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Effect of compound Rhizoma Coptidis capsule on expression of transforming growth factor-β1 and type Ⅳ collagen proteins in renal tissue of diabetic rats with nephropathy

复方黄连胶囊对糖尿病肾病大鼠肾组织TGF-β1与Ⅳ型胶原蛋白表达的影响



全 文 :复方黄连胶囊对糖尿病肾病大鼠肾组织 TGFβ1
与Ⅳ型胶原蛋白表达的影响
刘 圣,唐丽琴,陈礼明,陈象青,张善堂,魏 瑜
(安徽医科大学 附属省立医院,安徽 合肥 230001)
[摘要] 目的:探讨复方黄连胶囊(CRCC)对糖尿病肾病(DN)大鼠肾病变的保护作用及其机制。方法:以链
脲佐菌素(STZ)复制早期DN大鼠模型,动物分为正常组、模型组、CRCC高、中、低剂量组(生药含量分别为436,
218,109g·kg-1)、消渴丸(XKW)080g·kg-1治疗组,灌胃给药,每天1次,30d后检测空腹血糖(FBG)、尿素
氮(BUN)、肌酐(Cr)、胰岛素(Ins)及尿蛋白(Upro);光镜观察肾组织形态学改变;免疫组织化学检测肾小球系膜细
胞转化生长因子β1(TGFβ1)与Ⅳ型胶原(ⅣC)蛋白的表达。结果:CRCC可降低大鼠FBG,BUN,Cr及Upro水平,
升高Ins,降低肾小球系膜细胞TGFβ1与ⅣC蛋白的表达,改善肾组织形态学异常。结论:CRCC对早期DN大鼠肾
微循环病变具有保护作用,延缓DN慢性病理进展,这种作用可能与其抑制肾组织TGFβ1与ⅣC蛋白表达有关。
[关键词] 复方黄连胶囊;糖尿病肾病;病理形态学;转化生长因子β1;Ⅳ型胶原
[中图分类号]R285.5 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)01006805
[收稿日期] 20061210
[基金项目] 安徽省2001年度重点科研项目(01023018)
[通讯作者] 刘圣,Tel:(0551)2283378,Email:lslcclhl@
163.com
  糖尿病肾病(diabeticnephropathy,DN)是引起
继发性肾小球硬化、慢性肾衰的主要原因之一,其病
理特征为进行性系膜区扩张,最后导致肾小球毛细
血管闭塞、硬化。《太平圣惠方》“黄连散”由黄连、
葛根等组成,具有清热、滋阴、消渴之功,用于阴虚内
热之消渴证。其处方中黄连含有的小檗碱具有降血
糖、降血脂等作用[1,2],葛根所含的葛根素可显著改
善糖尿病小鼠的胰岛素抵抗[3],降低糖尿病大鼠肾
组织中结缔组织生长因子(connectivetissuegrowth
factor,CTGF)的表达[4]。作者将“黄连散”制备成复
方黄连胶囊(compoundRhizomaCoptidiscapsule,
CRCC),在其前期降血糖研究的基础上[5],进一步
研究其对链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)诱导的早
期DN模型大鼠生化指标、肾组织病理形态学、肾小
球系膜细胞转化生长因子 β1(transforminggrowth
factorβ1,TGFβ1)及Ⅳ型胶原(typeⅣ colagen,Ⅳ
C)蛋白表达的影响,探讨 CRCC对 DN肾组织损害
的保护作用及其部分机制。
1 材料
1.1 动物 Wistar雄性大鼠,体重180~220g,安
徽医科大学实验动物中心提供,动物合格证:皖医实
动准字01号。
1.2 药物 CRCC处方由黄连 Coptischinensis
Franch.、葛根 Puerarialobata(Wild.)Ohwi、麦冬
Ophiopogonjaponicus(Thunb.)KerGawl.、枇杷叶
Eriobotryajaponica(Thunb.)Lindl.组成,均由合肥
市和义堂饮片有限责任公司提供。黄连用025%
硫酸的80%乙醇回流提取,提取液过滤,回收乙醇,
浓缩,浓缩液用适量热蒸馏水溶解,抽滤,滤液用盐
酸调pH2,静置,冷却,抽滤,沉淀物水洗至中性,80
℃以下干燥,得盐酸小檗碱粗品。葛根、麦冬、枇杷
叶以60%乙醇回流提取,提取液过滤,回收乙醇,浓
缩,浓缩液上大孔吸附树脂柱,依次用水、70%乙醇
和90%乙醇洗脱。水洗脱液浓缩后加乙醇使含量
达85%以上,醇沉过夜,过滤,沉淀物用90%乙醇洗
涤,80℃以下干燥,得麦冬多糖粗品。70%乙醇和
90%乙醇洗脱液合并,回收乙醇,浓缩,浓缩液70℃
以下干燥,得醇提取物。干燥浸膏打粉,按 2∶1比
例,与微晶纤维素(PVP)混匀,用5%PVP的80%乙
醇溶液润湿,搅拌制粒,动态干燥,装胶囊即得,1g
胶囊含7g生药,盐酸小檗碱含量126%,葛根素含
量84%,批号050306(用前倾出胶囊内容物,研末,
以05% CMCNa配成不同质量浓度的混悬液)。
消渴丸(广州中一药业有限公司,批号GF0006,用前
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研末,以05% CMCNa配成混悬液)。
1.3 试剂 Streptozotocin(SIGMA公司,批号
024K1211);羧甲基纤维素钠(CMCNa)(上海化学
试剂采购供应站,批号030527)。兔抗大鼠 TGFβ1
多克隆抗体(北京中杉金桥生物技术有限公司,批
号E0206);鼠抗人ⅣC单克隆抗体(CHEMICON公
司,批号0606031426);通用型 SPkit免疫组化染色
试剂盒(北京中杉金桥生物技术有限公司,批号
HK3400805)。
1.4 仪器 7600型全自动生化分析仪(日本日
立);OLYMPUSBX51F32H01型光学显微镜(日本
电子);LKB-NOVA型超薄切片机(瑞典LKB)。
2 方法
2.1 动物模型复制与分组 大鼠适应性饲养1周
后,参照文献[6],禁食不禁水12h,腹腔注射(ip)
STZ(溶于01mol·L-1枸橼酸钠缓冲液)80mg·
kg-1,72h后大鼠眼眶采血测定空腹血糖(fasting
bloodglucose,FBG),选择血糖值138~30mmol·
L-1者进行实验。挑选合格大鼠60只,随机分为5
组:模型组、CRCC低、中、高剂量组[低剂量组,109
g·kg-1,(以生药量计算,下同),相当于临床人用
等效量;中剂量组,218g·kg-1,相当于临床人用2
倍等效量;高剂量组,436g·kg-1,相当于临床人
用4倍等效量]、消渴丸组(XKW,080g·kg-1,相
当于临床人用2倍等效量),每组12只,另设正常对
照组 8只,共 6组。动物除模型组及正常组灌胃
(ig)给予 05%CMCNa,其余各组 ig给予相应药
物,每天1次,连续给药30d。
2.2 标本收集 实验30d时,提前2d,置大鼠于
代谢笼中,收留24h尿液,3000r·min-1离心15
min,取上清液。末次给药后,动物禁食不禁水12h,
水合氯醛麻醉,打开腹腔,腹主动脉取血,3000r·
min-1离心30min,取血清;切取左侧肾脏,去除包
膜,称重;每组挑选3只大鼠,切取肾皮质,余肾经
10%中性甲醛固定待作病理形态学观察和免疫组织
化学检测。
2.3 生化指标测定 应用7600型全自动生化分析
仪测定血清 FBG、尿素氮 (bloodureanitrogen,
BUN)、肌酐(creatinine,Cr)和尿液尿蛋白(urinary
protein,Upro);放射免疫法测定血清胰岛素(insulin,
Ins)。
2.4 肾组织病理形态学观察 经10%中性甲醛固
定的肾组织常规脱水、石蜡包埋、制成厚 3μm切
片,HE染色,每张切片在光镜下随机观察5个肾小
球,将肾小球系膜增生分为4级(自拟)进行半定量
分析:0为系膜区未见明显改变,毛细血管开放;1为
系膜增生宽度小于毛细血管直径,呈节段性分布;2
为系膜增生宽度大于毛细血管直径,呈弥漫性分布;
3为系膜增生程度呈团块状聚集、弥漫性分布,毛细
血管腔狭窄或闭塞。
2.5 免疫组织化学染色 使用免疫组织化学SP法
(过氧化物酶标记的链霉卵白素法)分别进行肾皮
质TGFβ1与ⅣC蛋白表达检测。左肾组织经10%
中性甲醛固定、常规脱水、石蜡包埋、切片厚3μm、
常规脱蜡、水化、组织抗原修复后,滴加正常山羊血
清封闭(试剂A),室温15min;分别滴加一抗兔抗大
鼠TGFβ1多克隆抗体和鼠抗人ⅣC单克隆抗体,室
温孵育60min,PBS液冲洗;滴加二抗为生物素化的
羊抗兔IgG(试剂 B),37℃ 15min,PBS液冲洗;滴
加试剂C,37℃孵化15min,PBS液冲洗;以DAB显
色,苏木素复染、脱水、透明、封片。光镜(×400)视
野下,每张切片随机选5个肾小球分为4级(自拟)
进行半定量分析:0为无或微染色,1为染色面积 <
25%,2为染色面积在25% ~50%,3为染色面积在
50%~75%,4为染色面积>75%。
2.6 统计分析 应用SPSS120统计软件,组间采
用单因素方差分析,选择 LSD和 SAK显著性检验
法,所有数据用 珋x±s表示,以 P<005表示有显著
性差异。肾组织病理形态学和免疫组织化学半定量
分析采用秩和检验。
3 结果
3.1 对生化指标的影响 与正常组相比,模型组大
鼠FBG,BUN,Cr和 Upro明显升高,Ins明显降低。
与模型组相比,CRCC中、高剂量组大鼠FBG明显降
低,Ins明显升高,CRCC还有明显降低 BUN,Cr和
Upro作用,XKW具有相似效应。见表1。
3.2 对肾组织病理形态学的影响 正常组肾小球
系膜区未见明显改变,可见毛细血管开放;模型组肾
小球系膜细胞高度增生,呈弥漫性分布、团块状聚集
挤压毛细血管,毛细血管腔狭窄或闭塞,肾小球系膜
增生程度明显高于正常组动物(P<001);各治疗
组与模型组肾组织病理形态学比较,肾小球系膜增
生程度明显减弱、毛细血管腔狭窄程度明显减轻
(均P<001)。见图1。
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表1 CRCC对大鼠血清FBG,Ins,BUN,Cr,24h尿蛋白水平的影响(珋x±s)
组别 剂量/g·kg-1 n FBG/mmol·L-1 Ins/pmol·L-1 BUN/mmol·L-1 Cr/μmol·L-1 24hU·mg-1
正常 - 8 397±074 5891±1564 629±182 4050±092 728±161
模型 - 7 2529±2851) 1510±7811) 2314±5521) 5500±7321) 2363±3501)
CRCC 109 7 1875±6842) 2874±1307 1784±1493) 4686±2193) -
  218 8 1809±7482) 3578±11202) 1758±3903) 4638±3463) 1381±4623)
  436 8 1628±4423) 6555±22683) 919±0143) 4625±2433) 1242±4363)
XKW 080 8 1426±5703) 5010±18003) 1073±4103) 4638±2973) -
  注:与正常组相比1)P<001;与模型组相比2)P<005,3)P<001
图1 CRCC对大鼠肾组织病理形态学的影响(×400)
A.正常组;B.模型组;C.低剂量CRCC组;D.中剂量CRCC组;E.高剂量CRCC组;F.XKW组(图2,3同)
3.3 对TGFβ1蛋白的表达 正常组肾小球系膜细
胞无或极弱阳性表达;模型组肾小球着色部位广泛,
以肾小球系膜细胞、肾小球囊上皮细胞浆内为强阳性
表达,呈棕黄色块状或颗粒,显著高于正常组(P<
001);各治疗组着色部位与模型组相似,CRCC低剂
量组与模型组比较,着染程度减弱(P<005),CRCC
中、高剂量组、XKW组与模型组比较,着染程度明显
减弱,呈散在的棕黄色颗粒(P<001)。见图2。
图2 CRCC对大鼠肾组织TGFβ1表达的影响(×400)
3.4 对ⅣC蛋白的表达 正常组肾小球无表达;
模型组以肾小球系膜细胞强阳性表达,呈棕黄色块
状或颗粒,表达程度显著高于正常组(P<001);各
治疗组无表达或少见黄色均匀的点状分布,表达程
度较模型组明显减弱(均P<001)。见图3。
4 讨论
STZ通过对实验动物胰岛β细胞的选择性破坏
诱导糖尿病及其并发症模型,按剂量80mg·kg-1
ip单次给药,72h后大鼠出现尿量、饮水增多现象,
86%大鼠血糖在138mmol·L-1以上。在30d的
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图3 CRCC对大鼠肾组织ⅣC表达的影响(×400)
实验过程中,模型组大鼠血糖均维持在138mmol
·L-1以上,且表现出多饮、多食、多尿、消瘦的糖尿
病症状,并出现BUN,Cr及Upro明显升高现象。因
此,大剂量STZ复制早期 DN模型是成功的[6]。预
试验中,STZ60~100mg·kg-1ip单次给药,低剂量
造模成功率低,高剂量,成功率高,但血糖30mmol
·L-1以上,第1周内体重轻的大鼠出现大量死亡现
象。因此,最好选择体重200g以上大鼠,调整合适
给药剂量使模型组动物血糖维持在138~30mmol
·L-1,并将实验室控制在室温为宜。
CRCC对STZ诱导的早期 DN模型大鼠有降低
FBG和升高 Ins作用,与其对四氧嘧啶(aloxan)诱
导的糖尿病模型大鼠作用相似[5]。消渴丸方中地
黄滋肾养阴、清热生津,为君药,辅以黄芪、葛根补脾
升阳、生津止渴,共为臣药。CRCC由黄连、葛根、麦
冬、枇杷叶组成,具有滋阴清热、生津止渴作用。两
者治则基本相似,故选择给药途径相同的消渴丸为
阳性对照药。
DN模型大鼠30d时,肾重/体重比增加,BUN,
Cr及Upro均较正常组升高。提示早期 DN大鼠肾
脏细胞处于增殖和肥大状态,肾功能已严重减退。
CRCC有降低早期DN模型大鼠血 BUN,Cr及 Upro
作用,对DN大鼠肾功能损伤有干预作用。CRCC对
尿蛋白、白蛋白、微球蛋白等的影响,笔者将在其对
糖尿病视网膜病变影响的过程中作进一步研究。
TGFβ1与ⅣC被认为是最重要的促纤维化因
子,在肾小球硬化和肾间质纤维化中扮演着极为重
要的角色,两者最重要的生物学作用为增加肾小球
系膜区细胞外基质(extraceluarmatrix,ECM)的合
成、积聚,导致肾小球硬化,肾功能衰竭[79]。CRCC
能明显降低肾小球系膜细胞 TGFβ1的表达,肾小管
上皮细胞TGFβ1的表达也明显降低 ,但不能完全阻
断其表达。ⅣC合成主要在 DN早期,后期主要表
现为降解减少[10]。CRCC治疗组ⅣC蛋白无表达
或表达较弱,推测其对 DN早期肾组织ⅣC合成有
抑制作用或增加其后期降解。
病理形态学观察,CRCC治疗组大鼠肾小球系
膜细胞、肾小管上皮细胞增生程度明显改善。作者
曾进行电镜观察,模型组大鼠肾小球毛细血管基底
膜不规则增厚,系膜区扩张伴电子致密物形成,足细
胞不完整,排列不整齐,形成融合,足细胞的足突从
基底膜上脱落,使基底膜区域性裸露。CRCC治疗
组肾小球毛细血管基底膜增生程度明显减轻、足细
胞的超微结构明显改善。表明大剂量 STZ能诱导
大鼠早期DN的发生,CRCC也确有延缓早期DN肾
微血管病变的作用,其机制可能与降低肾组织 TGF
β1与ⅣC蛋白表达有关。
[参考文献]
[1]  TangLQ,WeiW,ChenLM,etal.Efectofberberineondia
betesinducedbyaloxanandahignfat/highcholesteroldietin
rats[J].JEthnopharcology,2006,108(1):109.
[2]  付 燕,胡本容,汤 强,等.药根碱、小檗碱、黄连煎剂及模
拟方对小鼠血糖的影响[J].中草药,2005,36(4):548.
[3]  曹 莉,顾振纶,茅彩萍.葛根素对糖尿病小鼠胰岛素抵抗的
影响[J].中草药,2006,37(6):901.
[4]  顾秀峰,陆 静,刘 乃.氨基胍与葛根素对糖尿病大鼠肾结
缔组织生长因子表达的影响[J].东南大学学报(医学版),
2005,24(1):13.
[5]  唐丽琴,魏 伟,陈礼明,等.复方黄连胶囊降血糖作用的实
验研究[J].中国新药杂志,2006,15(18):1555.
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    中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
       
Vol.33,Issue 1
January,2008
[6]  张均田.现代药理实验方法学[M].北京:北京医科大学 中国
协和医科大学联合出版社,1998:986.
[7]  IsakaY,FujiwaraY,UedaN,etal.Glomerulosclerosisinduced
byinvivotransfectionoftransforminggrowthfactorβorplatelet
derivedgrowthfactorgeneintotheratkidney[J].JClinInvest,
1993,92(6):2597.
[8]  UmezonoT,ToyodaM,KatoM,etal.Glomerularexpressionof
CTGF,TGFbeta1andtypeⅣ colagenindiabeticnephropathy
[J].JNephrol,2006,19(6):751.
[9]  WtanabeH,SanadaH,ShigetomiS,etal.Urinaryexcretionof
typeⅣ colagenasaspecificindicatoroftheprogressionofdia
beticnephropathy[J].Nephron,2000,86(1):27.
[10] 杨 政,白云凯.Ⅰ,Ⅳ型胶原和肾脏疾病[J].国外医学·泌
尿系统分册,2005,25(5):78.
EfectofcompoundRhizomaCoptidiscapsuleonexpressionof
transforminggrowthfactorβ1andtypeⅣ colagenproteinsinrenaltissueof
diabeticratswithnephropathy
LIUSheng,TANGLiqin,CHENLiming,CHENXiangqing,ZHANGShantang,WEIYu
(AfiliatedProvincialHospital,AnhuiMedicalUniversity,Hefei230001,China)
[Abstract] Objective:ToexploretheefectandmechanismofcompoundRhizomaCoptidiscapsule(CRCC)ondiabeticne
phropathyinexperimentalrats.Method:Theratmodelofearlydiabeticnephropathywasinducedbyinjectionofstreptozotocin
(STZ).Theratsweredividedinto6groups:normalcontrolgroup,modelgroup,3CRCCtreatmentgroupsandXKWtreatmentgroup.
Thefastingbloodglucose(FBG),bloodureanitrogen(BUN),creatinine(Cr),insulin(Ins)andurinaryprotein(Upro)weretested
30dayslater.Theexpressionoftransforminggrowthfactorβ1(TGFβ1)andtypeⅣ colagen(ⅣC)proteinsandthepathological
changesinrenaltissueofdiabeticratswithnephropathywereobservedbyopticalmicrography.Result:CRCCcouldreducethelevels
ofFBG,BUN,Cr,UproandtheexpressionofTGFβ1andⅣCproteins,andaleviatepathologicallesioninrenaltissueofdiabetic
ratswithnephropathy.Conclusion:CRCCmayprotecttherenalfunctionandslowdowntheprogressionofdiabeticnephropathyinrats
bysuppressingtheexpressionofTGFβ1andⅣCproteinsinrenaltissue.
[Keywords] compoundRhizomaCoptidiscapsule;diabeticnephropathy;pathomorphology;transforminggrowthfactorβ1;
typeⅣ colagen
[责任编辑 古云侠]
《中国中药杂志》近况简介
《中国中药杂志》为中国中文核心期刊,中国科技核心期刊;为“中国科学引文数据库”、“中国学术期刊综合评价数据库”
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次为3260;影响因子为0.634;基金论文比例0.48。另据中国学术期刊综合引证年度报告(2006):《中国中药杂志》总被引频
次为4676,影响因子为0938,5年影响因子1224,基金论文比047。
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