姜黃素對糖尿病足潰瘍小鼠氧化應激、細胞炎癥因子和創面血管新生的影響*

梅 希，曾 俊，唐明薇，邱 平

1.成都醫學院第一附屬醫院(成都 610500);2.成都醫學院(成都 610500)

糖尿病足潰瘍是糖尿病的嚴重并發癥，是糖尿病致殘和致死的重要原因之一[1-2]，其具有難治、容易復發以及高截肢率等特點，發病機制尚未完全明確[3-4]，臨床上治療非常棘手。因此，尋找一種安全有效地治療糖尿病足潰瘍方法具有重要意義。姜黃素主要是從姜黃屬植物根莖中提取出的酚性結構色素，具有多種藥理作用如抗炎、抗氧化應激等作用，且對糖尿病、動脈硬化等具有良好防治作用，越來越受到關注[5]。近年來研究[6-7]發現，細胞炎癥因子和氧化應激與糖尿病足發生、發展密切相關。因此，本研究旨在探討姜黃素對糖尿病足潰瘍小鼠氧化應激、細胞炎癥因子和創面血管新生的影響。

1 材料與方法

1.1 實驗動物

SPF級雄性C57小鼠(BKS背景)60只，體重(27.5±8.0)g，來自于成都醫學院動物實驗中心[許可證號：SCXK(蘇)2018-0008，合格證號：201908536]，自由攝食、飲水，于室溫條件下飼養5～7 d。

1.2 藥品和試劑

1)藥品：姜黃素(陜西森弗生物技術有限公司)，鏈脲佐菌素(streptozotocin,STZ)(美國Sigma公司)。2)試劑：丙二醛(malondialdehyde,MDA)試劑盒和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)試劑盒(上海西唐生物科技有限公司)，白介素-1(interleukin-1,IL-1)試劑盒和腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)試劑盒(上海信裕生物工程有限公司)。

1.3 方法

1.3.1 實驗分組和模型制備 C57小鼠60只，隨機分為對照組、模型組和姜黃素組，每組20只。對照組給予正常飼料喂養，模型組和姜黃素組給予小鼠高脂飼料喂養4周，禁食16 h后，腹腔注射STZ 45 mg/kg；對照組給予小鼠普通飼料喂養4周，腹腔注射等體積的檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液。糖尿病建模2周后，行股動脈超聲檢測，將出現動脈粥樣硬化改變的小鼠給予小鼠腹腔注射50 mg/kg戊巴比妥鈉麻醉，且于小鼠足背部消毒后用印章作一矩形標記3 mm×7 mm，切除其全層皮膚，每日用0.5%碘伏消毒創面。最后模型組造模成功18只，姜黃素組造模成功17只。3組隨機取15只小鼠進行后續實驗研究。造模成功后，姜黃素組給予姜黃素100 mg/kg灌胃，1次/d；對照組和模型組小鼠給予等劑量生理鹽水灌胃，1次/d。

1.3.2 血漿標本制備 治療10 d，采集小鼠靜脈血4 mL，以3 000 r/min，離心半徑15 cm，離心12 min，分離血漿標本，置于-70 ℃下保存待測。

1.4 觀察指標

1)觀察3組小鼠氧化應激指標變化：取上述血漿標本，采用硫代巴比妥酸法測定MDA含量，采用羥胺法測定SOD活性，檢測嚴格參照試劑盒說明書標準；2)觀察3組小鼠炎癥因子變化：取上述血漿標本，采用ELISA法測定IL-1和TNF-α水平；3)觀察3組小鼠新生毛細血管數密度變化：治療10 d，取創面肉芽組織，以免疫組織化學觀察肉芽組織毛細血管數表達；4)觀察3組小鼠創面愈合情況：治療10 d，采用數碼相機觀察小鼠潰瘍愈合情況，創面愈合率(%)=(治療前-治療后)創面/治療前創面×100%。

1.5 統計學方法

2 結果

2.1 3組小鼠氧化應激指標比較

與對照組比較，模型組和姜黃素組血漿MDA水平升高，而SOD活性下降(P<0.05)；姜黃素組血漿MDA水平低于模型組，而SOD活性高于模型組(P<0.05)(表1)。

表1 3組小鼠氧化應激指標比較

2.2 3組小鼠細胞炎癥因子變化比較

與對照組比較，模型組和姜黃素組血漿IL-1和TNF-α水平升高(P<0.05)；姜黃素組血漿IL-1和TNF-α水平低于模型組(P<0.05)(表2)。

表2 3組小鼠細胞炎癥因子變化比較

2.3 3組小鼠新生毛細血管數密度比較

與對照組比較，模型組和姜黃素組新生毛細血管數密度降低(P<0.05)；姜黃素組新生毛細血管數密度高于模型組(P<0.05)(表3)。

表3 3組小鼠新生毛細血管數密度比較

2.4 3組小鼠創面愈合率比較

與對照組比較，模型組和姜黃素組創面愈合率降低(P<0.05)；姜黃素組創面愈合率高于模型組(P<0.05)(表4)。

表4 3組小鼠創面愈合率比較

3 討論

流行病學調查顯示，1.25%糖尿病患者有發生糖尿病足潰瘍風險，其中2.85%足部糖尿病潰瘍可能導致截肢[8]。糖尿病足潰瘍主要是由外周血管疾病和外周神經的缺血而發生[9-10]。姜黃素主要是從姜黃屬植物根莖中提取出的酚類色素，現代藥理研究[11-14]表明，姜黃素可通過疏水性作用通過血漿白蛋白結合運輸，容易滲透細胞質，富集于膜性結構如核膜、內質網和質膜，從而發揮抗微生物、降血脂、抗炎、抗腫瘤和抗氧化等藥理作用。本研究結果顯示，姜黃素組新生毛細血管數密度高于模型組，提示姜黃素可促進創面血管新生；姜黃素組創面愈合率高于模型組，提示姜黃素可促進創面愈合。

IL-1是典型的一種炎癥細胞因子，體內各種有核細胞被激活后均可產生，不僅具有內源性免疫防御作用，而且參與組織破壞和纖維化[15]。研究[16]報道，高血糖可激發IL-1 mRNA自身正反饋機制產生大量IL-1，而其中大量IL-1可誘導胰島β細胞凋亡引起高血糖，形成惡性循環，加重糖尿病病情。糖尿病足潰瘍面上IL-1明顯增加抑制了成纖維細胞的增殖，導致潰瘍難以愈合。TNF-α是具有多種生物學效應的一種細胞因子，不僅可增強中性粒細胞吞噬能力，同時還能夠抑制腫瘤細胞的產生[17]。本結果研究顯示，姜黃素組血漿IL-1和TNF-α水平低于模型組，提示姜黃素具有明顯抗炎作用。

大量研究[18-19]表明，機體患糖尿病時會存在明顯的氧化應激反應。氧化應激主要是指機體受各種有害因素刺激，體內產生自由基，從而產生大量氧化中間產物，造成機體組織和細胞損傷的病理狀態。氧化應激存在于糖尿病及其并發癥包括糖尿病足潰瘍的發生發展中，造成細胞損傷，活性氧的增加，引起足細胞損傷[20]。由此可見，氧化應激與糖尿病足潰瘍發生、發展密切相關。本研究結果顯示，姜黃素組血漿MDA水平低于模型組，而姜黃素組SOD活性高于模型組，提示姜黃素具有抗氧化應激作用。

綜上所述，姜黃素對糖尿病足潰瘍小鼠可促進創面血管新生和創面愈合，減輕炎癥反應，且具有抗氧化應激作用。