黃芪對糖尿病腎病大鼠腎臟保護作用的探究*

楊麗 胡淑芳

【摘要】 目的：觀察不同劑量黃芪對鏈脲佐菌素（STZ）誘導的糖尿病腎病（DN）大鼠腎臟保護作用。方法：選擇50只健康雌性大鼠，隨機選取10只作為正常對照組，然后將剩余40只大鼠用STZ誘導為糖尿病模型，并將其平均分為糖尿病組，黃芪低、中、高劑量組（腹腔分別注射5、15、30 g/kg）。干預12周末檢測各組大鼠腎臟AngⅡ、ET-1含量，TGF-β1及PKC表達水平，大鼠尿液、血清及腎皮質中8-羥基脫氧鳥苷（8-OHdG）含量及血清、腎皮質中腎皮質丙二醛（MDA）含量。結果：與正常組相比，糖尿病組MDA及8-OHdG含量與AngⅡ、ET-1、TGF-β1及PKC水平均較高（P<0.05）;與糖尿病組比較，黃芪各劑量組MDA、8-OHdG含量及AngⅡ、ET-1、TGF-β1及PKC水平均較低（P<0.05），其中以高劑量組改善最為明顯（P<0.05）。結論：黃芪具有明顯腎臟保護作用，可減輕糖尿病大鼠腎臟氧化應激損傷程度，且存在明顯的劑量效應關系。

【關鍵詞】 黃芪 糖尿病腎病 氧化應激 腎皮質丙二醛 8-羥基脫氧鳥苷

[Abstract] Objective： To investigate the protective value of Astragalus Membranaceus in the kidneys of diabetic rats induced by streptozotocin. Method： Totally 50 healthy female rats were enrolled， from which 10 rats were randomly selected as normal control group. Then the rest rats were induced to diabetic rat models by injections of streptozotocin （STZ）， and the successful models were divided randomly into four groups： the diabetes mellitus group， the low dosage Astragalus Membranceus group， the middle dosage Astragalus Membranceus group and the high dosage Astragalus Membranceus group. After 12 weeks of intervention， the biochemical test was used to measure the levels of TGF-β1， PKC， AngⅡ and ET-1. Other tests were done to measure the activity of superoxide dismutase the content of malondialdehyde （MDA） and 8-hydroxy-deoxyguanosine （8-OHdG） in the renal cortex. Result： The levels of TGF-β1， PKC， Ang Ⅱ， ET-1， MDA and 8-OHdG in the diabetes mellitus group were higher than those in the control group （P<0.05）. And the levels of TGF-β1， PKC， Ang Ⅱ， ET-1， MDA and 8-OHdG in the Astragalus Membranceus treatment groups were lower than those in the diabetes mellitus group （P<0.05）. The Astragalus Membranceus treatment high dose group improved most obviously than other groups （P<0.05）. Conclusion： The traditional Chinese herbal medicine Astragalus Membranceus have a protective value in the kidneys of diabetic， even inhibit the oxidative stress in the kidneys of diabetic rats with an obvious dose-effect relationship.

[Key words] Astragalus Membranceus Diabetic nephropathy Oxidation stress Malondialdehyde 8-hydroxy-deoxyguanosine

First-authors address： Hankou Hospital of Wuhan City， Wuhan 430012， China

糖尿病腎病（diabetic nephropathy，DN）是糖尿病疾病慢性進展的最常見且最嚴重的并發癥之一，最終導致慢性腎功能衰竭，大多數患者因治療無效而死亡[1]。其中氧化應激在DN的發生及發展中起著決定性作用[2]，故目前治療手段多數以抗氧化為主。研究表明，黃芪可明顯提高過氧化氫酶及谷胱甘肽過氧化物酶活性，抑制細胞內氧化應激產物的生成[3]。本研究旨在用鏈脲佐菌素（STZ）誘導DN大鼠模型，探討分別用不同劑量的黃芪對大鼠腎功能保護作用及抗氧化應激性影響，從而指導我們用中成藥物治療DN中提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 實驗動物

選擇50只體質量約250 g且健康的雌性大鼠，由筆者所在醫院動物實驗室提供。

1.2 藥物及試劑

黃芪顆粒（生產批號：1203011，規格：1 g/包，由生泰爾生物科技集團有限公司提供）。STZ由美國Sigma公司提供;腎皮質丙二醛（MDA）試劑盒（南京建成生物工程研究所）;8-羥基脫氧鳥苷（8-OHdG）酶免試劑盒、糖化血紅蛋白酶免試劑盒（上海研謹生物科技有限公司）;血管緊張素Ⅱ（AngⅡ）、人內皮素-1（ET-1）放射免疫試劑盒（南京森貝伽生物科技有限公司）;轉化生長因子-β1（TGF-β1）、蛋白激酶C（PKC）酶聯免疫試劑盒（上海通蔚實業有限公司）。

1.3 DN模型、分組及給藥

50只中大鼠中隨機選擇其中10只作為對照組，然后切除剩余40只大鼠的左腎后禁食12 h后給予STZ 50 μg/g腹腔注射，給藥72 h后若檢測大鼠空腹血糖≥16.7 mmol/L表明建模成功[4]。將建模完成的40只大鼠平均分成四組，即糖尿病組，黃芪低劑量組、黃芪中劑量組、黃芪高劑量組;正常對照組及糖尿病組僅腹腔注射等滲的生理鹽水，黃芪低、中、高劑量組分別腹腔注射黃芪5、15、30 g/kg，1次/d，連續12周。

1.4 標本采集及處理

第12周腹腔藥物注射結束后，分別采集各組大鼠24 h 尿液、禁食12 h后在麻醉抽取靜脈血液，離心后將血清標本保存于-20 ℃冰箱內，完善各項生化指標的檢測。摘取大鼠雙側腎臟，取其右側腎臟腎皮質用于測定MDA、8-OHdG及各項氧化應激指標。

1.5 指標檢測方法

腎臟AngⅡ、ET-1含量采用放射免疫法測定，TGF-β1及PKC表達采用免疫組織化學染色法檢測，MDA與8-OHdG的測定分別采用硫代巴比妥酸法及酶聯免疫法。

1.6 統計學處理

本研究數據采用SPSS 17.0統計學軟件進行分析和處理，計量資料以（x±s）表示，采用t檢驗，計數資料以率（%）表示，采用字2檢驗，P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 大鼠腎臟AngⅡ、ET-1、PKC及TGF-β1水平

與正常組比較，糖尿病組及黃芪各治療組AngⅡ、ET-1、PKC及TGF-β1水平均較高（P<0.05）;與糖尿病組比較，黃芪各治療組AngⅡ、ET-1、PKC及TGF-β1水平均較低（P<0.05）。與黃芪低劑量組相比，黃芪中、高劑量組ET-1、PKC及TGF-β1及黃芪高劑量組AngⅡ水平較低（P<0.05）;而與黃芪中劑量組比較，黃芪高劑量組ET-1、TGF-β1水平較低（P<0.05），見表1。

2.2 大鼠MDA和8-OHdG水平

與正常組比較，糖尿病組及黃芪各治療組MDA及8-OHdG水平顯著較高（P<0.01）。與糖尿病組比較，黃芪各治療組MDA和8-OHdG水平均較低（P<0.05）。與黃芪低劑量組比較，除外黃芪中劑量組腎皮質MDA水平外，余黃芪中、高劑量組MDA、8-OHdG水平均較低（P<0.05）;與黃芪中劑量組比較，黃芪高劑量組MDA和8-OHdG水平較低（P<0.05），見表2。

3 討論

DN在中醫領域歸為水腫、消渴等范疇，而中成藥黃芪具有利水消腫、補氣升陽、活血化瘀，滋陰補腎，補氣利水。研究證實，黃芪可利于糖尿病患者糖原合成及降低胰島素抵抗，改善胰島素的敏感性，使機體血糖維持穩定[5]。范穎等[6]通過對糖尿病模型大鼠氧化應激作用的研究表明黃芪具有抗氧化損傷、控制血糖、增強免疫耐受等多種藥理作用。

最近研究觀點認為高糖狀態時氧化應激作用在DN進展中發揮重要作用。當腎組織氧化應激時，過多的氧自由基生成，與細胞膜磷脂不可逆性結合，導致脂質過氧化物儲積。MDA屬于脂質過氧化物之一，當腎組織氧化應激損傷時，機體MDA水平升高。8-OHdG作為DNA氧化損傷產物在DN的發病機制中起到重要作用。8-OHdG不能單獨通過細胞內外的非DNA氧化損傷產生，且在尿中不受飲食及炎癥因素干擾，故測定24 h尿8-OH dG含量可以作為觀察DN的生化指標。張霞等[7]通過對入組的68名2型糖尿病患者研究發現，8-OHdG水平與DN病變程度呈正相關，這與本研究結果相一致。

Neuhofer等[8]研究表明，生物活性肽ET-1具有縮血管作用，促進腎小球內皮細胞增生，有利于細胞外基質的生成。高潔等[9]闡明生長因子TGF-β1與糖尿病腎病發病的發生發展呈密切相關，促進腎臟上皮細胞高度表達，并抑制其凋亡。TGF-β1與ET-1相互促進各自的基因表達上調，形成正反饋作用，最終兩者過度表達致腎臟嚴重受損[10]。本實驗結果示糖尿病組及各黃芪治療組AngⅡ、ET-1及PKC、TGF-β1水平明顯增加，腹腔注射黃芪后腎組織ET-1及TGF-β1水平下降，提示黃芪可以改善腎組織免受過度表達的ET-1及TGF-β1的破壞作用。PKC信號轉導通路可以使TGF-β1表達上調，最終導致腎小球硬化和基質積聚而引起DN[11]，Manabe等[12]通過降低PKC的活性可以明顯延緩DN的發生;本實驗亦顯示腹腔注射黃芪后腎組織PKC及TGF-β1表達下調，提示PKC同TGF-β1共同參與抗腎臟組織纖維化、保護腎臟的功能。

綜上可知，黃芪具有明顯改善糖尿病組大鼠腎功能，同時在腎組織抗氧化應激損傷中發揮重要作用，具有明顯的劑量依賴關系。這在臨床上黃芪治療DN患者提供了重要的實驗依據。

參考文獻

[1]李翠瓊.護理干預對糖尿病腎病患者遵醫行為的影響[J].當代醫學，2011，17（7）：127-128.

[2] Brownlee M.The pathobiology of diabetic complications：a unifying mechanism[J].Diabetes，2005，54（6）：1615-1625.

[3]曹玲玲，李維祖，司秀蓮，等.黃芪甲苷對腎小球系膜細胞氧化應激損傷的保護作用及其機制[J].中國中藥雜志，2013，38（5）：725-730.

[4] Sun H L，Sun L，Li Y Y，et al.ACE-inhibitor suppresses the apoptosis induced by endoplasmic retic-ulum stress in renal tubular in experimental diabetic rats[J].Exp Clin Endocrinol Diabetes，2009，117（7）：336-344.

[5]歐陽靜萍.黃芪降血糖機制的研究[J].山東中醫雜志，2005，24（11）：688.

[6]范穎，李新.黃芪部分有效部位對糖尿病模型大鼠氧化應激的影響及其交互關系 [J].中華中醫藥雜志，2014，29（11）：3432-3436.

[7]張霞，蘇本利，王贊峰，等.尿8-羥基脫氧鳥苷水平與糖尿病腎病的相關性[J].中國糖尿病雜志，2006，14（1）：41-42.

[8] Neuhofer W，Pittrow D. Role of endothelin and endothelin receptor antagonists in renal disease[J].Eur J Clin Inves，2006，36（3）：78-88.

[9]高潔，范例，劉茂靜，等.粉紅膠霉菌對糖尿病大鼠腎組織TGF-β1、TIMP-1及PAI-1表達的影響[J].山東大學學報：醫學版，2011，49（1）：14-18.

[10]陳建康，鄒萬忠，由江峰.內皮素對腎小球系膜細胞轉化生長因子基因表達的影響[J].中華腎臟病雜志，1996，12（5）：285-288.

[11] Franckhauser S，Munoz S，Elias I，et al.Adipose overexpression of phosphoenolpyruvate carboxykinase leads to high susceptibility to diet-induced insulin resistance and besity[J].Diabetes，2006，55（2）：273-280.

[12] Manabe E，Handa O，Naito Y，et al.Astaxanthin protects mesangial cells from hyperglycemia-induced oxidative signaling[J].J Cell Biochem，2007，10（22）：1-3.

（收稿日期：2019-08-26） （本文編輯：郎序瑩）