三黃益腎膠囊防治糖尿病腎病實驗研究

呂樹泉 路菲菲 蘇秀海 王元松

摘要 目的：比較三黃益腎膠囊與雷米普利膠囊對糖尿病腎病（DN）的干預作用，探析腎臟保護深層機制，為臨床防治DN提供實驗依據。方法：選用雄性SD大鼠，按隨機數字表法分為空白對照組、模型對照組、雷米普利組、三黃益腎膠囊低劑量（0.4 g/kg）組、三黃益腎膠囊中劑量（0.8 g/kg）組、三黃益腎膠囊高劑量（1.6 g/kg）組6組，每組10只。給藥治療8周后，檢測各組大鼠肌酐（SCr）、尿素氮（BUN）、三酰甘油（TG）、總膽固醇（TC）及24 h尿微量白蛋白等指標。光鏡下觀察腎臟形態學變化。免疫組化觀察腎病蛋白（nephrin）、單核細胞超化蛋白-1（MCP-1）、胰島素樣生長因子（IGF-1）蛋白表達，RT-PCR觀察nephrin mRNA、MCP-1mRNA及IGF-1mRNA表達水平。結果：造模后大鼠TG、TC、SCr、BUN、24 h尿微量白蛋白、MCP-1及IGF-1mRNA水平均明顯升高（P<0.05），nephrinmRNA表達明顯降低（P<0.05）;與模型對照組比較，三黃益腎膠囊組TG、TC、SCr、BUN、24 h尿微量白蛋白、MCP-1及IGF-1 mRNA水平均明顯下降（P<0.05），nephrinmRNA水平明顯上升（P<0.05），并能改善大鼠腎組織病變。結論：三黃益腎膠囊可能通過下調IGF-1、MCP-1mRNA表達，上調nephrinmRNA表達，改善腎組織病變并起保護作用。

關鍵詞 三黃益腎膠囊;糖尿病腎病;基因;蛋白;腎臟保護

Experimental Study on the Prevention and Treatment of Diabetic Nephropathy of Rats with Sanhuang Yishen Capsules

LYU Shuquan1，LU Feifei2，SU Xiuhai1，WANG Yuansong1

（1 Department of Endocrinology，Cangzhou Integrated Traditional Chinese and Western Medicine Hospital Affiliated to Hebei University of Traditional Chinese Medicine，Cangzhou 061001，China; 2 Graduate School of Hebei University of Traditional Chinese Medicine，Shijiazhuang 050200，China）

Abstract Objective：To compare the intervention effects of Sanhuang Yishen Capsules and Ramipril Capsule on rats with diabetic nephropathy，and to analyze the deep mechanism of renal protection，and to provide reliable experimental basis for clinical prevention and treatment of diabetic nephropathy.Methods：Male SD rats were selected and used and they were divided into 6 groups according to the random number table，namely a blank control group，a model control group，a ramipril group and the a Sanhuang Yishen Capsules low，medium and high doses（0.4，0.8，1.6）g/kg groups，with 10 rats in each group.After 8 weeks of drug administration，the indexes of creatinine，urea，triglyceride，total cholesterol and 24 h urinary protein were measured in each group.The morphological changes of the kidneys were observed under light microscope.The expression of nephrin，MCP-1 and IGF-1 protein expression were observed by immunohistochemistry.The expression of nephrin mRNA，MCP-1 mRNA and IGF-1 mRNA were observed by RT-PCR.Results：After modeling，the levels of triglyceride，total cholesterol，creatinineQ，urea，24-hour urinary microalbumin，MCP-1 and IGF-1 mRNA were significantly increased（P<0.05），and the expression of nephrin mRNA was significantly decreased（P<0.05）.Compared with the model control group，the levels of triglyceride，total cholesterol，creatinine，urea，24 h urinary microalbumin，MCP-1，and IGF-1 mRNA were significantly decreased in Sanhuang Yishen Capsules group（P<0.05），nephrin mRNA levels weresignificantly increased（P<0.05），and can improve renal tissue lesions in rats.Conclusion：Sanhuang Yishen Capsules may down-regulate the expression of IGF-1 and MCP-1 mRNA，up-regulate the expression of nephrin mRNA，improve the pathological changes of renal tissue and play a protective role.

Keywords Sanhuang Yishen Capsules; Diabetic nephropathy; Gene; Protein; Kidney protection

中圖分類號：R285.5文獻標識碼：Adoi：10.3969/j.issn.1673-7202.2021.03.014

糖尿病腎病（Diabetic Nephropathy，DN）是一種以持續性蛋白尿為特征的臨床綜合征，表現為腎小球濾過率進行性下降，血壓升高，心血管發病率和死亡率增加，為糖尿病患微血管嚴重并發癥之一[1]。據統計，20%～40%的1型糖尿病與2型糖尿病會發展為DN[2]，更以42.8%的高比例成為終末期腎病（ESRD）首要病因[3]。DN發病機制雖然研究較多但仍闡釋不明，涉及遺傳因素、糖脂代謝紊亂、炎性遞質、細胞因子、生長因子等諸多方面，是綜合作用的結果。單核細胞超化蛋白-1（MCP-1）、胰島素樣生長因子（IGF）等在DN發生、發展中的作用尚不明確。現代醫學推崇以對癥治療為主，飲食調攝等為輔，嚴格限制蛋白攝入，控制血糖、血壓，糾正脂代謝紊亂，進而改善腎臟微循環，但多治標不治本，同時ACEI類藥物易引起干咳、升高血鉀等，療效不穩且不良反應大。而中醫眾多醫家認為本病病因病機在于“氣陰兩虛，腎絡瘀阻”，依此組方，辨證用藥療效顯著[4]。本研究所用的三黃益腎膠囊由第六批全國老中醫藥專家學術經驗繼承工作指導老師蘇秀海主任醫師及河北省名中醫王元松教授經驗方轉化而來，立論于早期腎病的病機為脾腎氣陰兩虛夾瘀血，治以“益氣養陰，健脾補腎，活血通絡”[5]，用之臨床初顯療效，但與西藥療效的比較研究較少，深層機制待揭示。本研究采用鏈脲佐菌素（Streptozotocin，STZ）制備大鼠DN模型，采用RT-PCR檢測三黃益腎膠囊對大鼠模型腎組織nephrin、MCP-1、IGF-1 mRNA表達的影響，從分子水平探討其可能的作用機制，為中藥治療DN提供新的思路。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 動物 健康雄性SD大鼠60只，體質量210～230 g，中國醫學科學院放射醫學研究所提供，動物合格證號11401300065459，許可證號SYXK（津）2014-0002。自由飲水，適應性飼養1周，喂標準飲食，環境溫度（20±2）℃，濕度40%～70%。12 h/12 h明暗晝夜交替（倫理審批號：2017091）。

1.1.2 藥物 三黃益腎膠囊（由黃芪、西洋參、山藥、山茱萸、菟絲子、黃精、地黃、芡實、金櫻子、益母草、丹參、川芎、蒼術、赤芍、王不留行組成），河北省滄州中西醫結合醫院制劑室制備，批號：Z20050795。按比例加入純凈水制成混懸液。雷米普利[賽諾菲（北京）制藥有限公司，國藥準字H20060766]。

1.1.3 試劑 鏈脲佐菌素（STZ）（Sigma公司，美國，貨號：L-2880）。Trizol（Invitrogen，貨號：15596-026）;氯仿（天津市永大化學試劑有限公司，貨號：A14140）;異丙醇（天津市永大化學試劑有限公司，貨號：1.01040.4008）;無水乙醇（天津市永大化學試劑有限公司，貨號：10009218）;DEPC水（北京索萊寶科技有限公司，貨號：RT121-02）;TIANScript RT KIT（天根生物科技有限公司，貨號：KR107）;SuperReal PreMix Plus（SYBR Green）（天根生物科技有限公司，貨號：FP205-01）。

1.2 方法

1.2.1 分組及模型制備 健康SD大鼠60只，適應性飼養1周。1周后，按照隨機數字表法選出10只作為正常組，剩余50只作為造模組。造模采用STZ誘導建立DN大鼠模型[6]，造模前禁食12 h，一次性腹腔注射STZ（65 mg/kg）。STZ用前使用枸櫞酸鈉緩沖液（0.1 mol/L，pH=4.5）配制，在10 min內用完;72 h后，尾靜脈取血測血糖，連續3次，取平均值，血糖≥16.7 mmol/L為造模成功，成功率約為70%，剔除未成模大鼠。

造模成功的大鼠按照隨機數字表法分為模型組、雷米普利組、三黃益腎膠囊高觀察組、三黃益腎膠囊中觀察組、三黃益腎膠囊低觀察組5組，每組10只，另10只作為正常組，共計6組。正常組與模型組以蒸餾水灌胃，1次/d。三黃益腎中劑量觀察組（18 g溶于50 mL水中，2 mL/只/d）、高劑量觀察組（24 g溶于50 mL水中，2.5 mL/只/d）、雷米普利組（2.5 mg/片）溶于50 mL水中，2 mL/只/d）。4組均1次/d，連續8周。實驗期間未使用胰島素和其他降糖藥物。

1.2.2 樣品制備 所有大鼠模型給藥8周后，以頸靜脈采血后處死。所采血液放置于離心機，3 000 r/min高速離心15 min，取上清液，置于-80 ℃備用。取大鼠雙側腎臟，濾紙清潔表面血漬，另取部分腎臟組織放置于4%多聚甲醛液中固定，其余剩余腎臟組織則-80 ℃保存備用。

1.2.3 蘇木素刊尹紅（HE）染色 取腎臟組織進行常規的石蠟包埋，切片，石蠟切片厚度為4 μm，進行HE染色，顯色后顯微鏡下觀察組織病理變化。

1.2.4 免疫組化法檢測 采用免疫組化法檢測腎組織中nephrin、單核細胞超化蛋白-1（MCP-1）、胰島素樣生長因子（IGF）表達，石蠟切片常規脫蠟至水，抗原修復，加一抗1∶100兔抗鼠nephrin、MCP-1、IGF-1，4 ℃過夜。二抗選用1∶400稀釋山羊抗兔抗體，嚴格按照nephrin、MCP-1、IGF-1試劑盒說明操作，計算nephrin、MCP-1、IGF-1蛋白表達相對含量。

1.2.5 RT-PCR 采用Trizol提取組織樣本中總RNA，步驟如下：1）用研缽研磨組織樣品，于加有1 mL Trizol的離心管中，靜置5～10 min;2）加入0.2 mL氯仿上下劇烈混勻15～30 s，然后靜置3 min（冰浴或室溫）;3）4 ℃，12 000 r/min，離心15 min，離心半徑13.5 cm;4）取水相到新的EP管中，加入0.5 mL異丙醇，混勻，冰浴10 min;5）4 ℃，12 000 r/min，離心10 min，離心半徑13.5 cm;6）傾倒上層液體，用75%冰乙醇沉淀（1 mL），混勻;7）4 ℃，12 000 r/min，離心5 min，離心半徑13.5 cm;8）干燥。加入DEPC處理水溶解RNA，測濃度，-80 ℃保存。后取5 μLRNA用1%瓊脂糖凝膠進行電泳，以檢測RNA的完整性。

再用TIANScript RT KIT進行反轉錄，實驗操作按產品說明書進行，用RNase-Free ddH2O將反應體系稀釋到50 μL，-20 ℃保存。最后用熒光定量PCR儀，采用2-△△CT法進行數據相對定量分析，計算出各樣品的目的基因相對定量結果，即其他各個樣品相對于對照樣品目的基因mRNA轉錄水平的差異。

1.3 統計學方法 采用SPSS 18.0統計軟件進行數據分析，計量資料以均數±標準差（±s）表示，組間比較采用方差分析，自身前后對照比較應用配對t檢驗;計數資料比較采用χ2檢驗。以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 各組大鼠治療后24 h尿微量白蛋白定量比較與正常組比較，模型組、雷米普利組、三黃益腎膠囊各劑量組24 h尿微量白蛋白定量均明顯升高（均P<0.05）;與模型組比較，西藥組及三黃益腎膠囊各劑量組24 h尿微量白蛋白定量均明顯降低（均P<0.05），其中三黃益腎膠囊高劑量組的24 h尿微量白蛋白定量降低最為顯著（P<0.05）。見表1。

2.2 各組大鼠治療后BUN、SCr、TG及TC水平比較與正常組比較，模型組SCr、BUN、TG、TC等水平明顯升高，2組比較差異有統計學意義（P<0.05）;與模型組比較，雷米普利組、三黃益腎膠囊低劑量組、三黃益腎膠囊中劑量組及三黃益腎膠囊高劑量組的TG、TC、SCr、BUN明顯降低（P<0.05）;與雷米普利組比較，三黃益腎膠囊低、中、高劑量組TG、TC、SCr、BUN明顯降低（P<0.05）。

2.3 各組大鼠治療后nephrin mRNA、MCP-1mRNA、IGF-1mRNA表達水平比較 與正常組比較，模型組IGF-1mRNA及MCP-1mRNA表達顯著升高（P<0.05），而nephrin mRNA表達顯著降低，2組比較，差異有統計學意義（P<0.05）;與模型組比較，雷米普利組及三黃益腎膠囊高、中、低組IGF-1mRNA及MCP-1mRNA表達均降低（P<0.05），而nephrinmRNA表達升高，組間比較，差異均有統計學意義（P<0.05），其中三黃益腎膠囊高劑量組療效更佳（P<0.05）。見表3。

2.4 各組大鼠治療后nephrin、MCP-1、IGF-1蛋白表達比較 與正常組比較，模型組IGF-1及MCP-1蛋白表達顯著升高（P<0.05），而nephrin蛋白表達顯著降低（P<0.05）;與模型組比較，三黃益腎膠囊高、中、低劑量組IGF-1及MCP-1蛋白表達均降低明顯（P<0.05），而nephrin蛋白表達升高，有統計學意義（P<0.05），其中三黃益腎膠囊高劑量組療效更佳（P<0.05）。見圖1。

2.5 三黃益腎膠囊不同劑量對大鼠腎組織病理改變的影響 HE染色可見：空白組大鼠腎臟組織結構大致正常;模型組大鼠腎小球體積增大，基底膜增厚，系膜基質增生，部分腎小管上皮顯示空泡樣變性，間質區有炎性細胞浸潤。各觀察組大鼠腎臟組織病理損傷，均較模型組大鼠有不同程度的減輕，其中以三黃益腎膠囊中劑量組、三黃益腎膠囊高劑量組、雷米普利組大鼠損傷減輕更為明顯。見圖2。

3 討論

DN科歸于中醫學“虛勞”“腎勞”“水腫”“腎消”“關格”“尿濁”之列，屬于消渴并發水腫范疇[7]。現代醫學認為糖尿病屬于內分泌代謝常見病，患者常伴眼、腎、血管、神經等組織器官病變等多種慢性并發癥，以持續性蛋白尿，頑固難愈為顯著臨床特點。常通過控制血糖、血壓、血脂等治療，同時采用維生素或礦物質進行補充治療[8]。主要依賴藥物是ACEI或ARB降壓藥、蛋白激酶C抑制劑或羅格列酮等PPAR-γ激動劑等，雖短期降糖作用明顯，但治療方法單一且不良反應較大，危重病患療效不顯著[9]。

近些年諸多研究顯示：DN的發生、發展與糖代謝紊亂及腎臟血流動力學改變存在密切關系，同時與多種細胞因子的異常表達、遺傳基因易感性、氧化應激等因素存在相關性[10]。本研究中，我們設置三黃益腎膠囊高、中、低劑量組，同時比較臨床常用西藥雷米普利[11]，結果顯示三黃益腎膠囊對于DN大鼠的異常指標調節作用強于雷米普利，表現出優于西藥的治療效果，與既往實驗結果相吻合[12]。三黃益腎膠囊由黃芪、當歸、芡實、生地黃等組成。臨床研究發現益腎膠囊可明顯降低24 h尿微量白蛋白含量，改善DN患者臨床癥狀[13-14]，近期研究也提出聯合用藥，比如聯合胰激肽原酶腸溶片治療DN效果更好[15]。但是其中機制如何，一直未研究清楚。

研究表明：劉秀麗等[16]研究認為三黃益腎膠囊通過下調腫瘤壞死因子（TNF-α）表達，上調腎臟基質金屬蛋白酶（MMP-9）表達而延緩糖尿病大鼠的腎臟損害。另有研究也提出三黃益腎膠囊可能通過升高DN大鼠腎組織勻漿NO及NOS含量而發揮腎臟保護作用[17]。遲秀娥等既往研究提示三黃益腎膠囊可通過抑制轉化生長因子β1（TGF-β1）和血管內皮生長因子（VEGF）在腎臟的表達延緩糖尿病大鼠的腎損傷[12]。但三黃益腎膠囊具體通過何種機制治療DN尚存在爭議。本研究中，我們聚焦nephrin、MCP-1、IGF-1等關鍵位置的基因與蛋白表達水平，試圖探索其可能的DN大鼠腎臟保護機制。一方面，DN患者蛋白尿的產生與裂孔隔膜關系密切，裂孔隔膜是連接相鄰足細胞足突間的特殊蛋白復合體，nephrin是其上重要跨膜蛋白，異常表達會造成過膜形態結構和屏障功能障礙。本研究中，模型大鼠給藥三黃益腎膠囊后，nephrin基因及蛋白表達升高。另一方面，單核細胞/巨噬細胞在腎組織的廣泛浸潤與DN有關，MCP-1是其特異性的趨化因子，具有單核巨噬細胞特異性趨化激活作用，對其具有很強的趨化作用，可促進炎性反應的發生。Banba等[18]認為DM患者的系膜細胞產生的MCP-1在對單核巨噬細胞的浸潤及激活中起了重要作用，并且導致和加重了DN。本研究中，模型大鼠給藥三黃益腎膠囊后，MCP-1水平降低，從而抑制腎臟表達多種因子，降低血管通透性，改善蛋白尿[19]。另外，IGF-1作為多肽類神經營養因子，具備廣泛生物學活性，能夠調節細胞、組織生長，促進骨骼生長和細胞的分化成熟等。其結構和功能類似于胰島素，能發揮胰島素樣作用，提高機體胰島素敏感性，影響外周組織對葡萄糖的攝取來維持正常血糖[20]。許多研究表明：IGF-1不但可有效地改善糖代謝，還可改善脂代謝[21]。IGF-1會伴隨DN大鼠血糖升高而升高，且當腎小球位于高糖環境中時，IGF-1以自分泌方式在腎臟中合成增加。本試驗提示三黃益腎膠囊可能通過降低血糖、改善腎小球微循環下調IGF-1含量，達到保護腎臟的作用。

早期研究表明：DN早期患者的腎小球濾過率增加與腎微血管增殖是一種可逆的病理變化，故抑制腎微血管病理變化對于健康恢復至關重要[22]。張戟風等光鏡下觀察腎組織病理學改變后發現：DN模型大鼠的腎組織表現為腎小球內皮細胞腫脹、系膜細胞增多，腎小管上皮腫脹，部分壞死且腎間質有炎性細胞浸潤。但三黃益腎膠囊可起到腎組織改善作用[23]。故在本研究中，我們通過成功建造DN大鼠模型，取樣并進行HE染色，發現：模型組大鼠腎臟組織細胞出現增生，排列混亂且腎小球內細胞減少。進行干預后，取樣所得大鼠腎臟組織細胞排列整齊，腎小球內細胞無明顯變化，進而從細胞形態層面證實了三黃益腎膠囊對腎細胞的修復作用。

總之，本研究通過實驗觀察到三黃益腎膠囊對nephrin、MCP-1、IGF-1基因及蛋白表達的影響和DN大鼠腎臟給藥前后的形態變化，證實了三黃益腎膠囊對DN大鼠的腎臟保護作用，同時推測三黃益腎膠囊可能通過上調nephrin及下調MCP-1、IGF-1基因及蛋白表達以減少蛋白尿，保護腎臟。

致謝：本實驗研究的順利進行，感謝河北省王元松名中醫傳承工作室的資金贊助及科研相關支持。

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（2019-08-05收稿 責任編輯：芮莉莉）