摘要:EGCG 是一種抗氧化、抗炎癥的天然活性成分,目前關(guān)于EGCG 的抗氧化和抗炎癥作用在糖尿病腎損傷中的作用及調(diào)節(jié)機(jī)制研究較少。采用不同劑量的EGCG 干預(yù)非肥胖型糖尿病Goto-Kakizaki(GK)大鼠以探究EGCG 對(duì)糖尿病大鼠腎損傷的作用和機(jī)制。試驗(yàn)周期為4 周,監(jiān)測(cè)試驗(yàn)期內(nèi)大鼠的平均體質(zhì)量和日平均攝食量,并在試驗(yàn)結(jié)束后取血清和腎臟組織,檢測(cè)大鼠腎功能、腎臟病理指標(biāo)、氧化應(yīng)激和炎癥指標(biāo)以及Nrf2-Keap1/MAPK 信號(hào)通路相關(guān)基因表達(dá)水平。試驗(yàn)表明,EGCG 能夠有效改善GK 大鼠腎臟形態(tài)損傷,顯著降低血肌酐、尿素氮和腎臟丙二醛含量,提高腎臟超氧化物歧化酶、過氧化氫酶和谷胱甘肽過氧化物酶等抗氧化酶活性, 抑制促炎因子單核細(xì)胞趨化蛋白-1 和白介素-1β 的釋放水平, 調(diào)節(jié)與抗氧化應(yīng)激相關(guān)的Nrf2-Keap1/MAPK 信號(hào)通路的Nrf2、Keap1、JNK、NF-κB、P38 基因表達(dá)水平,且在試驗(yàn)范圍內(nèi),高劑量的改善效果優(yōu)于低劑量。以上結(jié)果表明,EGCG 對(duì)大鼠糖尿病導(dǎo)致的腎損傷有一定的改善作用,其作用機(jī)理可能與Nrf2-Keap1/MAPK 信號(hào)通路介導(dǎo)的抗氧化應(yīng)激有關(guān)。
關(guān)鍵詞:EGCG;糖尿病腎損傷;氧化應(yīng)激;炎癥;糖尿??;GK 大鼠
中圖分類號(hào):S571.1;R587.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1000-369X(2023)06-784-11
腎臟是人體的重要內(nèi)臟器官,具有排泄、重吸收和內(nèi)分泌等功能[1]。長(zhǎng)期腎損傷導(dǎo)致腎臟排水和排毒能力下降,可能引起腎性高血壓、電解質(zhì)紊亂和尿毒癥性心肌癥等并發(fā)癥,影響人體健康。糖尿病腎損傷(Diabetic kidneydisease,DKD)是2 型糖尿?。―iabetes mellitustype 2,T2DM)常見的微血管并發(fā)癥,也是引起終末期腎?。‥nd-stage renal disease,ESRD)的首要原因,全球約有30%~50%的ESRD 是由DKD 所致[2]。因此DKD 已經(jīng)成為一種亟待解決的健康問題。
目前針對(duì)糖尿病及其并發(fā)癥,主要是采用降血糖藥物進(jìn)行治療,但仍存在治療成本高、患者對(duì)治療的依從性差、副作用大、低血糖風(fēng)險(xiǎn)高等問題[3]。因此人們?cè)絹?lái)越關(guān)注天然活性物質(zhì)對(duì)DKD 的治療功效。茶是世界上很受歡迎的飲料之一,表沒食子兒茶素沒食子酸酯(Epigallocatechin gallate,EGCG)作為茶葉中含量最高的多酚類物質(zhì),因其顯著的降血糖功效已被用作糖尿病的替代療法[4]。然而目前關(guān)于EGCG 改善高血糖引起的組織損傷的作用機(jī)制多聚焦于EGCG 的降血糖功效,較少討論EGCG 的抗氧化和抗炎癥作用在DKD 中的作用及調(diào)節(jié)機(jī)制。
非肥胖型Goto-Kakizaki(GK)大鼠是一種自發(fā)性T2DM 動(dòng)物模型。因其生長(zhǎng)發(fā)育過程中所體現(xiàn)的大量生物學(xué)特性與人類T2DM 具有高度相似性,且造模穩(wěn)定,近年來(lái)在糖尿病及相關(guān)并發(fā)癥的動(dòng)物研究中得到廣泛應(yīng)用[5]。研究發(fā)現(xiàn),成年(8~12 周)GK 大鼠的腎臟形態(tài)變化與人類糖尿病腎損傷相似,且具有氧化應(yīng)激基礎(chǔ),如高血糖、胰島素抵抗和微血管損傷[6]。因此,本研究以GK 大鼠為對(duì)象探究不同劑量的EGCG 對(duì)自發(fā)非肥胖型T2DM 大鼠腎損傷的作用和機(jī)制,為開發(fā)EGCG 應(yīng)用于治療DKD 提供理論依據(jù)和試驗(yàn)基礎(chǔ)。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
1.1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物
從江蘇常州卡文斯實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司采購(gòu)SPF 級(jí)的9~11 周齡的雄性GK 大鼠30 只以及7~8 周齡健康Wistar 大鼠10 只,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)許可證號(hào):SCXK(蘇)2021-0013。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)經(jīng)湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)委員會(huì)批準(zhǔn)[批準(zhǔn)號(hào):倫審科2021 第(2137)號(hào)],飼養(yǎng)于湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)茶葉研究所動(dòng)物房。動(dòng)物房溫度24~26 ℃,光暗時(shí)間為12 h/12 h 循環(huán),飼養(yǎng)期間大鼠自由飲水進(jìn)食。
1.1.2 藥品和試劑
EGCG(純度≥98%)由湖南三福生物科技公司提供;肌酐(Creatinine,CRE)、尿素氮(Blood urea nitrogen,BUN)、總超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶( Glutathione peroxidase ,GSH-Px)、過氧化氫酶(Catalase,CAT)、總抗氧化能力( Total antioxidant capacity ,T-AOC)、丙二醛(Malondialdehyde,MDA)和總蛋白等檢測(cè)試劑盒購(gòu)自南京建成生物工程研究所有限公司; 大鼠腫瘤壞死因子-α(Tumor necrosis factor,TNF-α)、白介素-6( Interleukin-6 , IL-6 )、白介素-1β(Interleukin-1β,IL-1β)和單核細(xì)胞趨化蛋白-1 ( Monocyte chemoattractant protein-1 ,MCP-1 ) 等酶聯(lián)免疫法( Enzyme-linkedimmunosorbent assay,ELISA)試劑盒購(gòu)自武漢華美生物工程有限公司;總RNA 提取試劑盒、反轉(zhuǎn)錄試劑盒和實(shí)時(shí)熒光定量試劑盒購(gòu)于湖南艾科瑞生物工程有限公司。
1.1.3 儀器和設(shè)備
UV-2550 型紫外分光光度計(jì),島津儀器(蘇州)有限公司;病理切片機(jī)(RM2016),上海徠卡儀器有限公司;生物顯微鏡(NIKONE100),日本尼康有限公司;Varioskan Flash-全波長(zhǎng)多功能酶標(biāo)儀、微量核酸定量?jī)x(NanoDrop 2000)、96 孔PCR 儀(SimpliAmp)、實(shí)時(shí)定量PCR 儀( QuantStudio 3 ), 美國(guó)Thermo Fisher Scientific 公司。
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 動(dòng)物分組及干預(yù)
10 只雄性Wistar 大鼠和30 只GK 大鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)2 周,30 只GK 大鼠空腹血糖值均大于11.1 mmol·L-1,為合格的糖尿病模型鼠[7]。將GK 大鼠隨機(jī)等分成3 組(每組10 只),分別為模型( MC ) 組、10 mg·kg-1 EGCG( EGCG10 ) 干預(yù)組、120 mg·kg-1 EGCG(EGCG120)干預(yù)組,均進(jìn)食60%高脂飼料。干預(yù)劑量均為安全劑量[8]。10 只Wistar 大鼠作為正常對(duì)照(NC)組,進(jìn)食實(shí)驗(yàn)鼠維持飼料。EGCG10 和EGCG120 組的大鼠每天按相應(yīng)劑量灌胃1 次EGCG,干預(yù)4 周,每周記錄大鼠體質(zhì)量和攝食量。試驗(yàn)結(jié)束時(shí),大鼠禁食12 h 后腹腔注射戊巴比妥鈉(30 mg·kg-1)后稱重。采集血液樣本和腎臟組織,并立即保存在–80 ℃冰箱中備用。試驗(yàn)設(shè)計(jì)如圖1A 所示。
1.2.2 腎功能指標(biāo)檢測(cè)
肌酐、尿素氮是蛋白質(zhì)終極代謝產(chǎn)物,經(jīng)腎小球?yàn)V過排出體內(nèi),當(dāng)腎小球?yàn)V過能力下降時(shí),血液中的肌酐和尿素氮含量升高[9],因此檢測(cè)肌酐、尿素氮以評(píng)價(jià)糖尿病GK 大鼠腎功能。大鼠處死后取大動(dòng)脈血,室溫靜置2 h,4 ℃ 3 500 r·min-1 離心10 min,取血清放置于–80 ℃冰箱保存。嚴(yán)格按照試劑盒說(shuō)明書檢測(cè)血肌酐(Serum creatinine,Scr)和尿素氮。
1.2.3 腎臟組織形態(tài)學(xué)觀察
大鼠腎臟置于4%多聚甲醛溶液中固定,經(jīng)脫水、包埋、切片、蘇木精- 伊紅染色(Hematoxylin-eosin staining,Hamp;E 染色)和過碘酸-雪夫染色(Periodic acid-schiff stain,PAS 染色)后,使用顯微鏡觀察腎臟和腎小球的完整性及受損情況,Image J 統(tǒng)計(jì)腎小球面積,并計(jì)算腎臟肥大指數(shù)以評(píng)價(jià)大鼠腎臟病理情況。
腎臟肥大指數(shù)=雙腎質(zhì)量(g)/體質(zhì)量(g)
1.2.4 腎臟氧化應(yīng)激指標(biāo)檢測(cè)
準(zhǔn)確稱量大鼠腎臟質(zhì)量,按質(zhì)量(g)∶體積(mL)=1∶9 的比例,加入9 倍體積的生理鹽水,冰水浴條件下勻漿,2 500 r·min-1 離心10 min,去除上清液制備成10%腎臟勻漿,后續(xù)嚴(yán)格按照試劑說(shuō)明書進(jìn)行預(yù)試驗(yàn)后,找到最佳勻漿濃度檢測(cè)腎臟酶類抗氧化劑SOD、GSH-Px、CAT、T-AOC 和脂質(zhì)氧化產(chǎn)物MDA含量。
1.2.5 ELISA 檢測(cè)腎臟和血清炎癥水平
取大鼠10%腎臟勻漿和血清,嚴(yán)格按照相關(guān)試劑盒說(shuō)明書進(jìn)行預(yù)試驗(yàn),找到最佳勻漿、血清濃度檢測(cè)大鼠IL-6、IL-1β、TNF-α 和MCP-1。
1.2.6 Nrf2-Keap1/MAPK 信號(hào)通路相關(guān)基因檢測(cè)
取腎臟勻漿,按照艾科瑞試劑盒說(shuō)明書對(duì)其進(jìn)行總RNA 抽提,測(cè)定RNA 濃度,并將RNA 反轉(zhuǎn)錄為cDNA。調(diào)節(jié)cDNA 濃度后結(jié)合SYBR 反應(yīng)體系,對(duì)腎臟中核轉(zhuǎn)錄相關(guān)因子(NF-E2-related factor 2,Nrf2)、Kelch 樣ECH聯(lián)合蛋白1 ( Kelch-like ECH -associatedprotein1,Keap1)、醌氧化還原酶1(Quinoneoxidoreductase 1,NQO1)、血紅素加氧酶1(Heme oxygenase 1,HO-1)、細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(Extracellular signal regulated kinase,ERK)、c-Jun 氨基末端激酶(c-Jun N-terminalkinase,JNK)、核因子活化B 細(xì)胞κ 輕鏈增強(qiáng)子(Nuclear factor kappa-light-chain-enhancerof activated B cells,NF-κB)、絲裂原活化蛋白激酶P38(Mitogen-activated protein kinase,P38)的基因表達(dá)水平進(jìn)行測(cè)定,PCR 引物序列見表1。
1.3 數(shù)據(jù)處理和分析
采用Image J 軟件處理圖像,使用IBMSPSS Statistics 25 和GraphPad Prism 9 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)并繪制圖表。試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差( x ±SD)表示,多組間數(shù)據(jù)比較采用One-way ANOVA 單向方差分析和Dunnett 多重比較檢驗(yàn),P<0.05 表示差異達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著水平。
2 結(jié)果與分析
2.1 EGCG 對(duì)糖尿病GK 大鼠的體質(zhì)量、攝食量的影響
如圖1B 所示,MC、EGCG10、EGCG120組的大鼠初始體質(zhì)量無(wú)顯著差別,而NC 組大鼠初始體質(zhì)量明顯低于其他3 組大鼠;對(duì)應(yīng)飲食喂養(yǎng)4 周后,NC 組大鼠體質(zhì)量增幅明顯,且高于其他3 組大鼠,不同劑量EGCG 干預(yù)對(duì)糖尿病GK 大鼠體質(zhì)量無(wú)明顯影響。在日平均攝食量方面(圖1C),與NC 組大鼠相比,糖尿病GK 大鼠日平均攝食量下降,10 mg·kg-1EGCG 干預(yù)無(wú)明顯變化,120 mg·kg-1 EGCG 干預(yù)后,GK 大鼠日平均攝食量略有增加。
2.2 EGCG 對(duì)糖尿病GK 大鼠腎功能指標(biāo)的影響
由圖1D 和圖1E 可知,與正常組大鼠相比,模型組大鼠血清中的尿素氮、肌酐顯著增加(Plt;0.05);與模型組相比,補(bǔ)充10 mg·kg-1和120 mg·kg-1 EGCG 后,GK 大鼠血清中的肌酐和尿素氮均顯著下降( Plt;0.05 ), 且EGCG120 組大鼠的血肌酐含量低于正常對(duì)照組。這些結(jié)果表明,EGCG 能降低DKD 大鼠尿素氮和血肌酐含量,提高糖尿病GK 大鼠的腎小球?yàn)V過能力,改善腎臟功能。
2.3 EGCG 對(duì)糖尿病GK 大鼠腎臟組織形態(tài)學(xué)的影響
Hamp;E 染色可使細(xì)胞核呈藍(lán)色,細(xì)胞質(zhì)、基質(zhì)、間質(zhì)膠原呈紅色,主要用于觀察腎臟組織基本結(jié)構(gòu),分辨細(xì)胞的種類、壞死及管型成分。如圖2A 所示,Hamp;E 染色結(jié)果顯示,NC組大鼠腎皮質(zhì)部腎小管排列緊密、腎小球組織結(jié)構(gòu)清晰未見異常;MC 組大鼠出現(xiàn)腎小管內(nèi)蛋白管型,腎小囊內(nèi)血漿蛋白滲出,腎小管上皮細(xì)胞空泡腫脹,腎小管結(jié)構(gòu)明顯擴(kuò)張;EGCG10組的大鼠腎小管上皮細(xì)胞空泡樣變明顯,腎小球旁器細(xì)胞增生;EGCG120 組大鼠腎臟組織形態(tài)與NC 組相近,未見異常,明顯區(qū)別于MC 組和EGCG10 組。
PAS 染色可使腎小球基底膜、系膜基質(zhì)、腎小管基膜呈紫紅色,細(xì)胞核呈藍(lán)色,能清楚地觀察腎小球固有細(xì)胞的位置、變化和腎小管上皮細(xì)胞的變化。由圖2B 可知,與正常對(duì)照組相比,模型對(duì)照組大鼠腎小球肥大、出現(xiàn)系膜區(qū)增大、基底膜增厚、基質(zhì)增多和系膜細(xì)胞增生等病變,符合DKD 病理特征。相較于模型對(duì)照組,EGCG 干預(yù)后以上病變情況減輕,且高劑量EGCG 的改善效果優(yōu)于低劑量。腎臟和腎小球體積增大是DKD 的特征,高糖環(huán)境下,血流動(dòng)力學(xué)的改變使腎小球內(nèi)壓力增高、濾過率持續(xù)性下降,腎臟血流量增多導(dǎo)致腎臟和腎小球肥大。由圖2C 和圖2D 可知,120 mg·kg-1 EGCG 干預(yù)顯著改善了GK 大鼠的腎臟肥大(Plt;0.01),并使腎小球體積回降到正常狀態(tài)。
2.4 EGCG 對(duì)糖尿病GK 大鼠腎臟氧化應(yīng)激指標(biāo)的影響
為研究EGCG對(duì)糖尿病GK大鼠腎臟抗氧化酶系統(tǒng)及氧化損傷的影響,檢測(cè)了大鼠腎臟抗氧化酶系統(tǒng),如SOD(圖3A)、CAT(圖3C)、GSH-Px(圖3D)、T-AOC(圖3E),以及膜脂過氧化產(chǎn)物MDA(圖3B)。與MC 組相比,10 mg·kg-1 和120 mg·kg-1 EGCG 干預(yù)可顯著調(diào)節(jié)SOD、CAT、GSH-Px 和T-AOC 活性,抑制脂質(zhì)氧化產(chǎn)物MDA 的產(chǎn)生。說(shuō)明EGCG 增強(qiáng)了GK 大鼠腎臟抗氧化酶活性,減輕了腎臟氧化應(yīng)激。
2.5 EGCG 對(duì)糖尿病GK 大鼠腎臟及血清炎癥反應(yīng)的影響
通過檢測(cè)GK 大鼠腎臟和血清中的MCP-1、TNF-α、IL-6 和IL-1β 釋放水平以評(píng)價(jià)EGCG 的抗炎作用。如圖4 所示,各組大鼠腎臟中的TNF-α、IL-6 和IL-1β 含量無(wú)顯著差異,MC 組大鼠腎臟中MCP-1 的釋放水平顯著高于其他3 組,不同劑量的EGCG 干預(yù)均顯著降低了腎臟中MCP-1 含量(Plt;0.05)。各組大鼠血清中的TNF-α 含量無(wú)顯著差異;MC 組的血清中IL-6、IL-1β、MCP-1 含量顯著高于正常組(Plt;0.0001),不同劑量EGCG干預(yù)對(duì)血清中IL-6 含量無(wú)顯著影響,但顯著降低了IL-1β(Plt;0.0001)、MCP-1(Plt;0.05)的釋放水平。EGCG 的干預(yù)降低了GK 大鼠的MCP-1、IL-1β 的釋放水平,且在DKD 大鼠的腎臟和血清中促炎因子釋放水平不同,血清中促炎因子IL-6 和IL-1β 的變化先于腎臟,這可能表示高血糖誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激不會(huì)最先發(fā)生在腎臟。
2.6 EGCG 對(duì)Nrf2-Keap1/MAPK 信號(hào)通路的影響
在上述研究的基礎(chǔ)上, 為進(jìn)一步探究EGCG 通過抑制氧化應(yīng)激及炎癥改善糖尿病GK 大鼠腎損傷的分子機(jī)制,檢測(cè)了GK 大鼠腎臟中調(diào)控氧化應(yīng)激的Nrf2-Keap1/MAPK 信號(hào)通路相關(guān)基因的表達(dá)水平。由圖5A 可知,與NC 組相比,MC 組Nrf2、NQO1、HO-1 的表達(dá)量顯著下降(Plt;0.05),Keap1 表達(dá)量顯著增加(Plt;0.01)。不同劑量EGCG 干預(yù)對(duì)NQO1和HO-1 的表達(dá)量無(wú)顯著影響;10 mg·kg-1 EGCG干預(yù)對(duì)Nrf2 和Keap1 的表達(dá)量與MC 組無(wú)顯著差異,而120 mg·kg-1 EGCG 干預(yù)顯著增加了Nrf2 的表達(dá)量(Plt;0.001),顯著降低了Keap1 的表達(dá)量(Plt;0.05)。由圖5B 可知,在MAPK 信號(hào)通路中,ERK 表達(dá)水平在各組無(wú)顯著差別;10 mg·kg-1 EGCG 干預(yù)對(duì)JNK 的表達(dá)量無(wú)顯著影響,但顯著降低了NF-κB 和P38的表達(dá)量(Plt;0.01);120 mg·kg-1 EGCG 干預(yù)組大鼠腎臟中JNK、NF-κB 和P38 的表達(dá)量顯著低于MC 組(Plt;0.01)。以上結(jié)果表明,EGCG可能是通過調(diào)節(jié)腎臟Nrf2-Keap1/MAPK 信號(hào)通路抑制糖尿病GK 大鼠的氧化應(yīng)激和炎癥。
2.7 EGCG 濃度與GK 大鼠腎臟、血清生化指標(biāo)的相關(guān)性分析
如圖6A 所示,EGCG 濃度與Scr、BUN、MDA、血清IL-1β、MCP-1 和腎臟MCP-1 含量呈顯著負(fù)相關(guān)(Plt;0.01),與SOD、CAT、GSH-Px以及T-AOC 活性呈顯著正相關(guān)(Plt;0.01)。
3 討論
近年來(lái),我國(guó)糖尿病患病率不斷上漲。根據(jù)《2021 全球糖尿病地圖》數(shù)據(jù)顯示,2011年到2021 年,我國(guó)糖尿病患者人數(shù)由9 000萬(wàn)增加至1.4 億,增幅達(dá)56%[10]。在我國(guó)糖尿病患病人群中,T2DM 占90%以上,T2DM 并發(fā)腎?。―KD)的患病率高達(dá)21.8%[11],嚴(yán)重危害我國(guó)居民健康。限于目前醫(yī)學(xué)水平,糖尿病仍是一種終身性疾病,如何通過減輕氧化應(yīng)激損傷預(yù)防慢性并發(fā)癥、提高患者生活質(zhì)量和延長(zhǎng)壽命是糖尿病治療的遠(yuǎn)期目標(biāo)。
腎臟病理學(xué)檢查是DKD 診斷的“金標(biāo)準(zhǔn)”[12]。隨著病情發(fā)展,DKD 患者會(huì)出現(xiàn)腎臟濾過能力下降、腎小球肥大、腎小球基底膜增厚、系膜擴(kuò)張、基質(zhì)增多等改變[13-14]。本研究結(jié)果顯示,EGCG 干預(yù)可顯著降低GK 大鼠的血肌酐、尿素氮含量,改善GK 大鼠腎小球肥大、系膜區(qū)增大、基底膜增厚、基質(zhì)增多和系膜細(xì)胞增生等腎臟形態(tài)學(xué)病變,緩解GK 大鼠的腎臟損傷。
抗氧化應(yīng)激是防治T2DM 和DKD 發(fā)展的重要分子機(jī)制[15]。體外試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),EGCG 可以顯著降低細(xì)胞的ROS 水平,提高細(xì)胞活力[16-17]。體內(nèi)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),100 mg·kg-1·d-1 EGCG 對(duì)GK大鼠干預(yù)12 周,觀察到EGCG 可以通過靶向ROS-ERK/JNK-P53 途徑減少ROS 產(chǎn)生改善GK 大鼠的高血糖和氧化應(yīng)激[18]。Nrf2 是抗氧化酶和解毒基因的主要調(diào)節(jié)因子,被證實(shí)能與Keap1 相互作用以減少氧化應(yīng)激并改善生物體的整體抗氧化功能[19]。HO-1、NQO1 和GPx是Nrf2-Keap1 信號(hào)通路的下游靶基因,Wang等[20]觀察到EGCG 干預(yù)上調(diào)了這些基因的表達(dá)。Khan 等[21]研究發(fā)現(xiàn),EGCG 可以通過提高抗氧化酶SOD、CAT 和GPx 的活性改善博來(lái)霉素誘導(dǎo)Wistar 大鼠的氧化應(yīng)激和肺纖維化。因此本研究假設(shè)EGCG 可以通過Nrf2-Keap1 信號(hào)通路調(diào)節(jié)抗氧化酶活性抑制GK 大鼠腎臟氧化應(yīng)激。如圖3 和圖5A 所示,EGCG 干預(yù)上調(diào)了Nrf2 基因的表達(dá),提高了抗氧化酶SOD、CAT、GSH-Px 活性,這可能是由于EGCG 促進(jìn)了Keap1 對(duì)自身半胱氨酸殘基的修飾,阻止了Nrf2 降解,并促進(jìn)Nrf2進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi), 激活抗氧化響應(yīng)元件(Antioxidant response element,ARE),調(diào)節(jié)抗氧化酶的活性發(fā)揮抗氧化應(yīng)激的作用[22](圖6B)。
研究發(fā)現(xiàn),氧化應(yīng)激可以通過激活P38和NF-κB 等信號(hào)通路誘導(dǎo)促炎因子表達(dá)[23]。周繼紅等[24]發(fā)現(xiàn),膳食補(bǔ)充EGCG 可顯著降低高果糖飲食誘導(dǎo)的小鼠肝臟中TNF-α、IL-1β 炎癥因子和腸道中IL-6 炎癥因子水平。Uchiyama 等[25]發(fā)現(xiàn),膳食補(bǔ)充10% EGCG 能夠顯著降低GK 大鼠腸系膜脂肪組織中一些與炎癥反應(yīng)相關(guān)基因和蛋白的表達(dá),改善GK大鼠脂肪組織的炎癥反應(yīng)。本研究結(jié)果顯示,EGCG 干預(yù)下調(diào)了GK 大鼠腎臟MAPK 途徑中NF-κB、JNK、P38 的表達(dá),降低了血清MCP-1、IL-1β 和腎臟MCP-1 水平(MCP-1、IL-1β 為MAPK 途徑下游靶基因),推測(cè)EGCG可以通過抑制MAPK 途徑降低GK 大鼠腎臟促炎因子水平,改善腎臟氧化應(yīng)激。
綜上所述,EGCG 可以降低GK 大鼠血肌酐、尿素氮含量,改善GK 大鼠出現(xiàn)的腎小球肥大、系膜區(qū)增大、基底膜增厚、基質(zhì)增多和系膜細(xì)胞增生等腎臟形態(tài)學(xué)病變,且在試驗(yàn)范圍內(nèi)呈現(xiàn)高劑量改善效果優(yōu)于低劑量。其作用機(jī)制可能與EGCG 通過調(diào)節(jié)Nrf2-Keap1/MAPK信號(hào)通路提高腎臟抗氧化酶SOD、CAT、GSH-Px 活性,抑制促炎因子MCP-1、IL-1β釋放,發(fā)揮抗氧化應(yīng)激作用有關(guān)。
參考文獻(xiàn)
[1] 李長(zhǎng)平. 慢性腎臟病患者如何科學(xué)攝取營(yíng)養(yǎng)[J]. 保健醫(yī)苑, 2019(3): 16-17.
Li C P. How does patients with chronic kidney disease takenutrition scientifically [J]. Health Care, 2019(3): 16-17.
[2] Ruiz-Ortega M, Rodrigues-Diez R R, Lavoz C, et al. Specialissue \"diabetic nephropathy: diagnosis, prevention andtreatment\" [J]. Journal of Clinical Medicine, 2020, 9(3):813. doi: doi.org/10.3390/jcm9030813.
[3] Ross S A. Breaking down patient and physician barriers tooptimize glycemic control in type 2 diabetes [J]. TheAmerican Journal of Medicine, 2013, 126(9s1): S38-S48.
[4] Wan C P, Ouyang J, Li M X, et al. Effects of green teapolyphenol extract and epigallocatechin-3-O-gallate ondiabetes mellitus and diabetic complications: recentadvances [J/OL]. Critical Reviews in Food Science andNutrition, 2022: 1-29. doi: 10.1080/10408398.2022.2157372.
[5] 尹昀東, 方朝暉, 尤良震. GK 大鼠生物學(xué)特性及其在糖尿病相關(guān)模型制備中應(yīng)用的研究進(jìn)展[J]. 山東醫(yī)藥, 2018,58(46): 86-89.
Yin Y D, Fang Z H, You L Z. Research progress onbiological characteristics of GK rats and its application inthe preparation of diabetes-related models [J]. ShandongMedical Journal, 2018, 58(46): 86-89.
[6] Kojima N, Slaughter T N, Paige A, et al. Comparison of thedevelopment diabetic induced renal disease in strains ofGoto-Kakizaki rats [J]. Journal of Diabetes amp; Metabolism,2013, 37(s9): 5. doi: 10.4172/2155-6156.S9-005.
[7] Zhang Z T, Guo N, Zhuang G D, et al. Metabolic profiling ofcarbonyl compounds for unveiling protective mechanisms ofPueraria lobata against diabetic nephropathy byUPLC-Q-Orbitrap HRMS/MS analysis [J]. Journal ofAgricultural and Food Chemistry, 2021, 69(37):10943-10951.
[8] Yang Z, Zhu M Z, Zhang Y B, et al. Coadministration ofepigallocatechin-3-gallate (EGCG) and caffeine in low doseameliorates obesity and nonalcoholic fatty liver disease inobese rats [J]. Phytotherapy Research, 2019, 33(4):1019-1026.
[9] 文馨月, 唐雪陽(yáng), 何丹, 等. 中藥調(diào)節(jié)腸道菌群與代謝產(chǎn)物改善高尿酸血癥研究進(jìn)展[J]. 中國(guó)中藥雜志, 2021,46(24): 6387-6394.
Wen X Y, Tang X Y, He D, et al. Research progress onanti-hyperuricemia effects and mechanisms of Chinesemedicines based on regulation of intestinal flora andmetabolites [J]. China Journal of Chinese Materia Medica,2021, 46(24): 6387-6394.
[10] 郭立新. 2021 年糖尿病領(lǐng)域年度重大進(jìn)展回顧[J]. 中華糖尿病雜志, 2022, 14(1): 1-8.
Guo L X. 2021 annual review of major progress in diabetes [J]. Chinese Journal of Diabetes Mellitus, 2022, 14(1): 1-8.
[11] Zhang X X, Kong J, Yun K. Prevalence of diabeticnephropathy among patients with type 2 diabetes mellitus inChina: a meta-analysis of observational studies [J]. Journalof Diabetes Research, 2020, 2020: 2315607. doi:10.1155/2020/2315607.
[12] 中華醫(yī)學(xué)會(huì)腎臟病學(xué)分會(huì)專家組. 糖尿病腎臟疾病臨床診療中國(guó)指南 [J]. 中華腎臟病雜志, 2021, 37(3):255-304.
Chinese Society of Nephrology Expert Group. Chineseguidelines for diagnosis and treatment of diabetic kidneydisease [J]. Chinese Journal of Nephrology, 2021, 37(3):255-304.
[13] Fioretto P, Mauer M. Diabetic nephropathy: diabeticnephropathy-challenges in pathologic classification [J].Nature Reviews Nephrology, 2010, 6(9): 508-510.
[14] Xia X Y, Wang X D, Wang H, et al. Ameliorative effect ofwhite tea from 50-year-old tree of Camellia sinensis L.(Theaceae) on kidney damage in diabetic mice viaSIRT1/AMPK pathway [J]. Journal of Ethnopharmacology,2021, 272: 113919. doi: 10.1016/j.jep.2021.113919.
[15] Tanase D M, Gosav E M, Anton M I, et al. Oxidative stressand NRF2/KEAP1/ARE pathway in diabetic kidney disease(DKD): new perspectives [J]. Biomolecules, 2022, 12(9):1227. doi: 10.3390/biom12091227.
[16] Cao T, Zhang X, Yang D, et al. Antioxidant effects ofepigallocatechin-3-gallate on the aTC1-6 pancreatic alphacell line [J]. Biochemical and Biophysical ResearchCommunications, 2018, 495(1): 693-699.
[17] Coyle C H, Philips B J, Morrisroe S N, et al. Antioxidanteffects of green tea and its polyphenols on bladder cells [J].Life Sciences, 2008, 83(1/2): 12-18.
[18] Yan J, Feng Z H, Liu J, et al. Enhanced autophagy plays acardinal role in mitochondrial dysfunction in type 2 diabeticGoto-Kakizaki (GK) rats: ameliorating effects of(-)-epigallocatechin-3-gallate [J]. The Journal of NutritionalBiochemistry, 2012, 23(7): 716-724.
[19] Surh Y J, Kundu J K, Na H K. Nrf2 as a master redox switchin turning on the cellular signaling involved in the inductionof cytoprotective genes by some chemopreventivephytochemicals [J]. Planta Medica, 2008, 74(13):1526-1539.
[20] Wang D X, Wang Y J, Wan X C, et al. Green tea polyphenol(-)-epigallocatechin-3-gallate triggered hepatotoxicity inmice: responses of major antioxidant enzymes and the Nrf2rescue pathway [J]. Toxicology and Applied Pharmacology,2015, 283(1): 65-74.
[21] Khan M A, Tania M, Zhang D Z, et al. Antioxidant enzymesand cancer [J]. Chinese Journal of Cancer Research, 2010,22(2): 87-92.
[22] Na H K, Surh Y J. Modulation of Nrf2-mediated antioxidantand detoxifying enzyme induction by the green teapolyphenol EGCG [J]. Food and Chemical Toxicology,2008, 46(4): 1271-1278.
[23] Ginn-Pease M E, Whisler R L. Redox signals andNF-kappaB activation in T cells [J]. Free Radical Biologyamp;Medicine, 1998, 25(3): 346-361.
[24] 周繼紅, 陳蔚, 丁樂佳, 等. EGCG 改善高果糖飲食小鼠代謝紊亂的作用與機(jī)制研究[J]. 茶葉科學(xué), 2023, 43(3):399-410.
Zhou J H, Chen W, Ding L J, et al. Regulatory effect andmechanism of EGCG on metabolic disorders inhigh-fructose diet mice [J]. Journal of Tea Science, 2023,43(3): 399-410.
[25] Uchiyama Y, Suzuki T, Mochizuki K, et al. Dietarysupplementation with (-)-epigallocatechin-3-gallate reducesinflammatory response in adipose tissue of non-obese type 2diabetic Goto-Kakizaki (GK) rats [J]. Journal ofAgricultural and Food Chemistry, 2013, 61(47):11410-11417.