香椿子石油醚提取物對大鼠糖尿病腎病的保護作用

李萬忠，王曉紅，韓瑋娜，劉冬梅

濰坊醫學院藥學院，濰坊 261053

糖尿病腎病(Diabetic nephropathy，DN)是多病因的代謝疾病，發病機制是國內外研究的重點和熱點［1］。目前對DN 防治尚無有效方法，化學藥雖對血糖、降壓、降脂、抗凝等有較好控制，但毒副作用相對較大?；诖耍瑢ふ野踩?、有效、來源豐富的天然產物對于DN 治療有重要意義。山東地區民間使用香椿子泡水或煎服，對DN 具有較好療效。香椿子有降糖、抗凝血、抗氧化、保護神經細胞等作用［2-6］，所以香椿子不失為一種有市場潛力的干預DN 物質來源。本文研究香椿子石油醚提取物對DN 大鼠腎臟的保護作用，可為DN 臨床防治提供一定理論依據。

1 材料與儀器

1.1 藥物

香椿子，購自濟南圣科技術開發有限公司，經濰坊醫學院生藥學教研室許崇梅博士鑒定為楝科香椿屬植物香椿Toona sinensis(A.Juss.)Roem.的果實;香椿子石油醚提取物由濰坊醫學院藥學專業實驗室自制。

1.2 試劑

鏈脲佐菌素 STZ (Sigma 公司，批號031M1287V);檢測試劑盒(南京建成生物工程研究所);抗體購自Sigma-Aldrich 公司與Santa Cruz 公司。

1.3 設備

酶標儀(Bio-Rad 公司);血糖儀(羅氏公司);全自動生化分析儀(日立公司):光學顯微鏡(Olympus公司);透射電鏡(TEM，日立H-7650)。

1.4 動物

健康清潔級雄性Wister 大鼠，體重(200 ±20)g，合格證號為SCXK 魯20130001，購于山東省魯抗醫藥動物實驗中心。

2 實驗方法

2.1 造模、分組與給藥

180～200 g 雄性Wistar 大鼠，適應性喂養1 周后，隨機抽取10 只為正常組，普通飼料喂養;造模大鼠25 只喂以高脂高糖飼料(上海斯萊克實驗動物有限公司提供)，4 周后STZ 60 mg/kg 造模，血糖介于16.7～25.0 mmol/L 者繼續喂養，尿蛋白超過20 μg/min，DN 模型成功建立;將DN 大鼠隨機分為模型組9 只、PEE 干預組11 只;PEE 干預組5 mg/100 g·d 連續灌胃10 周，其余兩組灌胃等量生理鹽水。

2.2 標本收集

大鼠于末次給藥后單籠收集24 h 尿液，離心，4℃保存。大鼠于末次給藥后稱體重，水合氯醛按體重腹腔注射，麻醉后心臟取血，離心，留取血清-20℃保存備用。心臟插管注入4 ℃生理鹽水灌洗至腎臟色白，摘取雙腎去掉包膜稱重，留取腎臟電鏡標本，其余部分多聚甲醛固定待用。

2.3 指標檢測

2.3.1 血、尿指標

測定大鼠空腹血糖FBG、血肌酐Scr、尿肌酐Ucr、尿素氮BUN;試劑盒測定尿蛋白、HbAlc、血清T-AOC、SOD、MDA、GSH-PX、CAT 含量。

2.3.2 腎臟系數

腎臟系數=腎質量(mg)/體質量(g)

2.3.3 腎臟病理指標

取多聚甲醛固定樣本，石蠟包埋，常規切片，進行HE、PAS、PASM、Masson 染色，光鏡觀察大鼠腎臟病理變化。

2.3.4 免疫組化檢測

運用顯微鏡對每樣本免疫組化(TGF-β1、CTGF、collagen IV)選取放大400 倍5 個視野拍照，Isolutions 軟件對陽性結果定量分析，得出各組平均陽性強度。

2.3.5 腎臟電鏡觀察

取腎臟電鏡標本，經固定染色后，在透射電鏡下觀察。

2.4 統計學方法

3 實驗結果

3.1 香椿子石油醚提取物對DN 大鼠體重與血糖的影響

與正常組相比，模型組體重明顯減輕(P＜0.01);腎臟系數升高(P＜0.01);血糖明顯增加(P＜0.01)。與模型組相比，PEE 干預組體重明顯增加(P＜0.01);腎臟系數降低(P＜0.05);血糖明顯降低(P＜0.01)，見表1。

表1 各組大鼠體重、腎臟指數及腎功相關參數Table 1 Body weight，index of renal hypertrophy and renal function-related parameters in different groups at the end of treatment

注:與正常組比較，aP ＜0.05，bP ＜0.01;與模型組比較，cP ＜0.05，dP ＜0.01。Note:compared with normal group，aP ＜0.05 andbP ＜0.01;compared with model group，cP ＜0.05 and dP ＜0.01.

3.2 香椿子石油醚提取物改善DN 大鼠的腎功能

與正常組相比，模型組大鼠的24 h 尿量、尿蛋白、HbAlc、BUN、Scr 顯著上升(P＜0.01);Ucr 明顯降低(P＜0.01)。與模型組相比，PEE 干預組的24 h 尿量、尿蛋白、HbAlc、BUN、Scr 大幅減少(P＜0.01或P＜0.05);Ucr 明顯提升(P＜0.01)，見表1。

3.3 香椿子石油醚提取物對DN 大鼠氧化應激指標的影響

與正常組相比，模型組大鼠的T-AOC、SOD、GSH-Px、CAT 活性顯著降低(P＜0.01)，MDA 水平明顯升高(P＜0.01)。與模型組相比，PEE 干預組的T-AOC、SOD、GSH-Px、CAT 活性增加P＜0.01 或P＜0.05)，MDA 水平明顯降低(P＜0.05)，見表2。

3.4 香椿子石油醚提取物改善STZ 糖尿病大鼠腎臟的病理損傷

HE、PAS、PASM、Masson 染色觀察各處理組腎臟的病理變化，對PAS、PASM、Masson 染色進行定量分析計算腎小球硬化指數和腎小球纖維化面積百分比。正常組大鼠腎臟病理無明顯變化;與正常組相比，模型組大鼠腎小球肥大，鮑曼囊變窄，毛細血管管腔變窄，系膜區細胞外基質沉積增加，糖原沉積明顯增多，膠原沉積明顯增多;PEE 干預組大鼠腎臟上述病理損傷較STZ 組得到明顯改善(P＜0.05)，見圖1。

圖1 不同處理組大鼠對腎臟病理變化的影響Fig.1 Histopathological changes in the kidneys of DN rats with PEE treatment

表2 不同處理組大鼠對抗氧化指標影響Table 2 Content of antioxidant indexes in experimental rats at the end of treatment

圖2 各組大鼠腎臟透射電鏡下結構變化(×7000)Fig.2 Structural changes were observed in the kidneys of DN rats by TEM (×7000)

3.5 腎臟病理電鏡觀察

透射電鏡下正常組腎臟結構正常，腎小球GBM均勻無增厚，上皮足突分布均勻;模型組大鼠腎臟組織部分GBM 增厚明顯，厚薄不均，呈駝峰狀，部分足突、次級突起融合明顯，部分血管內皮細胞增生、裂孔減少明顯。干預組大鼠腎臟組織表現為節段性GBM 中等增厚，足突融合明顯，有不同程度改善，見圖2。

3.6 免疫組化檢測各組大鼠腎組織TGF-β1、CTGF、collagen IV 表達

氧化應激可通過活化TGF-β1、CTGF、collagen IV 信號通路，誘導細胞因子分泌以及細胞外基質合成和沉積，導致腎小球硬化?？瞻捉MTGF-β1、CTGF、collagen IV 蛋白水平沒有明顯差異;與正常組相比，模型組腎臟組織內TGF-β1、CTGF、collagen IV 蛋白水平顯著增高;與模型組DN 相比，PEE 干預組腎臟組織內TGF-β1、CTGF、collagen IV 蛋白水平明顯降低(P＜0.05)，見圖3。

4 結論與討論

DN 發病機制復雜，迄今尚不清楚。氧化應激激活幾乎所有糖尿病并發癥相關病理通路，是DN發病機制的核心環節［7］，目前認為氧化應激是重要的共同機制。氧化應激在DN 發生發展中主要表現為腎系膜細胞和上皮細胞氧自由基生成增多，導致細胞受到損傷。PEE 提高SOD、CAT、GSH-Px 活性及總抗氧化力，探討氧化應激在DN 發病機制中作用，可為DN 防治提供理論依據。

采用先喂高脂飼料，誘發胰島素抵抗，再行STZ注射，破壞胰島組織，產生糖尿病模型，與臨床2 型糖尿病發病相似;在此基礎上，又飼喂高熱量飲食，出現持續高血糖、蛋白尿等病理改變，成功建立大鼠DN 模型。

DN 大鼠早期病理改變為腎小球肥大、腎小球現高壓、高灌注、高濾過、蛋白尿等表現。PEE 降低DN 大鼠24 h 尿量、尿蛋白、HbAlc、BUN、Scr 等，調整DN 大鼠糖代謝，減少尿蛋白排出［8］，有一定改善DN 大鼠腎功能作用。

TGF-β1 是重要的致纖維化因子［9］，CTGF 刺激成纖維細胞增殖、細胞外基質產生、纖維化，兩者促進腎成纖維細胞膠原生成，在DN 發生發展中有重要作用。Col IV 是糖尿病腎病重要標志物之一［10］，水平高低對反映糖尿病腎病發生、發展與轉歸有重要理論意義和應用價值。PEE 對DN 大鼠腎臟具有保護作用，為香椿子防治DN 提供初步試驗依據，至于具體物質基礎及作用機制有待進一步研究。

圖3 免疫組化比較不同組大鼠腎臟TGF-β1、CTGF、collagen IV 表達Fig.3 Expression of TGF-β1，CTGF and collagen IV in the kidneys of DN rats with PEE treatment

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