雙丹明目膠囊對糖尿病視網膜病變大鼠視網膜組織低氧誘導因子—1α和核因子—κB表達的影響

符超君　凌艷君　顏家朝

摘要：目的 觀察雙丹明目膠囊對糖尿病視網膜病變（DR）大鼠視網膜組織低氧誘導因子-1α（HIF-1α）、核因子-κB（NF-κB）表達的影響，探討其可能的作用機制。方法 SD大鼠尾靜脈一次性注射STZ（50 mg/kg）誘導糖尿病模型，眼底熒光血管造影確認DR模型成功。隨機分為模型組、中藥復方組和陽性藥組，同時以正常大鼠為對照。末次給藥后，檢測大鼠血糖，觀察視網膜病變，Western blot和RT-PCR分別檢測大鼠視網膜HIF-1α和NF-κB蛋白和基因的表達。結果 與對照組比較，模型組大鼠血糖顯著升高，視網膜微血管增加、熒光素滲漏明顯，HIF-1α、NF-κB蛋白和基因表達均升高；與模型組比較，中藥復方組大鼠血糖、視網膜微血管數量下降，熒光素滲漏面積減少，HIF-1α、NF-κB蛋白和基因表達均降低。結論 雙丹明目膠囊可有效抑制DR大鼠新血管生成，保護視網膜組織，其作用可能與下調視網膜HIF-1α、NF-κB的表達有關。

關鍵詞：糖尿病視網膜病變；雙丹明目膠囊；視網膜；低氧誘導因子-1α；核因子-κB；大鼠

DOI：10.3969/j.issn.1005-5304.2018.06.011

中圖分類號：R285.5 文獻標識碼：A 文章編號：1005-5304（2018）06-0044-04

Effects of Shuangdan Mingmu Capsules on Expressions of HIF-1α and NF-κB

in Retina of Diabetic Retinopathy Rats

FU Chao-jun1， LING Yan-jun2， YAN Jia-zhao1， ZHAO Hong-qing1， LV Yan1， HE Wen-long1， QIN Yu-hui1

1. Hunan University of Chinese Medicine， Changsha 410007， China；

2. Hunan Academy of Chinese Medicine， Changsha 410006， China

Abstract： Objective To observe the effects of Shuangdan Mingmu Capsules on the expressions of HIF-1α and NF-κB； To explore its possible mechanism of treatment. Methods SD rats were injected with STZ （50 mg/kg） into the tail vein to induce diabetes mellitus. After the DR model was confirmed by fundus fluorescein angiography， the rats were randomly divided into model group， Shuangdan Mingmu Capsules group and positive medicine group， and normal rats were set as control group. After the last administration， the blood glucose level and retinopathy in rats were measured. The protein and gene expression of HIF-1α and NF-κB in the retina were detected by Western blot and RT-PCR respectively. Results Compared with control group， the blood glucose in the model group was significantly increased； the retinal capillaries increased； the leakage of fluorescein was obvious； the protein and gene expressions of HIF-1α， NF-κB were significantly increased. After administration of Shuangdan Mingmu Capsules， the model rats decreased blood glucose； retinal microvascular volume decreased； fluorescein leakage area was significantly reduced； protein and gene expressions of HIF-1α and NF-κB were decreased. Conclusion Shuangdan Mingmu Capsules can effectively inhibit the neovascularization of DR rats and protect the retina， which may be related to the down-regulation of the expressions of HIF-1α and NF-κB.

Keywords： diabetic retinopathy； Shuangdan Mingmu Capsules； retina； HIF-1α； NF-κB； rats

糖尿病視網膜病變（diabetic retinopathy，DR）是糖尿病最嚴重的微血管并發癥之一，發病率高且危害性大，是患者視力下降甚至失明的主要原因。據報道，約20%～40%糖尿病患者有不同程度的視網膜病變情況，且DR的發生率隨糖尿病病程的發展而明顯升高[1]。目前，DR的治療尚缺乏有效藥物，較公認的治療藥物是羥苯磺酸鈣膠囊，但其依賴性高、不良反應較大。雙丹明目膠囊主治肝腎陰虛、瘀血阻絡所致的DR，臨床應用療效較好[2-3]。本課題組前期研究表明，雙丹明目膠囊能降低DR大鼠血糖值及血漿黏度，緩解視網膜各層結構水腫、壞死情況，降低視網膜中血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）表達，保護視網膜組織[4-5]，但其確切機制尚不清楚。本研究在前期基礎上，進一步以VEGF上游因子低氧誘導因子-1α（HIF-1α）和視網膜上核因子-κB（NF-κB）為切入點，探討雙丹明目膠囊治療DR的作用機制。

1 材料與方法

1.1 動物

SPF級雄性SD大鼠48只，體質量220～240 g，湖南斯萊克景達實驗動物公司，動物許可證號SCXK（湘）2013-0004。飼養于湖南省中醫藥研究院SPF級實驗動物中心，適應性喂養5 d，自由攝食飲水。

1.2 藥物

雙丹明目膠囊（女貞子、墨旱蓮、三七、山萸肉、山藥、牡丹皮、茯苓、紅土茯苓、牛膝、丹參、澤瀉），飲片購于湖南上藥九旺醫藥有限公司；羥苯磺酸鈣膠囊，奧地利依比威藥品有限公司，批號170603。

1.3 主要試劑與儀器

兔抗鼠HIF-1α、NF-κB一抗（美國R&D;），STZ（美國Sigma），血糖測量儀、試紙（美國Johnson），RIPA裂解液、BCA試劑盒、Trizol（美國Thermo），辣根過氧化物酶標記的山羊抗兔二抗（武漢博士德），SYBR MasterMix、反轉錄試劑盒（日本Takara），10%熒光素鈉注射液（廣州白云山）。視網膜成像系統（加拿大Optoprobe），CF-600眼底照相機（日本佳能），5417R低溫高速離心機（德國Eppendorf），電泳槽、電泳儀、凝膠成像分析系統（美國Bio-Rad），超微量核酸蛋白測定儀（英國BioDrop），Lightcycler 480Ⅱ實時熒光定量PCR儀（瑞士Roche）。

1.4 造模與給藥

48只SD大鼠先分為對照組（10只）和糖尿病組（38只）。糖尿病組給予高脂飼料灌胃14 d后，采用一次性尾靜脈注射STZ（50 mg/kg）建立糖尿病模型，于STZ注射72 h后測定所有大鼠空腹血糖。根據血糖測定結果，選取血糖≥16.7 mmol/L大鼠作為糖尿病模型大鼠。繼續飼養1周后，對所有糖尿病大鼠進行眼底熒光血管造影，選取視網膜發生病變的大鼠視為DR模型成功（28只）。然后，選取27只DR大鼠隨機分為模型組、中藥復方組、陽性藥組，每組9只。中藥復方組給予雙丹明目膠囊藥液，藥物濃度為臨床等效劑量（5.6 g/kg），陽性藥組給予羥苯磺酸鈣膠囊藥液，等效給藥濃度為5.8 mg/kg，正常組與模型組均給予等量蒸餾水，給藥體積為10 mL/kg，連續30 d。末次給藥后，所有大鼠進行血糖測定，并選取部分大鼠再次進行眼底熒光血管造影。檢測完成后麻醉大鼠，取右眼視網膜組織，4%多聚甲醛溶液保存，用于病理檢測，左眼視網膜組織置于液氮中凍存待用。

1.5 空腹血糖測定

測定前所有大鼠禁食6 h，采用剪尾取血法剪取大鼠尾根部動脈血，血糖儀測定各組大鼠空腹血糖。

1.6 眼底熒光血管造影

大鼠腹腔注射10%熒光素鈉（0.5 mL/kg），用托吡卡胺滴眼液散瞳后，將大鼠右眼置于眼底血管造影儀前，分開大鼠右眼眼瞼確保瞳孔充分暴露，調整儀器焦距后收集圖像，判斷大鼠眼部有無病變。

1.7 Western blot實驗

取凍存的視網膜組織，加入一定量RIPA裂解液，冰上勻漿后于4 ℃、12 000 r/min離心15 min，取上清液制備組織蛋白提取液，BCA試劑盒法測定組織蛋白含量。按照Western blot實驗步驟分別檢測大鼠視網膜中HIF-1α、NF-κB的蛋白表達量，根據目的蛋白和內參蛋白對應灰度值的比值計算蛋白相對表達量。

1.8 RT-PCR實驗

取凍存視網膜組織，加一定量Trizol試劑提取組織總RNA，檢測含量合格后按反轉錄試劑盒說明將RNA反轉錄成cDNA，PCR反應擴增HIF-1α、NF-κB基因產物，以β-actin基因為內參，引物由深圳華大基因公司合成。HIF-1α（143 bp）引物序列：上游5'-AAG TCTAGGGATGCAGCACG-3'；下游5'-AGATGGGAG CTCACGTTGTG-3'；NF-κB（148 bp）引物序列：上游5'-TGTCACTCAGGCTCTTCACCCA-3'；下游5'-TA GGCTCCCGTATGCCCTCACC-3'；β-actin（140 bp）引物序列：上游5'-CATCCTGCGTCTGGACCTGG-3'；下游5'-TAATGTCACGCACGATTTCC-3'。

1.9 統計學方法

采用SPSS17.0統計軟件進行分析。計量資料用—x±s表示，組間比較用Dunnett's檢驗。P<0.05表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 雙丹明目膠囊對模型大鼠空腹血糖的影響

與對照組比較，模型組大鼠空腹血糖顯著升高，差異有統計學意義（P<0.01）；與模型組比較，中藥復方組大鼠空腹血糖顯著降低，差異有統計學意義（P<0.05）。結果見圖1。

2.2 雙丹明目膠囊對模型大鼠眼底熒光血管造影的影響

對照組大鼠視網膜血管呈放射狀均勻分布，微細血管少，無熒光素滲漏；模型大鼠視網膜微細血管明顯增加，部分血管呈迂曲狀，可觀察到明顯的熒光素滲漏，且局部滲漏區域連接成網狀；中藥復方組大鼠視網膜微細血管數量下降，熒光素滲漏面積顯著減少，且基本只發生于微血管末梢，局部呈點狀排列。結果見圖2。

2.3 雙丹明目膠囊對模型大鼠視網膜低氧誘導因子-1α、核因子-κB蛋白表達的影響

與對照組比較，模型組大鼠視網膜HIF-1α、NF-κB蛋白表達均顯著升高（P<0.01）；與模型組比較，中藥復方組和陽性藥組大鼠視網膜HIF-1α、NF-κB蛋白表達均顯著降低（P<0.05，P<0.01）。結果見圖3。

2.4 雙丹明目膠囊對模型大鼠視網膜低氧誘導因子-1α、核因子-κB基因表達的影響

與對照組比較，模型組大鼠視網膜HIF-1α、NF-κB基因表達均顯著升高（P<0.01）；與模型組比較，中藥復方組和陽性藥組模型大鼠視網膜組織HIF-1α、NF-κB基因表達均顯著降低（P<0.05，P<0.01）。結果見圖4。

3 討論

DR臨床多以視網膜微血管生成、出血、水腫、滲出等為主要特征[6]。DR中醫病機可理解為肝腎陰虛、瘀血阻絡，其中陰虛為本、腎虛為根、血瘀為標。治療以滋陰、補腎、活血為基本法則，雙丹明目膠囊是基于此理法并結合多年臨床經驗成方，療效顯著。

血糖作為糖尿病的核心指標，與DR發生率密切相關，DR多發生于長時間未能有效控制血糖[7]。然而，治療DR的臨床首選藥物導升明無降糖效果，中藥立足于整體，能多環節、多途徑作用于疾病，改善患者依從性，增加用藥安全。本研究發現，雙丹明目膠囊能有效降低DR大鼠血糖，抑制微血管生成，改善微血管滲漏，進而保護視網膜組織。

血管通透性增加以及新血管生成是DR發生的重要原因，血管生成刺激因子和血管生成抑制因子之間平衡的打破是微血管生成的關鍵機制[8]。研究表明，在缺血缺氧等病理狀態下，血管生成的平衡調節極易被打破，而在視網膜病變研究中發現缺氧是刺激VEGF分泌增加的重要因素[9]。HIF-1是機體低氧和缺氧的基因表達的主要調節因子，由α和β兩個亞基組成，其活性主要通過α亞基的調節來實現。HIF-1α負責調控缺氧引起的多種細胞適應性反應，如血管新生、新陳代謝以及細胞凋亡等，能直接增強VEGF的轉錄活性，使其表達增加而誘導血管生成[10-11]。此外，缺氧過程又能導致NF-κB活化，從細胞漿向細胞核轉移，并啟動和促進內皮細胞分泌細胞黏附分子和其他促血管生成的細胞因子（如VEGF），增強多形核白細胞與內皮細胞間的黏附，促進新生血管形成[12]。本研究結果顯示，DR大鼠視網膜HIF-1α、NF-κB蛋白和基因表達均明顯增加，與文獻報道一致；在給予雙丹明目膠囊干預后，上述趨勢得到有效逆轉，說明該藥物可降低HIF-1α、NF-κB的表達而抑制新血管生成，保護視網膜組織。

綜上，本研究顯示雙丹明目膠囊是通過降低DR大鼠視網膜HIF-1α、NF-κB表達而發揮抑制新血管生成作用，闡明了雙丹明目膠囊保護視網膜組織、治療DR的部分機制，但其更深入的療效機制仍有待進一步研究。

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（收稿日期：2018-01-25）

（修回日期：2018-02-06；編輯：華強）