人工发酵虫草菌丝体干粉对实验性糖尿病大鼠肾脏保护作用的研究

来源 :河北医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chunlai_zhang
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目的:糖尿病肾病(diabetic nephropathy,DN)是糖尿病(diabetes mellitus,DM)重要的慢性微血管并发症之一,也是DM的主要致死原因。目前,我国DM的发病率逐年上升,DN可能会成为导致终末期肾衰(ESRD)的主要原因。如何有效防治DN是当前DM和肾脏病学者们面临的一个重要工作。冬虫夏草[Cordyceps sinensis(Berk.)Sacc.]为麦角菌科真菌寄生在蝙蝠蛾科昆虫幼虫上的子座及幼虫尸体的复合体,传统医学认为其味甘、性温,入肺、肾经,有补肺肾、止嗽、益虚损、扶精气之功效。DN 的主要病理变化表现为肾小球、肾小管肥大,肾基底膜增厚、肾小球系膜区细胞外基质(Extracellular Matrix,ECM)堆积,其中Ⅳ型胶原(collagentype Ⅳ,Col-Ⅳ)是ECM增殖的主要成分,是导致DN的主要病理基础。结缔组织生长因子(connective tissue growthfactor,CTGF)是一种存在于心、脑、肾、肺、结缔组织等多种组织器官的细胞因子,其中肾脏含量最高。它在转化生长因子-β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)诱导下,可由成纤维等细胞分泌,并介导血糖升高对肾脏的多种化学反应。糖尿病触发肾病的两个始动因素是高血糖和血流动力学异常。目前认为,这两种因素均可引起CTGF的表达与分泌增多。作为糖尿病的特征性病变,高血糖本身可引起CTGF的表达与合成增多。一些研究表明,DN时,CTGF在肾脏肥大、肾小球硬化和肾小管间质纤维化过程中都发挥了一定作用。虫草有良好的抗纤维化作用。有研究表明,虫草能够降低肾组织Col-Ⅳ及纤维连接蛋白(FN)的表达,减轻肾小球硬化大鼠ECM的积聚,延缓肾小球硬化进展,对肾脏具有保护作用[1]。本研究通过链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)诱发Sprague-Dawlay(SD)大鼠胰岛功能缺陷和高血糖,复制1型糖尿病(type 1 diabetes mellitus,TlDM)大鼠模型,并应用人工发酵虫草菌丝体干粉(冬虫夏草代用品)进行干预治疗。在此基础上观察CTGF在正常大鼠与糖尿病大鼠肾脏表达的变化及冬虫夏草的干预作用,进一步阐明冬虫夏草减少ECM堆积、延缓肾脏纤维化及其对DM大鼠的肾脏保护作用机制。 方法:60只8周龄SD大鼠,给予标准大鼠饲料适应性喂养1周后,从中随机抽取12只作为正常对照组(NC组),其余作为实验组。将实验组大鼠给予STZ 55mg/kg腹腔注射,破坏胰岛β细胞,建立1型糖尿病大鼠模型。72小时后测尾尖血糖大于16.8mmol/L,持续3天,确认为1型糖尿病大鼠模型。把成模糖尿病大鼠随机分为糖尿病对照组(DM组)、人工发酵虫草菌丝体干粉干预治疗组(简称虫草干预组),根据虫草干预剂量又分为:1.2g/kg/d干预组(干预-A组)、2.4g/kg/d干预组(干预-B组)、3.6g/kg/d干预组(干预-C组)。于第16周末测量大鼠体重,测定血糖(BG)、血清总胆固醇(TC)、血清甘油三酯(TG)、尿素氮(BUN)、血肌酐(Scr)、24小时尿肌酐清除率(Ccr)和尿白蛋白排泄率(urinaryalbumin excretion rate,UAER)水平。取肾脏分别进行病理学HE染色观察肾脏形态学变化,进行Western印迹,观测CTGF在。肾脏的表达水平;用免疫组化染色的方法检测肾脏CTGF的蛋白表达情况和表达部位。 结果: 1、实验第4周末时,实验组大鼠BG水平均高于正常对照组(P<0.01,P<0.05,P<0.05,P<0.05)。16周末实验结束时,DM组大鼠血糖水平明显高于NC组,差异有显著性(P<0.01),干预-A组、干预-B组血糖水平均较DM组明显降低,差异有显著性(均P<0.05),干预-C组与DM组比较,无显著性差异(P>0.05)。 2、第16周末实验结束时,DM组与NC组比较,肾脏肥大指数明显升高,干预-A组、干预-B组、干预-C组与DM组比较肾脏肥大指数明显降低。 3、DM组大鼠第16周末,DM组大鼠TG、TC水平均高于NC组,差异有显著性(均P<0.01);干预.A组、干预-B组、干预-C组大鼠TG、TC水平均低于DM组,差异有显著性(分别为P<0.05、P<0.05;P<0.05、P<0.01;P<0.05、P<0.01):干预-A组、干预-B组、干预-C组之间上述指标无显著性差异(均P>0.05)。 4、DM组大鼠BUN、Scr、UAER水平均明显高于NC组,差异具有显著性(均P<0.01),干预-A组、干预-B组、干预-C组大鼠BUN、Scr、UAER水平均较DM组显著下降,差异具有显著性(P<0.05或P<0.01)。Ccr则相反,DM组Ccr水平显著低于NC组水平,差异具有显著性(P<0.01),干预-A组、干预-B组、干预-C组三组大鼠Ccr水平较DM组显著升高,差异具有显著性(P<0.05)。 5、组织形态学结果:HE染色结果示DM组多数肾小球明显增大,肿胀,充血及。肾小球肥大,基底膜增厚,肾小球系膜区增宽,少数肾小球出现轻度硬化;部分肾小管出现细胞空泡变性,管腔变窄。干预-A组、干预-B组、干预-C组均较DM组明显减轻,干预-C组减轻最明显。 6、免疫组化结果显示,DM组肾组织的CTGF的蛋白表达较NC组增多,体现在阳性染色的积分光密度值均高于NC组,差异具有显著性(P<0.01),其阳性染色主要分布在肾小球基底膜和肾小管间质;而冬虫夏草干预治疗组的CTGF表达较DM组有不同程度减弱,差异具有显著性(均P<0.01):减轻程度随虫草剂量增加而增加,三组之间有显著性差异(均P<0.05)。 7、Western印迹显示,DM组大鼠肾脏组织CTGF的蛋白表达较NC组升高,差异具有显著性(P<0.01)。冬虫夏草干预治疗组CTGF的蛋白表达较DM组有不同程度降低,差异具有显著性(分别为P<0.05、P<0.01、P<0.01);减轻程度随虫草剂量增加而增加,三组之间有显著性差异(均P<0.05)。 结论: 1、雄性SD大鼠接受一次性大剂量链脲佐菌素腹腔注射,破坏大部分胰岛β细胞,胰岛素分泌绝对不足,造成持续高血糖状态,在高糖作用下发生肾脏损害,至此建立了1型糖尿病大鼠肾损害模型,此模型可用于研究糖尿病肾脏损害和干预因素对肾脏的直接作用。 2、DM大鼠肾脏组织中,CTGF的蛋白表达明显高于NC组,提示肾组织中CTGF表达的改变与DM肾脏病变密切相关,CTGF可能在DN的发生发展中起重要作用。 3、经人工发酵虫草菌丝体干粉干预后,糖尿病大鼠的各种代谢紊乱明显减轻,各项生化指标好转;肾脏病理改变减轻;肾脏组织中CTGF的蛋白表达水平降低。因此,本实验表明人工发酵虫草菌丝体干粉可以通过降低血糖、调节血脂、减少尿白蛋白排泄、延缓血肌酐的升高、减轻DN的肾脏病理改变、调节CTGF的蛋白表达等方面,减轻肾脏纤维化,在DN中发挥肾脏保护作用。 4、本研究中观察到,在一定剂量范围内,人工发酵虫草菌丝体干粉有降糖作用,较大剂量人工发酵虫草菌丝体干粉降糖效果不明显,同时,人工发酵虫草菌丝体干粉对血脂、肾功能等有良好的改善作用,但其作用是否随虫草剂量增加,效果越好,有待进一步实验观察。
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