朱 玲,錢志強,李葉麗,王俊逸,楊 華,楊丹莉#(.遵義醫(yī)學院藥理學教研室/基礎藥理省部共建教育部重點實驗室,貴州遵義 563000;.遵義醫(yī)學院附屬醫(yī)院病理科,貴州遵義 563000)
淫羊藿苷對自發(fā)性高血壓大鼠腎損傷的改善作用及機制研究Δ
朱 玲1*,錢志強1,李葉麗1,王俊逸1,楊 華2,楊丹莉1#(1.遵義醫(yī)學院藥理學教研室/基礎藥理省部共建教育部重點實驗室,貴州遵義 563000;2.遵義醫(yī)學院附屬醫(yī)院病理科,貴州遵義 563000)
目的:觀察淫羊藿苷(ICA)對自發(fā)性高血壓大鼠(SHR)腎組織病理損傷的影響,并基于核因子κB(NF-κB)信號通路研究其作用機制。方法:將21只SHR隨機均分為模型組和ICA低、高劑量組(20、40 mg/kg,記為ICA-L、ICA-H組),另取7只同源京都大鼠(WKY)為對照組。各組大鼠ig給藥,每日2次,連用11周;對照組和模型組大鼠ig等體積雙蒸水。觀察各組大鼠腎組織病理學變化;蛋白質印跡法檢測腎組織磷酸化NF-κB-p65(p-NF-κB-p65)、NF-κB抑制蛋白(IκB)、腫瘤壞死因子α(TNF-α)蛋白的表達。結果:與對照組比較,模型組大鼠腎結構出現紊亂,腎小球囊腔狹窄且不規(guī)則;IκB蛋白的表達明顯下調,p-NF-κB-p65、TNF-α蛋白的表達均明顯上調(P<0.01)。與模型組比較,ICA-L、ICA-H組大鼠腎組織上述病理變化有所改善;ICA-L、ICA-H組IκB蛋白的表達均明顯上調(P<0.05或P<0.01),ICA-H組大鼠p-NF-κB-p65、TNF-α蛋白的表達均明顯下調(P<0.01),ICA-L組大鼠p-NF-κB-p65蛋白表達明顯下調(P<0.05),而ICA-L組大鼠TNF-α蛋白表達差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。結論:ICA具有改善SHR腎病理性損傷的作用,其機制可能與抑制NF-κB信號通路相關。
淫羊藿苷;自發(fā)性高血壓大鼠;腎組織;磷酸化核因子κB-p65;腫瘤壞死因子α
近年來,高血壓腎病患者的數量呈逐年上升趨勢[1],其為高血壓的主要并發(fā)癥之一[2]。自發(fā)性高血壓大鼠(SHR)是目前公認的研究原發(fā)性高血壓及其并發(fā)癥的動物模型。淫羊藿系小檗科淫羊藿屬植物,為我國傳統(tǒng)補益中藥,具有補腎陽、強筋骨、祛風濕的功效。淫羊藿苷(ICA)是淫羊藿的主要活性成分之一,具有降壓、改善缺血再灌注損傷、增強免疫力等作用[3-4]。本課題組前期研究發(fā)現,ICA可降低SHR血壓,改善其左心室重構、減輕腎纖維化、對抗腎小管上皮細胞凋亡[5-7]。據文獻報道,核因子κB(NF-κB)信號通路在高血壓腎損傷的發(fā)生、發(fā)展中起著樞紐作用[8]。因此,在本研究中筆者擬探討ICA對SHR腎實質損傷的改善作用,并探討這一作用是否與其抑制NF-κB信號通路的機制有關,以期為ICA的進一步應用提供理論基礎。
1.1 儀器
Mastercycler Gradient梯度聚合酶鏈式反應儀(德國Eppendorf公司);Supply Mini-Protean3電泳儀、Trans Blor TurhoMini Trans-Blot轉移系統(tǒng)、Universal Hood 11 CCD成像系統(tǒng)(美國Bio-Rad公司);BX43+DP2b Olympus光學顯微鏡及照相系統(tǒng)(日本Olympus公司)。
1.2 藥品與試劑
ICA原料藥(南京澤朗醫(yī)藥有限公司,批號:FY17420615,純度:≥98%);磷酸化NF-κB-p65(p-NF-κB-p65)、NF-κB抑制蛋白(IκB)、腫瘤壞死因子α(TNF-α)兔源多抗(美國Abcam公司);辣根過氧化物酶(HRP)標記的3-磷酸甘油醛脫氫酶(GAPDH)抗體(上??党缮锛夹g有限公司);免疫印跡化學發(fā)光試劑(ECL,上海七海生物有限公司);HRP標記的山羊抗兔免疫球蛋白(IgG)(H+L)二抗(江蘇碧云天生物技術研究所)。
1.3 實驗動物
SHR 21只,♂,14周齡;同源京都大鼠(WKY)7只,♂,體質量均為260~300 g,均購自北京維通利華實驗動物技術有限公司[許可證號:SCXK(京)2012-0001]。
2.1 分組與給藥
21只SHR隨機均分為模型組和ICA低、高劑量組(20、40 mg/kg,記為ICA-L、ICA-H組),給藥劑量根據前期預實驗確定[5],低劑量相當于人臨床等效劑量的6.3倍[9];另取7只WKY作為對照組。所有大鼠適應性飼養(yǎng)1周后ig給藥,每日2次,連用11周;對照組和模型組大鼠ig等體積雙蒸水。
2.2 各組大鼠腎組織病理觀察
實驗結束后,各組大鼠ip7%水合氯醛(0.53 g/kg)麻醉后處死,取腎組織置于4%甲醛溶液中固定48 h后,行蘇木精-伊紅(HE)染色,光鏡下觀察腎組織病理變化。
2.3 各組大鼠p-NF-κB-p65、IκB、TNF-α蛋白表達
采用蛋白質印跡(Western blot)法測定。稱取“2.2”項下大鼠腎組織約0.1 g,剪碎后置于1 mL RIPA裂解液中,加入苯甲基磺酰氟10 μL,冰上勻漿后靜置30 min,4℃離心(離心半徑為9 cm,12 000 r/min)20 min。取上清液,用聚氰基丙烯酸正丁酯法測定待測樣品的總蛋白濃度。每孔上樣量為30 μg,蛋白配置為10 μL上樣體系。采用十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠,上層為5%濃縮膠,下層為12%分離膠。電泳后采用Bio-Rad Mini Trans-Blot轉移系統(tǒng)聚偏氟乙烯(PVDF)膜轉膜,5%蛋白封閉液封閉2.5 h,TBST洗膜10 min×3次,一抗結合:GAPDH(1∶5 000)、p-NF-κB-p65(1∶500)、IκB(1∶2 000)、TNF-α(1∶2 000),4℃過夜;TBST洗膜,HRP標記山羊抗兔IgG(H+L)二抗(1∶2 000),常溫孵育1.5 h,ECL化學發(fā)光顯色,采用Bio-Rad CCD成像系統(tǒng)獲取圖像。
2.4 統(tǒng)計學方法
采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件對所得數據進行分析。采用ONE-WAYANOVA檢驗,方差齊時采用LSD法,方差不齊時采用Dunnett T3法。P<0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。
3.1 各組大鼠腎組織病理觀察結果
光鏡觀察結果顯示,對照組大鼠腎小球、腎小管結構正常;與對照組比較,模型組大鼠腎小球囊腔狹窄且不規(guī)則,腎小球系膜基質增多,毛細血管擴張充血,細胞排列紊亂,腎小管上皮細胞水腫、管腔狹窄;與模型組比較,ICA-L、ICA-H組大鼠腎小球囊腔增寬,部分毛細血管擴張充血,細胞排列紊亂有所改善,毛細血管管腔開放良好,腎小管上皮細胞水腫減輕,詳見圖1。
圖1 各組大鼠腎組織病理觀察結果(×400)Fig 1 Pathological observation results of kidney tissue of rats in each group(×400)
3.2 各組大鼠p-NF-κB-p65、IκB、TNF-α表達結果
與對照組比較,模型組大鼠IκB蛋白的表達明顯下調(P<0.01),p-NF-κB-p65、TNF-α蛋白的表達均明顯上調(P<0.01);與模型組比較,ICA-L、ICA-H組大鼠IκB蛋白的表達明顯上調(P<0.05或P<0.01),ICA-H組p-NF-κB-p65、TNF-α蛋白的表達均明顯下調(P<0.01),ICA-L組p-NF-κB-p65蛋白表達明顯下調(P<0.05),而ICA-L組TNF-α蛋白表達差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),詳見圖2、表1。
高血壓是心腦血管疾病、腎疾病等的重要危險因素。高血壓腎病通常是指原發(fā)性高血壓導致的腎小動脈或腎實質損害,又稱為高血壓腎硬化癥。本研究結果顯示,與對照組比較,模型組大鼠腎小球囊腔狹窄且不規(guī)則,腎小球系膜基質增多,毛細血管擴張充血,細胞排列紊亂,腎小管上皮細胞水腫、管腔狹窄,說明SHR出現了高血壓腎實質損害的病理改變。然而,給予ICA-L、ICA-H后,SHR紊亂的腎結構有所減輕,這與之前報道ICA具有改善SHR腎病理性損害的結論[6]相一致。
圖2 各組大鼠p-NF-κB-p65、IκB、TNF-α蛋白表達電泳圖Fig 2 Electrophoresis chart of protein expressions of p-NF-κB-p65,IκB,TNF-α of rats in each group
表1 各組大鼠p-NF-κB-p65、IκB、TNF-α蛋白表達水平(s,n=10)Tab 1 Protein expression levels of p-NF-κB-p65,IκB,TNF-α of rats in each group(s,n=10)
表1 各組大鼠p-NF-κB-p65、IκB、TNF-α蛋白表達水平(s,n=10)Tab 1 Protein expression levels of p-NF-κB-p65,IκB,TNF-α of rats in each group(s,n=10)
注:與對照組比較,**P<0.01;與模型組比較,#P<0.05,##P<0.01 Note:vs.control group,**P<0.01;vs.model group,#P<0.05,##P<0.01
TNF-α 0.49±0.10 1.17±0.10**1.11±0.12 0.82±0.07##組別對照組模型組ICA-L組ICA-H組p-NF-κB-p65 0.82±0.17 1.26±0.06**1.12±0.06#0.94±0.10##IκB 1.35±0.22 0.64±0.18**0.95±0.07#1.21±0.08##
靜息狀態(tài)下,NF-κB以p65/p50異源二聚體的形式與其抑制蛋白IκB結合存在于細胞質中,無活性。當細胞受到病毒、機械力、氧化應激、炎癥因子等刺激時,IκB在IκB激酶的作用下發(fā)生磷酸化并降解,NF-κB被激活,磷酸化的p65/p50迅速從胞漿轉移至胞核,尤其是p65亞型,與DNA鏈上的κB位點結合,啟動級聯反應,誘導TNF-α、白細胞介素1β等轉錄。在高血壓狀態(tài)下,NF-κB激活可造成腎損害[10]。在本研究中,與對照組比較,模型組大鼠腎組織IκB蛋白的表達明顯下調,p-NF-κB-p65水平明顯升高。然而,給予ICA后,SHR的IκB蛋白表達明顯上調,p-NF-κB-p65的水平明顯降低。這提示ICA可能通過抑制NF-κB的激活和IκB降解,從而減輕SHR腎病理性損傷。
TNF-α是NF-κB的下游因子之一[11],參與了高血壓腎損害的發(fā)生和發(fā)展[12-13],也是炎癥反應過程中出現最早、最重要的炎癥因子,能激活中性粒細胞和淋巴細胞,使血管內皮細胞通透性增加,調節(jié)其他組織代謝活性并促使其他細胞因子的合成和釋放。Elmarakby AA等[14]研究發(fā)現,TNF-α阻滯藥可減輕鹽敏感高血壓大鼠的慢性腎損傷。在本研究中,與對照組比較,模型組大鼠腎組織的TNF-α蛋白表達明顯上調,而ICA可明顯下調TNF-α蛋白表達。這提示ICA可能通過抑制NF-κB信號,下調TNF-α蛋白表達,從而減輕SHR腎病理性損傷。
綜上所述,ICA具有改善SHR腎病理性損傷的作用,其機制可能與其抑制NF-κB信號通路相關。
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Study on Improvement Effect and Mechanism of Icariin on Renal Lesion in Rats with Spontaneous Hypertension
ZHU Ling1,QIAN Zhiqiang1,LI Yeli1,WANG Junyi1,YANG Hua2,YANG Danli1(1.Teaching and Research Office of Pharmacology/the Key Laboratory for Basic Pharmacology of Ministry of Education,Zunyi Medical University,Guizhou Zunyi 563000,China;2.Dept.of Pathology,Affiliated Hospital of Zunyi Medical University,Guizhou Zunyi 563000,China)
OBJECTIVE:To observe the effect of pathological lesion of renal tissue in rats with spontaneous hypertension(SHR),and study its mechanisms based on nuclear factor κB(NF-κB)signaling pathway.METHODS:21 SHR were randomly divided into model group and ICA low-dose,high-dose groups(20,40 mg/kg,denoted by ICA-L,ICA-H groups);other 7 homologous Kyoto rats(WKY)were regarded as control group.All rats were intragastrically administrated,twice a day,for 11 weeks,rats in control group and model group received equal volume of double distilled water,ig.Pathological changes in renal tissue in each group were observed;Western blot method was used to detect protein expressions of p-NF-κB-p65,IκB and TNF-α in renal tissue.RESULTS:Compared with control group,model group showed disorder renal structure,narrow and irregular glomerular cysts;the protein expression of IκB was significantly down-regulated,protein expressions of p-NF-κB-p65 and TNF-α were significantly up-regulated(P<0.01).Compared with model group,the above-mentioned changes of rats showed improvement in ICA-L,ICA-H groups;the protein expression of IκB was significantly up-regulated in ICA-L,ICA-H groups(P<0.05 or P<0.01);the protein expressions of p-NF-κB-p65 and TNF-α were significantly down-regulated(P<0.01)in ICA-H groups;p-NF-κB-p65 protein expression was significantly down-regulated in ICA-L group(P<0.05);while there was no significant difference in TNF-α protein expression in ICA-L group(P>0.05).CONCLUSIONS:ICA plays a role in improving renal pathological lesion in SHR,and the mechanism may be related to inhibiting NF-κB signaling pathway.
Icariin;Spontaneously hypertension rats;Renal tissue;p-NF-κB-p65;TNF-α
R965
A
1001-0408(2017)10-1326-03
2016-06-06
2017-02-07)
(編輯:劉明偉)
國家自然科學基金資助項目(No.81241142,81660679)
*碩士研究生。研究方向:心血管藥理學、抗炎免疫藥理學。電話:0851-28643568。E-mail:lingluhappy@foxmail.com
#通信作者:教授,碩士生導師,博士。研究方向:心血管藥理學、抗炎免疫藥理學。電話:0851-28643568。E-mail:zmuyangdanli@foxmail.com
DOI10.6039/j.issn.1001-0408.2017.10.08