大蒜素對糖尿病腎間質纖維化的調控作用①

欒海艷，韓玉澤，關 政，王顯鋼，賈琳琳，賈秀月，楊馨妍，郭 蒙

(佳木斯大學基礎醫學院，黑龍江 佳木斯 154007)

大蒜素對糖尿病腎間質纖維化的調控作用①

欒海艷，韓玉澤，關 政，王顯鋼，賈琳琳，賈秀月，楊馨妍，郭 蒙

(佳木斯大學基礎醫學院，黑龍江 佳木斯 154007)

目的：研究大蒜素對糖尿病腎間質纖維化的調控作用。方法：采用高脂高糖飲食加尾靜脈注射STZ建造糖尿病腎病大鼠模型。所有大鼠分為3組：正常對照組、糖尿病對照組和大蒜素組。大蒜素組給予60mg/(kg·d)大蒜素注射液腹腔注射，正常對照組和糖尿病對照組給予等量生理鹽水腹腔注射。實驗結束后，檢測各組大鼠的BUN、UAE、FBG和SCr，腎組織的形態，CK-18、α-SMA和Vimentin的蛋白表達情況。結果：① 與糖尿病對照組相比，大蒜素組大鼠的腎小球及腎小管體積減小，基質增生程度顯著減弱，無炎細胞浸潤。②與正常對照組相比，糖尿病對照組大鼠的FBG、BUN、Scr和UAE，腎組織的Vimentin和α-SMA的表達水平均顯著增加(P<0.01)，CK-18的表達水平顯著降低(P<0.01)；給予大蒜素干預后，大鼠的FBG、BUN、UAE和α-SMA的表達水平則顯著降低(P<0.01)，Scr和Vimentin的表達水平明顯降低(P<0.05)，CK-18的表達水平顯著升高(P<0.01)。結論：大蒜素能通過降低糖尿病大鼠的血糖、腎功、Vimentin和α-SMA的蛋白表達，升高CK-18蛋白表達來改善糖尿病腎間質纖維化的病理改變。

大蒜素；糖尿病腎病；Vimentin；α-SMA；CK18

糖尿病腎病(diabeticnephropathy,DN)是由長期高血糖所導致的糖尿病慢性并發癥之一，也是最常見的慢性進展性腎臟疾病。DN早期的表現主要為腎臟體積增大，腎小球及腎小管基底側膜增厚，并逐漸進展為腎小球硬化、細胞外基質(extracelluarmatrix,ECM)增生，最終發展成腎功能衰竭，隨著糖尿病腎病發生率的逐年上升，導致腎臟慢性疾病(Chronicrenaldisease,CRD)的患病率也逐年提高，因此對DN的研究具有十分重要的意義。本研究項目擬通過建造糖尿病腎病大鼠模型，然后給予中藥大蒜素進行藥物干預，觀察其對糖尿病腎間質纖維化的影響，以期為臨床應用大蒜素治療糖尿病腎間質纖維化提供堅實的理論基礎和實驗依據，為臨床治療糖尿病腎病提供一個新的治療途徑和方法。

1 材料與方法

1.1 實驗對象及分組

純系Wistar大鼠40只(均購自佳木斯大學實驗動物中心)，體重均在180～220g。預飼養所有大鼠1周后，將其隨機分為2組：其中10只作為正常對照組，給予正常飲食喂養。另外30只大鼠，給予高脂高糖飲食喂養4周后，禁食16h，尾靜脈一次性注射2 %STZ25mg/kg，再繼續給予高脂高糖飲食喂養4周，然后測定所有造模大鼠的空腹血糖(FBG)和尿糖，以FBG≥16.8mmol/L、尿糖(～)為判定糖尿病腎病大鼠模型成功的標準。再將造模成功大鼠分為2組：糖尿病對照組和大蒜素組，繼續給予高脂高糖飲食飼養至整個實驗結束。正常對照組仍繼續給予基礎飼料喂養。

1.2 給藥方法

從實驗第9周起，大蒜素組給予大蒜素注射液60mg/(kg·d)腹腔注射；而正常對照組和糖尿病對照組均同時給予等量生理鹽水腹腔注射，整個藥物干預持續時間為12周。

1.3 留取標本及檢測指標

整個實驗結束后，用生物代謝籠收集所有組大鼠24h的尿液樣本，檢測各組大鼠的尿素氮(BUN)和24h尿白蛋白排泄率(UAE)；乙醚麻醉大鼠后，內眥靜脈留取血液樣本，檢測各組大鼠的FBG和血肌酐(SCr)；大鼠處死后，取出雙腎，用福爾馬林固定后制備成石蠟切片樣本，鏡下觀察各組大鼠的腎組織的形態學改變情況，免疫組織化學技術檢測CK-18、α-SMA和Vimentin的蛋白表達情況。

1.4 試劑

大蒜素注射液(5mL:60mg，批準文號：國藥準字H32025639，購于江蘇正大天晴藥業股份有限公司)；鏈脲佐菌素(STZ，Sigma公司)；α-SMA(購于上海亞培生物科技有限公司)；Vimentin、CK-18(購于武漢博士德生物工程有限公司)；BUN、尿蛋白、FBG和肌酐試劑盒(購于南京建成生物工程研究所)。

1.5 統計學方法

采用SPSS13.0統計軟件處理分析；組間數據比較采用單因素方差分析，組間數據兩兩比較采用t檢驗，以P<0.05為具有統計學意義。

2 結果

2.1 腎組織的形態學變化

正常對照組大鼠腎組織的結構清晰，腎小球系膜區無明顯改變，細胞基質也未見增多，無炎癥細胞浸潤；與之相比，糖尿病對照組大鼠的腎小球及小管體積明顯變大，基底膜增厚，系膜區細胞基質增生，腎間質可見纖維化及炎癥細胞浸潤；大蒜素組大鼠的腎小球及腎小管體積減小，基質增生程度顯著減弱，無炎細胞浸潤。

2.2 各組大鼠生化指標的比較

與正常對照組相比，糖尿病對照組大鼠的FBG、BUN、Scr和UAE均顯著增高(P<0.01)，給予大蒜素干預后，大鼠的FBG、BUN和UAE的表達水平則顯著降低(P<0.01)，Scr的表達水平降低(P<0.05)。見表1。

表1 各組大鼠代謝指標的比較±s)

注：與模型組比較，*P<0.05，**P<0.01；與正常對照組比較，#P<0.05，##P<0.01。

2.3CK-18、α-SMA和Vimentin的表達

與正常對照組相比，糖尿病對照組大鼠腎組織的Vimentin和α-SMA的表達水平顯著增加(P<0.01)，CK-18的表達水平顯著降低(P<0.01)；給予大蒜素干預后，Vimentin的表達水平明顯降低(P<0.05)α-SMA的表達水平顯著降低(P<0.01)，CK-18的表達水平顯著升高(P<0.01)。見表2。

表2 CK-18、α-SMA 和Vimentin 在各組中的 表達(陽性細胞比率，

注：與模型組比較，*P<0.05，**P<0.01；與正常對照組比較，

#P<0.05，##P<0.01。

3 討論

糖尿病腎病主要的特征是蛋白尿、血肌酐升高、腎小球硬化和腎小管間質纖維化，腎間質纖維化是糖尿病腎病進展至終末期腎病的最主要病理特征。腎間質纖維化是由多種因素共同作用導致的結果，其中更以細胞外基質的合成與降解失衡為主要因素，此外還有成纖維細胞的過度增生[1]，其中細胞外基質的增多更是直接導致了腎纖維化的進行性發展。大量以往的研究表明，腎小管上皮細胞在病理條件下發生轉分化轉變成為肌成纖維細胞，喪失原有的上皮細胞黏附特性[2，3]。

大蒜素作為傳統食材——大蒜的主要活性成分，是天然存在的一種含巰基有機化合物，具有廣泛的生物學活性，其抗菌、抗腫瘤的藥理藥效作用以及作用機制已經得到較為深入的研究和證實，而近年來大蒜素的其他藥理藥效作用也日益得到廣泛的研究和證實[4]，這些作用包括：抗氧化、鈣拮抗和抗血小板凝集等作用。此外，大蒜素還有抗心、肺、腎、肝纖維化的作用[5]，主要與其能抑制成纖維細胞的增殖，并減少細胞外基質的合成和抑制促纖維化因子的分泌等機制有關。大蒜素對由鏈脲佐菌素誘導所致的糖尿病大鼠的胰島保護作用，它可降低糖尿病大鼠的血糖、血脂和血清MDA的表達水平，而提高SOD的生物學活性，作用機制可能與大蒜素能有效改善抗氧化酶活性、提高機體抗氧化能力、提高自由基清除能力、抑制氧化應激損傷，糾正糖尿病大鼠體內氧化和抗氧化的失衡有關[6～8]。另有文獻報道，大蒜素還可降低糖尿病腎病大鼠腎組織中的CollagenI、TGF-β1及p-ERK1/2的表達，具有保護腎的作用[9]。

本研究發現大蒜素對糖尿病腎病具有一定的療效，發現它能降低糖尿病大鼠的血糖和 腎功水平，使腎組織的CK-18蛋白表達升高，而Vimentin、α-SMA的蛋白表達降低，所以大蒜素對糖尿病腎病大鼠腎臟的調控作用可能是通過抑制上皮細胞的特異蛋白CK-18表達的降低和Vimentin、α-SMA的蛋白升高來實現的，為臨床應用大蒜素防治糖尿病腎間質纖維化提供了有力的理論基礎和實驗依據。

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黑龍江省教育廳項目，編號：12541823。

欒海艷(1979～)女，黑龍江佳木斯人，博士，講師，碩士研究生導師。

賈琳琳(1975～)女，黑龍江佳木斯人，博士，副教授，碩士研究生導師。E-mail:zhangshurui175@163.com。

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1008-0104(2017)02-0018-02

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