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藏药短管兔耳草醇提物降低急性高尿酸血症小鼠血尿酸水平及机制研究



全 文 :Chinese Journal of NewDrugs2015,24(21)
2489
中国新药杂志 2015 年第 24 卷第 21 期
[基金项目] 江西民族药现代科技与产业发展协同创新中心开放基金项目(JXXT201402021)
[作者简介] 曾金祥,男,博士,副教授,硕士生导师,主要从事中药药效物质基础与生物传感研究。联系电话:(0791)87119065,E-mail:zjinx-
iang@ 163. com。
[通讯作者] 朱继孝,男,博士,副教授,硕士生导师,主要从事中药有效成分与作用机理研究。联系电话:(0791)87119065,E-mail:zhujx81@
sina. com。
·实验研究·
藏药短管兔耳草醇提物降低急性高尿酸血症
小鼠血尿酸水平及机制研究
曾金祥,许兵兵,李 敏,李雪溦,朱继孝,王晓云,钟国跃,罗光明,朱玉野,王 娟
(江西中医药大学中药资源与民族药研究中心,南昌 330004)
[摘要] 目的:探讨藏药短管兔耳草醇提物对急性高尿酸血症小鼠血尿酸水平的影响及作用机制。方
法:以氧唪酸钾诱导建立小鼠急性高尿酸血症模型,连续灌胃(ig)给予短管兔耳草与别嘌呤醇 7 d。短管兔
耳草给药剂量分别为(2. 0,4. 0,8. 0 g·kg -1)。别嘌呤醇给药剂量为(10 mg·kg -1),研究短管兔耳草对急性
高尿酸血症小鼠血清肌酐水平、肝脏黄嘌呤氧化酶(XOD)的活性、肾脏转运蛋白 mOAT1,mURAT1 及
mGLUT9 mRNA表达的影响。结果:与正常组比较,模型组小鼠血清尿酸与肌酐含量和肝脏 XOD 活性显著
增高,并且上调肾脏尿酸转运体 mURAT1 及 mGLUT9 mRNA 的表达,下调肾脏尿酸转运体 mOAT1 的表达。
与模型组比较,短管兔耳草给药组显著降低尿酸及肌酐水平,抑制肝脏 XOD 活性并上调 mOAT1、下调 mU-
RAT1 mRNA、mGLUT9 mRNA的表达。结论:藏药短管兔耳草醇提物具有抗痛风活性,其作用机制主要为抑
制 XOD活性,上调 mOAT1、下调肾脏转运蛋白 mURAT1 及 mGLUT9 mRNA的表达。
[关键词] 短管兔耳草;高尿酸血症;黄嘌呤氧化酶;肾脏转运蛋白
[中图分类号] R971. 1 [文献标志码] A [文章编号] 1003 - 3734(2015)21 - 2489 - 05
Effect of Lagotis brevituba Maxim. extract in reducing uric acid
level in hyperuricemia mice and its mechanism
ZENG Jin-xiang,XU Bing-bing,LI Min,LI Xue-wei,ZHU Ji-xiao,WANG Xiao-yun,
ZHONG Guo-yue,LUO Guang-ming,ZHU Yu-ye,WANG Juan
(The Research Center of Natural Resources of Chinese Medicinal Materials and Ethnic Medicine,
Jiangxi University of Traditional Chinese Medicine,Nanchang 330004,China)
[Abstract] Objective:To study the effect of Lagotis brevituba Maxim. extract (LBMs)on the level of uric
acid in hyperuricemia mice and investigate its mechanism. Methods:LBMs and allopurinol were administered to
potassium oxonate-induced hyperuricemia mice for 7 d. The dose of LBMs was 2. 0,4. 0,8. 0 g·kg -1,respectively.
and the dose of allopurinol was 10 mg·kg -1 . The serum uric acid and creatinine levels were determined. The activ-
ity of hepatic xanthine oxidase(XOD)was assayed. The mRNA express of renal protein transporter(mOAT1,mU-
RAT1 and mGLUT9)were also studied. Results:Compared with the normal group,the LBMs extract obviously in-
creased the uric acid and creatinine levels and enhanced the activity of hepatic XOD in hyperuricemia mice. Com-
pared with the model group,LBMs effectively reduced the uric acid and creatinine levels and inhibited the activity
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of hepatic XOD,down-regulated mRNA express level of renal mURAT1 and mGLUT9,up-regulated mRNA express
level of renal,and inhibited the activity of hepatic xanthine oxidase. Conclusion:The results suggested that LBMs
possesses anti-gout effect,and the main mechanism is that it can inhibit the acivity of hepatic XOD,down-regulate
renal mURAT1 and mGLUT9 and up-regulate mOAT1 mRNA express level to decrease urate reabsorption and en-
hance urate excretion in hyperuricemia mice.
[Key words] Lagotis brevituba Maxim.;hyperuricemia;xanthine oxidase;kidney transport protein
痛风是指因长期嘌呤代谢障碍、血尿酸增高而
引起组织损伤的一组异质性疾病。随着社会与经济
的发展,人们生活水平的提高,世界痛风患病率迅速
呈升高趋势:部分地区已高达 4. 1%[1],且仍在快速
增加[2]。
目前痛风防治药物主要有抑制尿酸生成药物与
促尿酸排泄药物。这些药物均具有严重的不良反
应[3]。传统抗炎及抗风湿病等药用植物应用于痛
风防治,在使用过程中相对安全,因而一直是抗痛风
新药研究热点。Kong 等[4]对 122 种中药传统抗炎
及风湿病药用植物进行了活性筛选,结果表明许多
药用植物均具有良好的抗痛风效果。最新统计进一
步证明,传统药用植物治疗痛风不仅有效而且更为
安全[5],具有很大的抗痛风药用开发价值。
藏药是我国传统民族药学的重要组成部分,其
应用基础雄厚,历史悠久,对许多疑难杂症往往具有
很好的疗效,已成为药学研究的热点。藏药短管兔
耳草系玄参科兔耳草属植物短管兔耳草(Lagotis
brevituba Maxim.)的干燥全草。藏医学中主要用于
治疗肾炎、高血压、动脉粥样硬化症、全身发热、肺
病、湿热泻痢、阴道流黄黑色液物、综合性毒性中毒
及“心热”等多种疾病,具有抗炎、抑菌、降血糖和抗
肿瘤等多种功效[6]。目前国内外对于短管兔耳草
的研究尚处于初步阶段,化学成分、药理活性及作用
机理研究较少[7 - 9],因此,严重制约了其现代化开发
与应用。
本研究在建立氧嗪酸钾盐诱导小鼠急性高尿酸
血症模型的基础上,深入探讨藏药短管兔耳草对高
尿酸血症小鼠降尿酸机制,以期为其抗痛风药用提
供佐证并为现代化开发提供依据。
材料与方法
1 材料
1. 1 中药材
短管兔耳草购自成都荷花池药材市场,并经民
族药研究专家钟国跃研究员鉴定为藏药短管兔耳草
(Lagotis brevituba Maxim.)的全草。
1. 2 动物
60 只雄性昆明种小白鼠,体重 18 ~ 22 g,由湖
南斯莱克景达实验动物有限公司提供,SPF 级,实
验动物许可证号:SCXK(湘)2011-0003,实验期间
室温(24 ± 2)℃,光暗循环周期为 12 h光照 ~ 12 h
黑暗。
1. 3 试剂
氧嗪酸钾盐(STBD5759V,批号:101469031,Sigma
公司),别嘌呤醇(081M1112V,批号:1061767673,Sigma
公司);XOD试剂盒(批号:20141027)、考马斯亮蓝
蛋白测试盒(批号:20141010)、尿酸测定试剂盒(批
号:20141011)、肌酐测定试剂盒(批号:20141011)
均购自南京建成生物工程研究所;动物 RNAprep
Pure动物组织总 RNA 提取试剂盒[N3205,天根生
化科技(北京)有限公司];M-MLV 反转录酶(批号:
0000123564,Promega 公司);引物由天根生化科技
(北京)有限公司合成。其余试剂均为分析纯,水为
双蒸水。
1. 4 仪器
ALLEGRA 64R型高速离心机(美国 Beckman
Coulter 公司);RORMA 86C 型超低温冰箱(美国
Thermo 公司);HHS 11 2 型电热恒温水浴箱(上
海博迅实业有限公司);BS223S 型电子分析天平
(北京赛多利斯仪器系统有限公司);C1000 Touch
型 PCR 扩增仪(美国 Bio-Rad 公司);UV 2100 型
双光束紫外-可见分光光度计(北京瑞利分析仪器
公司)。
2 方法
2. 1 短管兔耳草样品制备
取短管兔耳草 100 g,加入 4 倍药材量的 70%乙
醇水溶液加热 3 次,每次 2 h,3 次回流提取所得滤
液混合浓缩至 100 mL,含生药量 1. 0 g·mL -1,冷藏
备用。短管兔耳草的给药剂量均按生药量计算。
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2. 2 短管兔耳草对小鼠急性高尿酸血症的影响
2. 2. 1 小鼠分组及给药 将 60 只小鼠随机分为 6
组,每组 10 只,分别为空白组(对照组),急性高尿
酸血症组(模型组),别嘌呤醇组(阳性药物组),短
管兔耳草低剂量组、短管兔耳草中剂量组、短管兔耳
草高量组。其中短管兔耳草低、中、高剂量组给药剂
量分别为 2. 0,4. 0,8. 0 g·kg -1,别嘌呤醇给药剂量
为 10 mg·kg -1(混悬于 0. 8% CMC-Na 中),空白组
和模型组,按 15 mL·kg -1剂量分别灌胃相应体积的
0. 9%NaCl溶液。持续给药 7 d,qd,d 7 于造模 1 h
后给药。
2. 2. 2 小鼠急性高尿酸血症模型的建立 氧嗪酸
钾盐为尿酸酶抑制剂的化学诱导剂,能够抑制小鼠
体内尿酸分解,造成小鼠急性高尿酸血症模型。在
给药前 1 h,按照 400 mg·kg -1剂量对小鼠 ip 氧嗪酸
钾盐(混悬于 0. 8% CMC-Na中)。空白组 ip相同体
积 0. 8% CMC-Na溶液。给药 1 h后,小鼠眼眶后静
脉丛取血,全血于 4 ℃,5 000 r·min -1离心 10 min
后,取上层血清放置于 4 ℃冰箱备用。同时在冰台
上快速分取肝脏组织块与肾脏,投入液氮中冷冻,取
出之后放置于 - 70 ℃冰箱中冷冻保存。
2. 2. 3 血清尿酸水平测定 按照尿酸测定试剂盒
方法进行测定。
2. 2. 4 血清肌酐水平测定 按照肌酐测定试剂盒
方法进行测定。
2. 2. 5 肝脏黄嘌呤氧化酶(Xanthine oxidase,XOD)
活性测定 将肝脏组织块进行称重,按照 1∶ 9(重量
体积比)加入预冷的生理盐水,制得 10% 匀浆以
2 500 r·min -1离心 10 min,取上清液后,采用试剂盒
说明书方法步骤测定蛋白含量及 XOD活性。
2. 2. 6 RT-PCR 法测定肾脏 mOAT1,mURAT1 及
mGLUT9 转运体 mRNA的表达 每组分别取 0. 02 g
肾脏样品 10 个,加入 300 μL裂解液,采用试剂盒说
明书方法步骤提取总 RNA。取总 RNA 1 μL,加
DPEC水进行稀释,分别在 260,280 nm 波长下测定
吸光度值(A),以 A260 /A280确定样品的纯度,采用
1. 2%琼脂糖凝胶电泳方法进行鉴定,置于紫外灯
下,观察总 RNA完整性。
取 8 μL总 RNA,进行反转录,方法参照 Rromaga
反转录酶使用说明书,合成 cDNA。所用引物序列和
PCR扩增反应条件参照文献[10]中所述。引物序列
分别为 mOAT1(5-ACGGGAAACAAGAAGAGGG-3,
5-AAGAGAGGTATGGAGGGGTAG-3),mURAT1(5-
GCTACCAGAATCGGCACGCT-3;5-CACCGGGAAG-
TCCACAATCC-3) ,mGLUT9,(5-ACTCCTACTGCT-
TCCTCGTCTT-3;5-GCTGATTTCTGCATGGGTTC-3) ,
GAPDH (5-TGAGGCCGGTGCTGAGTATGT-3; 5-
CAGTCTTCTGGGTGGCAGTGAT-3)。PCR 反应体
系总体积为 25 μL,mOAT1,mURAT1,mGLUT9 基因
和 GAPDH 基因扩增条件为 95 ℃,预变性 2 min,
90 ℃ 变性 30 s,58 ℃退火 35 s,72 ℃延伸 45 s,共
35 个循环;72 ℃延伸 10 min,PCR 扩增产物 - 20 ℃
保存。
PCR产物经过 1. 2%琼脂糖凝胶电泳以及溴化
乙啶染色后,置于凝胶影像分析仪上,进行成像操
作,同时进行条带的吸光度分析。经计算后得出待
测基因与 GAPDH 的比值,最后得到待测基因的相
对表达值。
2. 3 统计学分析
采用 SPSS 17. 0 统计软件对数据进行处理,数
据用 珋x ± s 表示,组间比较采用单因素方差进行分
析,P < 0. 05 为差异有统计学意义。
结 果
1 短管兔耳草对急性高尿酸血症小鼠血清尿酸水
平及 XOD活性与血清肌酐水平的影响
短管兔耳草对急性高尿酸血症小鼠血清尿酸水
平及 XOD 活性与血清肌酐水平的影响见表 1。
① 与空白组相比,急性高尿酸血症模型组小鼠血清
尿酸水平显著升高(P < 0. 01),表明造模成功;与模
型组比较,别嘌呤醇组极显著降低小鼠血清尿酸水
平(P < 0. 01),短管兔耳草低、中、高剂量组可显著
降低急性高尿酸血症小鼠血清尿酸(P < 0. 05)。
② 与空白组比较,急性高尿酸血症模型组小鼠肝脏
XOD活性显著增高;与模型组比较,阳性药物别嘌
呤醇组小鼠肝脏 XOD活性极显著下降(P < 0. 01);
短管兔耳草低、中、高给药剂量组小鼠肝脏 XOD 活
性显著降低(P < 0. 05),且短管兔耳草各剂量给药
组对急性高尿酸血症小鼠肝脏 XOD 活性的抑制作
用与其相同剂量组对血清尿酸水平的影响并不平
行。③ 与模型组相比,不同短管兔耳草剂量组均能
够降低急性高尿酸小鼠体内的肌酐浓度。
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表 1 藏药短管兔耳草对急性高尿酸血症小鼠尿酸、肌酐及 XOD的影响 n = 10,珋x ± s
组别 剂量 / g·kg -1 尿酸水平 /mg·L -1 肌酐水平 /μmol·L -1 肝 XOD活性 /μmol·L -1
空白组 — 39. 05 ± 3. 15 71. 13 ± 5. 68 20. 24 ± 2. 11
模型组 0. 350 46. 45 ± 4. 02a 107. 59 ± 6. 32a 30. 75 ± 3. 05a
阳性药物组 0. 01 13. 38 ± 2. 17b 69. 98 ± 4. 29b 16. 28 ± 2. 09b
低剂量组 2 26. 41 ± 3. 05b 56. 12 ± 4. 58b 19. 76 ± 1. 58b
中剂量组 4 27. 71 ± 2. 36b 50. 97 ± 3. 27b 25. 75 ± 2. 01b
高剂量组 8 29. 41 ± 3. 21b 52. 45 ± 4. 66b 22. 29 ± 1. 69b
与空白组相比,a:P <0. 01;与急性高尿酸模型组相比,b:P <0. 05
2 对急性高尿酸血症小鼠肾脏尿酸转运体mOAT1,
mURAT1及mGLUT9 mRNA表达的影响
促进尿酸的排泄降低体内血尿酸浓度是痛风
防治的另一重要途径与机制。现代药理学研究表
明固定在肾小管上皮细胞上的转运蛋白 URAT1
(尿酸转运体 1)、GLUT9(果糖转运体 9)、OAT1
(有机阴离子转运体 1)对尿酸的排泄起重要作
用,相关药物对这些蛋白表达的调控是控制尿酸
排泄量的主要手段[11]。短管兔耳草醇提取物对急
性高尿酸血症小鼠肾脏转运蛋白 mOAT1,mU-
RAT1 及 mGLUT9 mRNA 的表达影响结果见图 1
与表 2。
NK:空白组;HK:模型组;AK:别嘌呤醇组;DLK:短管兔耳草低剂量组;DMK:短管兔耳草中剂量组;
DHK:短管兔耳草高剂量组
图 1 短管兔耳草提取物对急性高尿酸血症小鼠肾脏转运蛋白 mOAT1,
mURAT1 及 mGLUT9 mRNA表达的影响
表 2 药物对急性高尿酸血症小鼠肾脏尿酸转运体的 mRNA表达的影响 n = 10,珋x ± s
组别
给药剂量
/ g·kg -1
mRNA(相对 mGAPDH)
mOAT1 mURAT1 mGLUT9
空白组 — 1. 39 ± 0. 23 0. 85 ± 0. 14 0. 75 ± 0. 08
模型组 — 1. 05 ± 0. 15a 1. 46 ± 0. 15a 1. 16 ± 0. 15a
别嘌呤醇组 0. 01 1. 32 ± 0. 25b 1. 32 ± 0. 14 0. 75 ± 0. 08c
短管兔耳草低剂量组 2. 0 1. 33 ± 0. 12b 1. 33 ± 0. 11 0. 82 ± 0. 07c
短管兔耳草中剂量组 4. 0 1. 61 ± 0. 15c 0. 43 ± 0. 04c 0. 74 ± 0. 06c
短管兔耳草高剂量组 8. 0 0. 99 ± 0. 08 0. 43 ± 0. 05c 0. 84 ± 0. 07c
与空白组相比,a:P <0. 05;与急性高尿酸模型组相比,b:P <0. 05,c:P <0. 01
由图 1 与表 2 可知,与空白组比较,模型组显
著上调肾脏 mURAT1 及 mGLUT9 mRNA 的表达,
显著下调 mOAT1 mRNA 的表达(P < 0. 05);与模
型组比较,高、中剂量短管兔耳草给药组极显著下
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调 mURAT1 与 mGLUT9mRNA的表达(P < 0. 01),
且可下调 mURAT1 mRNA的表达到正常表达水平
以下(P < 0. 01);短管兔耳草低、中剂量给药组可
明显上调 mOAT1 mRNA 的表达(P < 0. 05),高短
管兔耳草剂量给药组对肾脏 mOAT1 mRNA 的表
达无明显调节作用。尿酸盐阴离子转运体
(URAT1)负 责 尿 酸 重 吸 收,果 糖 转 运 体 9
(GLUT9)负责尿酸分泌,mOAT1 参与尿酸的转运。
结合降尿酸效果可推测短管兔耳草醇提物主要通
过抑制肾脏尿酸重吸、增加尿酸分泌及调节尿酸
的转运促进急性高尿酸血症小鼠尿酸排泄,降低
血清尿酸水平。
讨 论
抑制尿酸的生成及促进尿酸排泄可降低体内血
清尿酸水平。XOD是尿酸生成的关键酶,短管兔耳
草对高尿酸血症小鼠肝脏 XOD具有明显抑制活性,
说明短管兔耳草可以通过抑制高尿酸血症小鼠肝脏
XOD活性降低高尿酸小鼠血清尿酸水平,但其抑制
活性与剂量并不平行,说明短管兔耳草降血清尿酸
机制还存在其他作用途径。尿酸盐阴离子转运体
(URAT1)负责尿酸重吸收,果糖转运体 9(GLUT9)
负责尿酸分泌,mOAT1 参与尿酸的转运。短管兔耳
草可上调 OAT1、下调肾脏 URAT1 及 GLUT9 的 mR-
NA的表达,说明其可通过抑制肾脏尿酸重吸、增加
尿酸分泌及调节尿酸的转运促进急性高尿酸血症小
鼠尿酸排泄,降低血清尿酸水平。进一步说明藏药
短管兔耳草降血清尿酸具有多种作用途径。究其原
因可能是藏药短管兔耳草生长于具有独特地理及气
候环境的青藏高原,化学成分复杂,可通过多种成分
作用于多个靶点降低急性高尿酸血症小鼠血清尿酸
并产生协同作用;此外,根据徐风等[12]最新提出的
中药药效物质“显效形式具有多样性与叠加性”假
说,其药效物质还可能存在多种显效形式及药效叠
加性,但这还有待于进一步研究。
血清肌酐是评价肾功能的重要因子,肾功能损
伤引起机体肌酐水平升高。已有研究表明,氧嗪酸
钾可损伤小鼠肾脏功能导致血清肌酐水平升高[13]。
短管兔耳草能降低高尿酸血症血清肌酐水平表明短
管兔耳草醇提物能够逆转急性高尿酸血症对小鼠造
成的肾脏损伤。原因可能是短管兔耳草醇提物能够
抑制 XOD产生活性氧自由基,从而减少肾脏细胞损
伤,改善小鼠肾脏功能从而促进尿酸排泄,这也说明
藏药短管兔耳草具有一定的安全性。
藏药短管兔耳草优良的降尿酸效果与较好的安
全性,对其进行深入研究可望开发出新型安全有效
的抗痛风新药。
[ 参 考 文 献 ]
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编辑:赵文锐 /接受日期:2015 - 06 - 17