大蒜素對糖尿病腎間質(zhì)纖維化的調(diào)控作用①

欒海艷，韓玉澤，關(guān) 政，王顯鋼，賈琳琳，賈秀月，楊馨妍，郭 蒙

(佳木斯大學基礎(chǔ)醫(yī)學院，黑龍江 佳木斯 154007)

大蒜素對糖尿病腎間質(zhì)纖維化的調(diào)控作用①

欒海艷，韓玉澤，關(guān) 政，王顯鋼，賈琳琳，賈秀月，楊馨妍，郭 蒙

(佳木斯大學基礎(chǔ)醫(yī)學院，黑龍江 佳木斯 154007)

目的：研究大蒜素對糖尿病腎間質(zhì)纖維化的調(diào)控作用。方法：采用高脂高糖飲食加尾靜脈注射STZ建造糖尿病腎病大鼠模型。所有大鼠分為3組：正常對照組、糖尿病對照組和大蒜素組。大蒜素組給予60mg/(kg·d)大蒜素注射液腹腔注射，正常對照組和糖尿病對照組給予等量生理鹽水腹腔注射。實驗結(jié)束后，檢測各組大鼠的BUN、UAE、FBG和SCr，腎組織的形態(tài)，CK-18、α-SMA和Vimentin的蛋白表達情況。結(jié)果：① 與糖尿病對照組相比，大蒜素組大鼠的腎小球及腎小管體積減小，基質(zhì)增生程度顯著減弱，無炎細胞浸潤。②與正常對照組相比，糖尿病對照組大鼠的FBG、BUN、Scr和UAE，腎組織的Vimentin和α-SMA的表達水平均顯著增加(P<0.01)，CK-18的表達水平顯著降低(P<0.01)；給予大蒜素干預后，大鼠的FBG、BUN、UAE和α-SMA的表達水平則顯著降低(P<0.01)，Scr和Vimentin的表達水平明顯降低(P<0.05)，CK-18的表達水平顯著升高(P<0.01)。結(jié)論：大蒜素能通過降低糖尿病大鼠的血糖、腎功、Vimentin和α-SMA的蛋白表達，升高CK-18蛋白表達來改善糖尿病腎間質(zhì)纖維化的病理改變。

大蒜素；糖尿病腎?。籚imentin；α-SMA；CK18

糖尿病腎病(diabeticnephropathy,DN)是由長期高血糖所導致的糖尿病慢性并發(fā)癥之一，也是最常見的慢性進展性腎臟疾病。DN早期的表現(xiàn)主要為腎臟體積增大，腎小球及腎小管基底側(cè)膜增厚，并逐漸進展為腎小球硬化、細胞外基質(zhì)(extracelluarmatrix,ECM)增生，最終發(fā)展成腎功能衰竭，隨著糖尿病腎病發(fā)生率的逐年上升，導致腎臟慢性疾病(Chronicrenaldisease,CRD)的患病率也逐年提高，因此對DN的研究具有十分重要的意義。本研究項目擬通過建造糖尿病腎病大鼠模型，然后給予中藥大蒜素進行藥物干預，觀察其對糖尿病腎間質(zhì)纖維化的影響，以期為臨床應(yīng)用大蒜素治療糖尿病腎間質(zhì)纖維化提供堅實的理論基礎(chǔ)和實驗依據(jù)，為臨床治療糖尿病腎病提供一個新的治療途徑和方法。

1 材料與方法

1.1 實驗對象及分組

純系Wistar大鼠40只(均購自佳木斯大學實驗動物中心)，體重均在180～220g。預飼養(yǎng)所有大鼠1周后，將其隨機分為2組：其中10只作為正常對照組，給予正常飲食喂養(yǎng)。另外30只大鼠，給予高脂高糖飲食喂養(yǎng)4周后，禁食16h，尾靜脈一次性注射2 %STZ25mg/kg，再繼續(xù)給予高脂高糖飲食喂養(yǎng)4周，然后測定所有造模大鼠的空腹血糖(FBG)和尿糖，以FBG≥16.8mmol/L、尿糖(～)為判定糖尿病腎病大鼠模型成功的標準。再將造模成功大鼠分為2組：糖尿病對照組和大蒜素組，繼續(xù)給予高脂高糖飲食飼養(yǎng)至整個實驗結(jié)束。正常對照組仍繼續(xù)給予基礎(chǔ)飼料喂養(yǎng)。

1.2 給藥方法

從實驗第9周起，大蒜素組給予大蒜素注射液60mg/(kg·d)腹腔注射；而正常對照組和糖尿病對照組均同時給予等量生理鹽水腹腔注射，整個藥物干預持續(xù)時間為12周。

1.3 留取標本及檢測指標

整個實驗結(jié)束后，用生物代謝籠收集所有組大鼠24h的尿液樣本，檢測各組大鼠的尿素氮(BUN)和24h尿白蛋白排泄率(UAE)；乙醚麻醉大鼠后，內(nèi)眥靜脈留取血液樣本，檢測各組大鼠的FBG和血肌酐(SCr)；大鼠處死后，取出雙腎，用福爾馬林固定后制備成石蠟切片樣本，鏡下觀察各組大鼠的腎組織的形態(tài)學改變情況，免疫組織化學技術(shù)檢測CK-18、α-SMA和Vimentin的蛋白表達情況。

1.4 試劑

大蒜素注射液(5mL:60mg，批準文號：國藥準字H32025639，購于江蘇正大天晴藥業(yè)股份有限公司)；鏈脲佐菌素(STZ，Sigma公司)；α-SMA(購于上海亞培生物科技有限公司)；Vimentin、CK-18(購于武漢博士德生物工程有限公司)；BUN、尿蛋白、FBG和肌酐試劑盒(購于南京建成生物工程研究所)。

1.5 統(tǒng)計學方法

采用SPSS13.0統(tǒng)計軟件處理分析；組間數(shù)據(jù)比較采用單因素方差分析，組間數(shù)據(jù)兩兩比較采用t檢驗，以P<0.05為具有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 腎組織的形態(tài)學變化

正常對照組大鼠腎組織的結(jié)構(gòu)清晰，腎小球系膜區(qū)無明顯改變，細胞基質(zhì)也未見增多，無炎癥細胞浸潤；與之相比，糖尿病對照組大鼠的腎小球及小管體積明顯變大，基底膜增厚，系膜區(qū)細胞基質(zhì)增生，腎間質(zhì)可見纖維化及炎癥細胞浸潤；大蒜素組大鼠的腎小球及腎小管體積減小，基質(zhì)增生程度顯著減弱，無炎細胞浸潤。

2.2 各組大鼠生化指標的比較

與正常對照組相比，糖尿病對照組大鼠的FBG、BUN、Scr和UAE均顯著增高(P<0.01)，給予大蒜素干預后，大鼠的FBG、BUN和UAE的表達水平則顯著降低(P<0.01)，Scr的表達水平降低(P<0.05)。見表1。

表1 各組大鼠代謝指標的比較±s)

注：與模型組比較，*P<0.05，**P<0.01；與正常對照組比較，#P<0.05，##P<0.01。

2.3CK-18、α-SMA和Vimentin的表達

與正常對照組相比，糖尿病對照組大鼠腎組織的Vimentin和α-SMA的表達水平顯著增加(P<0.01)，CK-18的表達水平顯著降低(P<0.01)；給予大蒜素干預后，Vimentin的表達水平明顯降低(P<0.05)α-SMA的表達水平顯著降低(P<0.01)，CK-18的表達水平顯著升高(P<0.01)。見表2。

表2 CK-18、α-SMA 和Vimentin 在各組中的 表達(陽性細胞比率，

注：與模型組比較，*P<0.05，**P<0.01；與正常對照組比較，

#P<0.05，##P<0.01。

3 討論

糖尿病腎病主要的特征是蛋白尿、血肌酐升高、腎小球硬化和腎小管間質(zhì)纖維化，腎間質(zhì)纖維化是糖尿病腎病進展至終末期腎病的最主要病理特征。腎間質(zhì)纖維化是由多種因素共同作用導致的結(jié)果，其中更以細胞外基質(zhì)的合成與降解失衡為主要因素，此外還有成纖維細胞的過度增生[1]，其中細胞外基質(zhì)的增多更是直接導致了腎纖維化的進行性發(fā)展。大量以往的研究表明，腎小管上皮細胞在病理條件下發(fā)生轉(zhuǎn)分化轉(zhuǎn)變成為肌成纖維細胞，喪失原有的上皮細胞黏附特性[2，3]。

大蒜素作為傳統(tǒng)食材——大蒜的主要活性成分，是天然存在的一種含巰基有機化合物，具有廣泛的生物學活性，其抗菌、抗腫瘤的藥理藥效作用以及作用機制已經(jīng)得到較為深入的研究和證實，而近年來大蒜素的其他藥理藥效作用也日益得到廣泛的研究和證實[4]，這些作用包括：抗氧化、鈣拮抗和抗血小板凝集等作用。此外，大蒜素還有抗心、肺、腎、肝纖維化的作用[5]，主要與其能抑制成纖維細胞的增殖，并減少細胞外基質(zhì)的合成和抑制促纖維化因子的分泌等機制有關(guān)。大蒜素對由鏈脲佐菌素誘導所致的糖尿病大鼠的胰島保護作用，它可降低糖尿病大鼠的血糖、血脂和血清MDA的表達水平，而提高SOD的生物學活性，作用機制可能與大蒜素能有效改善抗氧化酶活性、提高機體抗氧化能力、提高自由基清除能力、抑制氧化應(yīng)激損傷，糾正糖尿病大鼠體內(nèi)氧化和抗氧化的失衡有關(guān)[6～8]。另有文獻報道，大蒜素還可降低糖尿病腎病大鼠腎組織中的CollagenI、TGF-β1及p-ERK1/2的表達，具有保護腎的作用[9]。

本研究發(fā)現(xiàn)大蒜素對糖尿病腎病具有一定的療效，發(fā)現(xiàn)它能降低糖尿病大鼠的血糖和 腎功水平，使腎組織的CK-18蛋白表達升高，而Vimentin、α-SMA的蛋白表達降低，所以大蒜素對糖尿病腎病大鼠腎臟的調(diào)控作用可能是通過抑制上皮細胞的特異蛋白CK-18表達的降低和Vimentin、α-SMA的蛋白升高來實現(xiàn)的，為臨床應(yīng)用大蒜素防治糖尿病腎間質(zhì)纖維化提供了有力的理論基礎(chǔ)和實驗依據(jù)。

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黑龍江省教育廳項目，編號：12541823。

欒海艷(1979～)女，黑龍江佳木斯人，博士，講師，碩士研究生導師。

賈琳琳(1975～)女，黑龍江佳木斯人，博士，副教授，碩士研究生導師。E-mail:zhangshurui175@163.com。

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1008-0104(2017)02-0018-02

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