摘要:目的 探讨绞股蓝皂苷对糖尿病小鼠肾损伤的保护作用及其机制。方法 选取40只健康雄性小鼠,随机选取30只小鼠建立2型糖尿病小鼠模型,其余10只为正常组,将2型糖尿病模型小鼠随机分为绞股蓝皂苷组、二甲双胍组和对照组,连续给药治疗8周,观测小鼠食水量、体重等一般生长情况,检测小鼠空腹血糖(fasting blood glucose,FBG),处死前24h尿总蛋白(24-hour urine total protein,24hUTP)和尿蛋白排泄率(urinary albumin excretion rates,UAER),肾脏指数(renal index,KI)、血清肌酐(serum creatinine,SCr)和血尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)等相应生化指标。结果 与正常组比较,模型组小鼠FBG、进食量、KI、24hUTP、UAER、SCr、BUN增高,而绞股蓝皂苷处理则可下调这些指标。结论 绞股蓝皂苷可降低2型糖尿病小鼠血糖水平,改善糖尿病所导致的肾脏组织结构损伤。
关键词:绞股蓝皂苷,糖尿病,肾损伤,保护作用
绞股蓝是乌足状复叶对生的葫芦科生物,花单性异株,全草可作药用,其基本化学结构是达玛烷型四环三萜类,是一种被广泛用于东南亚民间医学的草药。绞股蓝广泛分布于亚洲东北部和东南部[1],在中国主要分布在秦岭以南和长江流域[2],数百年来一直用于食品和辅料,此类中药已被证明对小鼠有降低血糖的作用。近年来,大量国内外学者通过不同途径研究寻找治疗糖尿病肾病的方法和药物[3]。本研究通过建立糖尿病小鼠模型,并利用绞股蓝皂苷和二甲双胍治疗模型小鼠,探讨绞股蓝皂苷对小鼠肾功能的影响及其潜在机制,并对比疗效。
1 材料与方法
1.1 实验材料
1.1.1 实验动物
40只健康清洁级雄性4~6周龄KM雄性小鼠,体质量(25.0±2.5) g。
1.1.2 药物与试剂
绞股蓝皂苷(浅黄色粉末,分子式C52H86O21,分子量1047.22,纯度: 98% HPLC),链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)。
1.2 实验方法
1.2.1 实验动物分组和处理
将 40只雄性KM小鼠编号,按照随机数字法随机分为4组: 正常组、模型组、二甲双胍组、绞股蓝皂苷组,每组10只,造模成功后给药治疗。
1.2.2 各组代谢及生化指标测量
利用磺基水杨酸-硫酸钠比浊法测定尿液中24hUTP含量和UAER。无菌环境下,将小鼠颈椎脱臼致死,用酒精球擦拭小鼠腹部,迅速用手术剪剪开小鼠腹腔,腹腔主动脉取血 0.5mL,3000 r/min 离心 5~10 min,分离出血清备用,试验结束后,按照血液分析仪操作规程,利用自动生化仪检测SCr、BUN含量。剪开小鼠腹腔,摘取双肾,用生理盐水冲洗粘连组织,滤纸吸干水分,用镊子将双肾筋膜剥离后称取肾脏质量,试验结束后,计算肾脏指数。
2 结果
2.1 绞股蓝皂苷对糖尿病小鼠一般状态的作用
2型糖尿病小鼠模型相对于正常对照组小鼠活动量明显减少,出现精神萎靡,进食量和饮水量增多,同时,24h尿量也增多,尿液气味改变,随着实验的进行,模型对照组的症状愈严重,消瘦,被毛杂乱无光泽,饲养大约10周时,出现死亡现象。相对于模型组小鼠,绞股蓝和二甲双胍治疗组通过连续无间断给药后,小鼠一般状态有所改善。与模型组相比,二甲双胍组小鼠每天平均进食量减少,但仍高于正常对照组,绞股蓝治疗组小鼠多饮多食多尿现象有所缓解,精神较活跃,每天平均进食量减少,但高于二甲双胍组小鼠。
2.2 绞股蓝皂苷对糖尿病小鼠体质量和FBG的影响
KM小鼠腹腔注射STZ造模后体重大多有降低的趋势,出现典型的糖尿病特点:体重减轻、多饮、多尿、多食。给药后,以绞股蓝组体重增长最为明显。给药第8周后,绞股蓝组FBG明显低于实验前。
2.4 绞股蓝皂苷对糖尿病肾损伤小鼠肾功能和KI的作用
与正常对照组相比,模型对照组的KI、UTP、UAER、SCr、BUN含量均升高,这说明造模成功,糖尿病小鼠肾功能各方面均受损。灌胃8周后,绞股蓝皂苷组的各指标较模型组下降。
2.5 绞股蓝皂苷改善糖尿病肾损伤的机制
模型组糖尿病小鼠较正常组小鼠肾组织P-GSK-3β蛋白增多,而P-Akt蛋白表达降低。绞股蓝皂苷组能够一直P-GSK-3β蛋白的表达,使血糖下降。研究证明,绞股蓝皂可通过影响肾脏组织中Akt/GSK-3β信号通路保护2型糖尿病所致肾损伤。
3 总结与展望
绞股蓝皂苷可降低2型糖尿病小鼠血糖水平,减轻“三多一少”现象,降低KI、24hUTP、UAER、SCr、BUN含量,改善糖尿病所导致的肾脏组织结构损伤。绞股蓝尚未在糖尿病及其并发症治疗中广泛应用,其主要原因可能是对作用机制和稳定性并未有明确研究。本次实验证明,绞股蓝皂苷可通过影响Akt/GSK-3β信号通路改善2型糖尿病肾损伤,对于今后探究绞股蓝皂苷对糖尿病保护作用更深层机制提供了思路。
参考文献
[1] X. Shang, C. Qin, G. Cao et al., “Advance in research on the polysaccharide from Gynostemma Pentaphyllum Makino,” Natural Product Research and Development, vol. 22, no. 3, pp. 514–518, 2010.
[2] B. Li, X. Zhang, M. Wang, and L. Jiao, “Characterization and antioxidant activities of acidic polysaccharides from Gynostemma pentaphyllum (Tunb.) Markino,” Carbohydrate Polymers, vol. 127, pp. 209–214, 2015.
[3]Paola Fioretto, Bergur V Stefansson, Eva Johnsson, Valerie A Cain, C David Sj?str?m Diabetologia 2016 09;59(9):2036-9 doi:10.1007/s00125-016-4017-1