研究背景
全球范围内,DM 是最常见的临床疾病之一,具有较高的发病率。DN是 DM 最常见的并发症,与包括肾小球损伤和肾小球系膜区域发展在内的临床变化相关,最终发展为终末期肾病。
目前,DN(糖尿病肾病)有几种治疗选择。治疗的主要目标之一是控制血压,这通常通过针对肾素-血管紧张素-醛固酮系统使使用 ACE 抑制剂和 ARB等药物来实现。治疗的另一个重要方面是通过使用二甲双胍和他汀类药物来优化葡萄糖和脂质水平。其他治疗,如抗炎和抗氧化治疗,已被提出作为 DN 的潜在治疗策略。
Boerhaavia diffusa也被称为Punarnava(印度黄细心、老来青、野瓮菜)一种丰富的匍匐杂草,遍布印度。在印度传统医学系统中,B. diffusa 根印度传统药用植物,被广泛用作潜在的民间药用方案,用于治疗与呼吸系统、泌尿系统、肝脏系统、心血管系统等相关的各种疾病。Boerhaavia diffusa(BD)以其免疫调节,抗氧化和抗炎特性而闻名。
Boerhaavia diffusa具有许多生物活性化合物,最广泛报道的是酚类(punarnavoside,反式咖啡酸,boeraplac酸),类鱼藤素(boeravinones A-J),类黄酮(borhaavone,槲皮素,山奈酚),黄酮(2′-O-甲基abrone),生物碱(punarnavine),类固醇(boeraplasterol,β-Ecdysone),蒽和木脂素(liriodendrin,野丁香脂素单-β-D-葡萄糖苷)。它们的纯化形式或甚至粗提取物的一些报道的令人放心的益处是抗糖尿病、抗微生物、抗癌、抗氧化、抗炎、保肝、护肾、护心、抗生育等。
2013年至2023年的过去十年中,对BD的提取物和分离的植物化合物进行了体内、离体和体外研究
(1)抗炎镇痛的相关研究
(2)对代谢紊乱的保护作用:降脂降糖的相关研究
早期研究显示,高血糖水平会产生氧化应激。在血糖过高状态下,葡萄糖与蛋白质的相互作用产生 AGEs,这些 AGEs 会阻塞受体并灭活酶。AGEs 的数量被认为是 DN 期间的关键标志,因为它们与包括糖尿病在内的多种不可逆疾病的发展有关。
ROS通过多种途径产生,如多元醇途径增加、晚期糖化终产物(AGEs)形成增加和蛋白激酶C(PKC)活化。
有研究表明,高血糖诱导的甲基乙二醛形成会导致 RAGE 及其激活配体 S100 钙粒蛋白和 HMGB1 的表达增加。
JAK/STAT 途径是一种重要的细胞信号转导途径。在 DN 中,高葡萄糖、RAGE、血管紧张素等都可以激活 JAK/STAT 通路。
研究方法
8-10 周龄的雄性 Sprague-Dawley(SD)大鼠被用于这项实验研究(体重220 ± 20 g ,总大鼠数 = 30 )。大鼠被安置在长治医学院附属和济医院动物房(中国长治)的一个光线充足、通风良好的区域,单笼饲养,自由摄取食物和水,并在标准的相对湿度 (40 ± 20%) 和温度 (20 ± 5◦C) 条件下。
1% 冷溶液 (60mg/kg) 的链脲霉素(STZ),用于在大鼠中诱导糖尿病肾病(DN)。大鼠被注射后第七天,估算它们的血糖水平,并选择血糖水平超过 330mg/dL 的大鼠进行研究。
正常对照组(整个实验期间接受正常饲料和溶剂)
STZ 诱导的 DN 组(仅接受溶剂)
大鼠 DN 组,接受BB剂量为 2.5mg/kg
大鼠 DN 组,接受BB剂量为5 mg/kg
大鼠 DN 组,接受BB剂量为7.5mg/kg
所有组别的大鼠治疗时间为 4 周
体重和器官重量
葡萄糖水平
肾脏参数
抗氧化参数(血清)
炎症细胞因子(血清)水平
病理学
mRNA 表达
研究结果
(1)BB 对 STZ 诱导的 DN 大鼠体重、器官重量和血糖水平的影响
DN 大鼠的肝脏重量增加(图B),同时肾脏重量减少(图C)。
经过处理的DN大鼠显示出肝脏重量减少和肾脏重量改善。BB (7.5mg/kg) 展现出对肝脏重量最大的抑制和肾脏重量的改善
(2)BB 对 STZ 诱导的 DN 大鼠肾参数的影响
DN 组中尿酸、尿素、胆红素、肌酐和蛋白水平显著增加,这表明诱导了肾
脏疾病。BB 处理后这些参数显著降低。
(3)BB 对 STZ 诱导的 DN 大鼠模型抗氧化参数(血清)的影响
DN 大鼠的 GSH(图 A)、SOD(图 B)和 CAT(图 C)水平降低,同时谷胱甘肽二硫化物(GSSG)(图 D)和 MDA(图 E)水平升高。接受 BB治疗的大鼠在抗氧化水平上出现了显著变化,BB 治疗恢复了这些抗氧化剂的水平。
(4)BB 对 STZ 诱导的 DN 大鼠炎症细胞因子(血清)水平的影响
BB 治疗显著改变了血清细胞因子的水平。DN 大鼠的肾组织中 TNF- α 、IL-1ff 和 IL-6 水平升高,而 IL-10 水平降低。BB 治疗显著改变了这些水平。
(5)BB 对 STZ 诱导的 DN 大鼠的病理学影响
DN 大鼠的肾组织中Bowman 囊较大,并且有炎症坏死的迹象。基底膜、嗜酸性粒细胞浸润、肾小球基底膜、致密斑细胞、系膜细胞、肾小球分布、管型、肾小球充血以及近端曲小管在 DN 大鼠中可见。BB 治疗减少了肾组织的炎症坏死,并显著减小Bowman 囊的大小。此外,BB 治疗显著减少了基底膜、肾小球分布、嗜酸性粒细胞浸润、系膜细胞、肾小球基底膜、管型、近端曲小管以及肾小球充血。
(6)BB 对 STZ 诱导的 DN 大鼠 8-OHdG 、 AGEs影响
BB治疗降低大鼠8-OHdG 、 AGEs的水平。
(7)BB 对 STZ 诱导的 DN 大鼠 mRNA 表达的影响
研究结论
(1)BB 治疗大鼠肾脏,使由氧化应激引起的抗氧化水平失衡恢复正常。BB 显著降低了由MDA 和 8-OHdG 引起的氧化损伤水平(8-OHdG 是 DNA 的氧化形式,是氧化应激的可量化标志)肾脏衰竭与高血糖诱导的 ROS产生之间的关系得到了研究的强烈支持。因此,升高的血糖水平逐渐增强 ROS的产生,导致肾脏损伤。因此,治疗方法应集中在具有多方面效果的药物上,因为 DN 涉及多种信号通路。
(2)DN 组炎症介质水平显著升高,在经过 BB 治疗后明显下降,这表明了其抗炎效果。
(3)DN 组的组织形态学参数 KHI、MGA、MGV 和 GBMT水平升高。这些参数在 BB 处理后显著降低。
(4)DN 组的肾小球功能速率降低,BB 治疗后显著改善,这暗示了对肾小球滤过功能的保护作用。
(5)糖尿病及其并发症,包括 DN,与氧化应激的增加有关。JAK2/STAT3 通路的激活促进了活性氧种(ROS)的生成,这有助于细胞损伤和进一步的炎症。针对 JAK2/STAT3 通路已成为 DN 的潜在治疗策略。RAGE 过表达启动自由基的产生并诱导氧化应激。在当前研究中,我们在 DN 组观察到相似的结果。BB 治疗降低了RAGE 表达并间接抑制了 ROS 产生和氧化应激。S100A8 过表达可能在改变肾功能和增强炎症细胞因子及 ROS 的产生中发挥关键作用。BB 治疗显著抑制了 S100A8 表达,这表明了对肾功能的保护作用以及对炎症细胞因子水平的抑制。
参考文献:
[1]Wen W, Sun J, Ma Y, Shi S, Zhang W, Li J, Guo H. Renal Protective Effect of Boeravinone B against Diabetic Nephropathy Rats via Inhibition of The Inflammatory and JAK2/STAT3 Signalling Pathway. Cell J. 2024 Aug 11;26(6):351-360.
[2]Ni Z, Guo L, Liu F, Olatunji OJ, Yin M. Allium tuberosum alleviates diabetic nephropathy by supressing hyperglycemia-induced oxidative stress and inflammation in high fat diet/streptozotocin treated rats. Biomed Pharma_x0002_cother. 2019; 112: 108678.
[3]Pei D, Tian S, Bao Y, Zhang J, Xu D, Piao M. Protective effect of salidroside on streptozotocin-induced diabetic nephropathy by inhibiting oxidative stress and inflammation in rats via the Akt/GSK- 3ff signalling pathway. Pharm Biol.2022; 60(1): 1732-1738.
[4]Das, Sarita, et al. "Ethnomedicinal values of Boerhaavia diffusa L. as a panacea against multiple human ailments: a state of art review." Frontiers in chemistry 11 (2023): 1297300.
[5]Giacco, F., & Brownlee, M. (2010). Oxidative stress and diabetic complications. Circulation research, 107(9), 1058-1070.
[6]Yao D, Brownlee M. Hyperglycemia-induced reactive oxygen species increase expression of the receptor for advanced glycation end products (RAGE) and RAGE ligands. Diabetes. 2010 Jan;59(1):249-55.