎性反应,缓解了DN肾脏损伤。此外,黄连干预后,还可直接减少NFκB在肾小球的表达,进一步抑制肾小球炎性反应,这可能由于黄连含有多种有效成分,与厄贝沙坦比较,能多靶点发挥抗炎作用,其具体机制有待深入研究。
总之,本研究发现黄连可减轻DN肾小球损伤,这可能与其抑制DN肾小球NFκB蛋白表达、增强PPARγ mRNA表达相关。
参考文献
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(2016-11-28收稿责任编辑:王明)
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