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目的:糖尿病肾病(diabeticnephropathy,DN)是糖尿病最常见的微血管并发症之一。近年来,DN的发病率呈逐年上升的趋势,已成为终末期肾病(endstagerenaldisease,ESRD)的主要原因之一。因此,明确DN的发病机制及有效的防治措施是如今备受关注的研究热点。大量研究证明在DN病因学中,氧化应激(oxidativestress,OS)是主要的病生机制。高血糖造成肾脏活性氧簇(reactiveoxygenspecies,ROS)生成增加,过度增加的ROS会激活多种与血管并发症相关的信号转导通路,造成细胞损伤,最终导致细胞外基质增多,加速肾脏纤维化进展。
机体在应对ROS损害时形成一套复杂的氧化应激应答系统,自身会诱导出一系列保护性蛋白,以减轻细胞发生的氧化应激损伤。近年来,有研究发现核转录因子NF-E2相关因子2(NuclearfactorE2-relatedfactor2,Nrf2)和它的胞质接头蛋白(KelchlikeECHassociatedprotein1,Keap1)是细胞抗氧化应激的中枢调节者。Nrf2是外源性有毒物质和氧化应激的感受器,通过与抗氧化应激反应元件(antioxidativeresponseelement,ARE)相互作用,诱导编码抗氧化蛋白和Ⅱ相解毒酶的表达,如血红素氧合酶1(hemeoxygenase,HO-1)即是其中重要的抗氧化酶,从而在细胞的防御保护中发挥作用。
白藜芦醇(resveratrol,Res)是一种多酚类植物抗毒素,研究发现其具有抗氧化、保肝、抗过敏、抗肿瘤、调节血脂、神经保护等多种生物学作用。近年来研究表明,白藜芦醇可能通过减少氧化应激对糖尿病肾病发挥保护作用,然而白藜芦醇的抗氧化应激机制及其对Nrf2-ARE途径的作用,目前国内外研究还较少。
本课题通过单侧肾切除和注射链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)建立1型糖尿病小鼠模型,并在不同的时间点给予白藜芦醇灌胃进行干预,采用硫代巴比妥酸法(TBA法)测定肾组织匀浆丙二醛(MDA)的含量,黄嘌呤氧化酶法测定总超氧化物歧化酶(T-SOD)的活力,并用免疫组化和Westernblot两种检测方法,测定糖尿病小鼠肾皮质中的Nrf2及抗氧化酶HO-1的表达变化,从而探讨白藜芦醇对糖尿病小鼠模型肾脏保护的作用机理,为DN寻找防治方法提供实验性理论依据。
方法:选择清洁级健康雄性CD-1小鼠72只,右肾切除后2周随机抽取36只按130mg/Kg腹腔注射STZ(溶于0.1mol/L枸橼酸缓冲液中,PH为4.5)制备糖尿病小鼠模型。剩余36只仅注射等体积的枸橼酸缓冲液。72小时后尾尖取血测定血糖,留尿测尿糖,以血糖≥16.7mmol/L、尿糖(+++)~(++++)作为糖尿病模型成功的标准。糖尿病模型组随机分为糖尿病模型组(DM组)和白藜芦醇干预组(DR组);非糖尿病模型组随机分为正常对照组(CN组)和白藜芦醇对照组(CR组)。CR组与DR组给予白藜芦醇混悬液5mg·kg-1·d-1灌胃,CN组与DM组给予等体积的溶剂(羧甲基纤维素)。分别于成模后的4、8、12周末,测定各组小鼠的体重,用代谢笼收集24小时尿,测定24小时尿蛋白排泄率;股动脉取血,分离血清,测定血肌酐、尿素氮;切取肾脏,称量肾重,留取肾组织,用免疫组化染色检测Nrf2、HO-1蛋白的表达情况,用Westernblot检测Nrf2核蛋白和总蛋白及HO-1的表达水平,并测定MDA含量和T-SOD的活力。数据均以(x±s)表示,采用SPSS13.0统计软件对数据进行单因素方差分析。
结果:
1.肾指数:DM组较CN组在3个时间点均出现明显增加,且差异具有统计学意义(P<0.01);与DM组相比,4周时DR组有所降低,但无统计学意义(P>0.05),8、12周时降低更明显,且差异具有统计学意义(P<0.05)。
2.生化指标:在4、8、12周末时,CN、CR组间的24小时尿蛋白定量、血肌酐及尿素氮无明显差异(P>0.05),DM组较同期CN组均显著增高(P<0.01),而DR组各指标较DM组出现明显下降(P<0.05),但较同期的CN组相比有所增高(P<0.05)。
3.丙二醛的含量:各个时间点,CN与CR组之间无显著性差异(P>0.05),DM组较CN组明显升高(P<0.01),DR组与DM组相比明显降低(P<0.05),但仍高于CN组(P<0.05)
4.总超氧化物歧化酶的活力:各个时间点,CN与CR组之间无显著性差异(P>0.05),DM组较CN组明显降低(P<0.01),8周、12周时DR组与DM组相比明显增加(P<0.05),但仍低于CN组(P<0.05)。
5.免疫组织化学染色和Western印迹:4周、8周、12周,同期的CN与CR组HO-1蛋白、Nrf2总蛋白及核蛋白的表达均无明显差异(P>0.05),DM组Nrf2总体和在核中的表达均高于CN组(P<0.01),DR组的表达较DM组进一步升高(P<0.01)。4周时DM组HO-1的表达较CN组是减少的(P<0.01),但8、12周时是明显升高的(P<0.01),DR组HO-1的表达在三个时间点均高于DM组(P<0.01)。
结论:
1.糖尿病小鼠肾脏存在明显的氧化应激损伤。
2.白藜芦醇可以降低MDA含量,增加T-SOD的活力,诱导Nrf2蛋白及其下游的抗氧化蛋白HO-1的表达,改善糖尿病小鼠肾脏的氧化应激状态。
3.白藜芦醇对糖尿病肾病具有保护作用,其机制可能是通过减少氧化应激实现的。