紫苏叶提取物对糖尿病肾脏病大鼠肾纤维化及Notch/Snail1信号通路的影响

文摘   健康   2024-10-24 21:36   天津  

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文章来源:《国际内分泌代谢杂志》2024年5月第44卷第3期

张清1叶晓萍2胥勋梅1张栋珉1钱娴静1
1绵阳市第三人民医院(四川省精神卫生中心)内分泌科,绵阳621000; 2绵阳市中医医院门诊部,绵阳621000
通信作者:钱娴静,Email:641522415@qq.com


摘要

目的  分析紫苏叶提取物对糖尿病肾脏病大鼠肾纤维化及Notch/锌指蛋白转录因子1(Snail1)信号通路的影响。

方法  选取40只大鼠,10只作为空白组,其余30只建立糖尿病肾脏病大鼠模型,共有29只大鼠建模成功,将其分为模型组9只、二甲双胍组10只、紫苏叶提取物组10只。二甲双胍组给予二甲双胍,紫苏叶提取物组给予紫苏叶提取物,空白组、模型组不做处理,干预14 d后观察大鼠变化。

结果  与空白组相比,模型组、二甲双胍组、紫苏叶提取物组血糖、尿素氮(BUN)、肌酐 (Scr)、丙氨酸转氨酶(ALT)、天冬氨酸转氨酶(AST)、Ⅳ型胶原(Ⅳ-C)、Ⅲ型前胶原(PCⅢ)、透明质酸(HA)、层黏连蛋白(LN)水平、Notch、Snail1 mRNA表达量及相对表达量上升(P均<0.05);与模型组相比,二甲双胍组、紫苏叶提取物组血糖、BUN、SCr、ALT、AST、Ⅳ-C、PCⅢ、HA、LN水平、Notch、Snail1 mRNA表达量及相对表达量下降(P均<0.05);二甲双胍组、紫苏叶提取物组血糖、BUN、SCr、ALT、AST、Ⅳ-C、PCⅢ、HA、LN水平、Notch、Snail1 mRNA表达量及相对表达量水平对比差异较小(P均>0.05)。

结论  糖尿病肾脏病大鼠经紫苏叶提取物干预后肾纤维化减轻,Notch/Snail1信号通路受抑。

【关键词】紫苏叶提取物;链脲佐菌素;糖尿病肾脏病;肾纤维化;Notch/锌指蛋白转录因子1


前言


     糖尿病肾脏病为糖尿病常见并发症,早期可伴随蛋白尿、高血压、水肿等症状,随病情进展造成肾功能纤维化[1-3]。二甲双胍具有控制血糖的作用,从而缓解了高糖造成的炎性刺激,抑制细胞外基质沉积,最终改善肾小球硬化及肾纤维化。中医认为糖尿病肾脏病属“尿浊”“水肿”“消渴”范畴,多表现为夹瘀夹浊、脾肾两虚,可辨证论治,治疗应以降浊化瘀、益肾健脾为主,紫苏叶具有散寒、理气等功效,可抑制炎症、提升胰岛素敏感性[4]。分析紫苏叶提取物对糖尿病肾脏病大鼠肾纤维化及Notch/锌指蛋白转录因子1(Snail1)是与细胞凋亡、分化联系密切的信号通路,与多种慢性肾脏病联系密切,激活后可加重肾脏上皮损伤及纤维化发展[5]。基于此,本研究分析了紫苏叶提取物对糖尿病肾脏病大鼠的影响,现将结果报道如下。


材料与方法

 

1.1  研究动物
选取40只无特定病原体(SPF)级Wistar雌性大鼠,体重290~360 g,由广东金石医疗科技服务有限公司提供,动物许可证号:SYXK(粤)2020-0232,所有大鼠在相对湿度、室温分别为50%、23 ℃的无病原菌笼子中进行7 d适应性喂养,参照动物试验伦理要求的相关规定进行本试验操作
1.2  方法
1.2.1  分组  与建模在喂养7 d后,取40只大鼠,10只作为空白组,其余30只参照王月等[6]建立糖尿病肾脏病大鼠模型,以高脂饲料(普通饲料中加入2.5%胆固醇、20%葡萄糖、2.5%胆固醇、10%猪油)喂养,喂养4周后,禁食12 h,在大鼠腹腔注射35 mg/kg链脲佐菌素(艾美捷科技有限公司),72 h后检测空腹血糖,以血糖值>16.7 mmol/L,24 h尿蛋白>30 mg为建模成功[7],共有29只大鼠建模成功,将其分为模型组9只、二甲双胍组10只、紫苏叶提取物组10只。
1.2.2  治疗方法  建模成功后第2 d对大鼠进行药物治疗,二甲双胍组给予二甲双胍(石药集团欧意药业有限公司)灌胃给药,0.2 g·kg-1·d-1;紫苏叶提取物组给予紫苏叶提取物(取新鲜紫苏叶烘干后过筛,以1∶70加入70%乙醇,水浴加热后离心,共提取3次,将提取液抽滤、减压后制成干粉)灌胃,浓度为200 g·kg-1·d-1。空白组、模型组不做处理,以上各组均连续干预14 d。
1.3  指标检测
1.3.1  一般情况及基线数据观察  于建模后药物干预前,对空白组大鼠、建模大鼠精神状态、体重、小便、进食、饮水情况、体质量、平均动脉压(MAP)、心率水平进行观察记录。
1.3.2  病理学观察  连续干预14 d后,抽取大鼠尾静脉血6 ml,后麻醉将大鼠断颈处死,取大鼠肾脏组织,采用4%多聚甲醛固定24 h,通过梯度酒精脱水、石蜡包埋后将其切为5 μm厚薄片,烘干后脱蜡,采用梯度酒精、蒸馏水行水化及洗涤,之后使用苏木精-伊红(HE)染色、Masson染色,于光学显微镜下对大鼠肾脏组织病理形态变化进行观察。
1.3.3  血糖、肝肾功能检测  取大鼠尾静脉保存待检静脉血3 ml,通过全自动生化分析仪(德国西门子)对血糖、尿素氮(BUN)、血肌酐(Scr)、丙氨酸转氨酶(ALT)、天冬氨酸转氨酶(AST)水平进行检测。
1.3.4  肾纤维化指标水平检测  取大鼠尾静脉保存待检静脉血3 ml,通过放射免疫法对各组大鼠Ⅳ型胶原(Ⅳ-C)、Ⅲ型前胶原(PCⅢ)、透明质酸(HA)、层黏蛋白(LN)水平进行检测。
1.3.5  Notch、锌指蛋白转录因子1(Snail1) mRNA表达量检测  取大鼠保存待检肾脏组织,Notch、Snail1 mRNA表达量采用实时荧光定量法进行鉴定,提取总RNA,Takara逆转录试剂盒将肾脏组织中的RNA使用逆转录为cDNA,引物序列采用Primer5.0软件设计,启动聚合酶链式反应(PCR)仪。通过2-△△Ct方法计算出Notch、Snail1 mRNA表达量。
1.3.6  Notch/Snail1信号通路相关蛋白相对表达量检测  Notch、Snail1相对表达量通过蛋白免疫印迹(Western Blot,WB)法进行检测,组织中蛋白依照组织蛋白提取试剂盒说明进行萃取,SDS-PDGE电泳于每孔加入80 μg蛋白后进行,电泳结束后将蛋白电转至PVDF膜上,5%脱脂奶粉对PVDF膜进行封闭,Notch、Snail1一抗(1∶1 000)于摇床上室温孵育,共孵育120 min,完成后采用TBST洗膜3次,5 min/次,后将Notch、Snail1二抗(1∶1 000)于摇床上室温孵育,共孵育60 min,完成后采用TBST洗膜3次,10 min/次,化学发光显影采用ECL,以GAPDH为内参,相对条带灰度光密度值采用Image J软件分析。
1.4  统计学处理
采用SPSS19.0统计软件包进行统计分析处理。计量资料采用均数±标准差(x±s)描述,多组间比较采用方差齐性检验,两组间比较采用重复测量的方差分析,计数资料采用%表示,组间比较采用χ2检验,P<0.05为差异具有统计学意义。


结果



    2.1  一般情况观察及基线数据

    正常组大鼠饮水、饮食量正常,反应灵敏,毛发光泽,状态正常;建模大鼠出现消瘦现象,多尿、多饮,反应迟钝,毛发无光泽。如表1所示,与正常组大鼠相比,建模大鼠体质量水平较低,差异具有统计学意义(P<0.05),两组MAP、心率水平对比,差异无统计学意义(P>0.05)。

    2.2  病理学观察

    如图1所示,空白组大鼠HE染色结果显示肾小管管腔规整、光滑,肾小球外周光滑,毛细血管密切,Masson染色结果显示肾胶原无沉积;模型组大鼠HE染色结果显示肾小球萎缩明显且伴有纤维化,细胞外基质沉积明显且伴有炎性细胞浸润,Masson染色结果显示系膜基质增生,肾间质宽度增加,肾胶原沉积明显;二甲双胍组、紫苏叶提取物大鼠HE染色结果显示肾纤维化病变明显减轻,Masson染色结果显示肾间质胶原沉积明显减少。

    2.3  各组大鼠血糖、肝肾功能对比

     如表2所示,与空白组相比,模型组、二甲双胍组、紫苏叶提取物组血糖、BUN、SCr、ALT、AST水平上升,差异具有统计学意义(P均<0.05);与模型组相比,二甲双胍组、紫苏叶提取物组血糖、BUN、SCr、ALT、AST水平下降,差异具有统计学意义(P均<0.05);二甲双胍组、紫苏叶提取物组血糖、BUN、SCr、ALT、AST水平对比,差异无统计学意义(P均>0.05)。

     2.4  各组大鼠肾纤维化指标水平对比

     如表3所示,与空白组相比,模型组、二甲双胍组、紫苏叶提取物组Ⅳ-C、PCⅢ、HA、LN水平上升,差异具有统计学意义(P均<0.05);与模型组相比,二甲双胍组、紫苏叶提取物组Ⅳ-C、PCⅢ、HA、LN水平下降,差异具有统计学意义(P均<0.05);二甲双胍组、紫苏叶提取物组Ⅳ-C、PCⅢ、HA、LN水平对比,差异无统计学意义(P均>0.05)。

     2.5  各组大鼠Notch、Snail1 mRNA表达量

     如表4所示,与空白组相比,模型组、二甲双胍组、紫苏叶提取物组Notch、Snail1 mRNA表达量上升,差异具有统计学意义(P<0.05);与模型组相比,二甲双胍组、紫苏叶提取物组Notch、Snail1 mRNA表达量下降,差异具有统计学意义(P<0.05);二甲双胍组、紫苏叶提取物组Notch、Snail1 mRNA表达量对比,无差异统计学意义(P>0.05)。

    2.6各组大鼠Notch/Snail1信号通路相关蛋白相对表达量

    如表5所示,与空白组相比,模型组、二甲双胍组、紫苏叶提取物组Notch、Snail1相对表达量上升,具有差异统计学意义(P<0.05);与模型组相比,二甲双胍组、紫苏叶提取物组Notch、Snail1相对表达量下降,具有差异统计学意义(P<0.05);二甲双胍组、紫苏叶提取物组Notch、Snail1相对表达量对比,无差异统计学意义(P>0.05)。


讨论


    本研究发现,糖尿病肾脏病大鼠经0.2 g·kg-1·d-1二甲双胍、200 mg·g-1·d-1紫苏叶提取物干预后肾脏组织病理学损伤均改善,炎性及氧化应激损伤均减轻,提二甲双胍组、示紫苏叶提取物均可缓解糖尿病肾脏病大鼠病情缓解,两者差异较小。二甲双胍是具有抗纤维化、抗肿瘤、看管等作用的口服降糖药,二甲双胍可通过改善肾小球滤过屏障通透性、抑制肾脏肥大而阻碍肾脏纤维化进程。中医认为,糖尿病肾脏病与脏腑柔弱、六淫邪毒、劳伤太过、房劳过度、情志失调相关,发病后可造成肾络瘀阻、伤阴耗气[8-9]。紫苏叶可入脾肺二经,具有理气止痛、降气化痰等功效,可治胎动不安、肝肾损伤、气喘、咳嗽、风寒感冒等,主要有效化学成分包括类黄酮类、酚酸类、挥发油、脂肪酸、苷类化合物、花青素类、微量元素及蛋白质,可抗炎性反应、抗氧化、提升胰岛素敏感性[10]。

     长期高血糖可诱发细胞炎症,从而导致了尿蛋白、肾萎缩、肾纤维化、肾组织炎性进群等症状,推动了肾纤维化。血液中Ⅳ-C、PCⅢ、HA、LN水平可随糖蛋白、胶原生成增加而增加,为纤维化评估常用指标,其中Ⅳ-C可为基底膜内其他成分提供支架,与微血管并发症发展联系密切,PCⅢ作为肾小管上皮细胞转化的标志物,其水平上升提示机体出现肾纤维化,HA可由肾小球滤过、在恶性肿瘤、肾功能损伤、糖尿病肾脏病中均呈高表达,LN是由成纤维化细胞合成、分泌的间质成分,与肾小管基膜增厚、萎缩情况密切相关[11]。本研究发现,糖尿病肾脏病大鼠经紫苏叶提取物干预后Ⅳ-C、PCⅢ、HA、LN水平下降,提示紫苏叶提取物可减轻肾脏减缓肾纤维化进程。分析其原因为:紫苏叶提取物中的黄酮类可抗炎,酚酸类可抗氧化应激,从而抑制肾纤维化进程。

     有关研究发现[12],上皮-间质转分化在纤维化发生、发展中发挥着重要作用,期间涉及大量的通路、蛋白、基因、分子等。Notch/Snail1信号通路激活后可参与细胞成纤维续表增殖、分化等,在多种肾脏病中均发挥着重要作用,其中Notch可通过促进α-SMA表达,抑制E-Cad表达而促进上皮-间质转分化的发生、发展,Snail1可通过抑制E-Cad、细胞角蛋白、封闭蛋白、紧密连接蛋白等上皮标志物表达而参与上皮细胞上皮-间质转分化[13-14]。有关学者研究发现[15],Notch/Snail1信号通路激活后可加速纤维化进展、上皮损伤,阻断后可改善肾功能。本研究发现,紫苏叶提取物组大鼠Notch、Snail1 mRNA表达量、相对表达量均较低,提示紫苏叶提取物可经抑制Notch/Snail1信号通路而减轻糖尿病肾脏病大鼠病情。

     综上所述,本研究发现,紫苏叶提取物可减轻糖尿病大鼠病情,其发挥功能机制可能与减缓肾纤维化进程,抑制Notch/Snail1信号通路有关,为糖尿病肾脏病治疗提供了新方向。但本研究仍具有一定的局限性,例如紫苏叶提取物可能经其他信号通路而发挥治疗糖尿病肾脏病的作用,故需进一步研究证明其治疗机制。


利益冲突  所有作者均声明不存在利益冲突

参考文献  略






END


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