杭白菊對腎損傷小鼠的干預效果及可能作用機制▲

梁育汝 王彩冰 羅紅葉 唐 敏 陳由陽 屠興榮

(右江民族醫學院臨床醫學院,廣西百色市 533000,電子郵箱：1278106161@qq.com)

杭白菊為菊科植物菊的干燥頭狀花序,是常用的中草藥及生活飲品,具有清熱解毒、平肝明目、散風清熱的功效[1]。有文獻報告,杭白菊具有護心保肝、抑菌抗炎、抗氧化、防衰老等作用[2-6],但鮮見有關杭白菊對腎損傷改善作用的研究報告。故本研究通過腹腔注射四氯化碳建立小鼠腎損傷模型[7],探討杭白菊對腎損傷小鼠的干預效果及其作用機制,為杭白菊的開發和利用提供實驗依據。

1 材料與方法

1.1 實驗動物 無特定病原體級健康KM小鼠50只,約5周齡,體重(25±2)g,雌雄各半,由右江民族醫學院動物實驗中心提供(使用許可證號：SYXK桂2017-0004；生產許可證號：SCXK桂2017-0003)。分籠飼養,自由進食和飲水,室溫 25℃左右。

1.2 藥品、試劑及器械 杭白菊(康美藥業股份有限公司,批號：170550751)；四氯化碳(成都市科龍化工試劑廠,批號：20130329)；0.9%氯化鈉注射液(廣西裕源藥業有限公司,批號：L16062904)；甲醛(煙臺市雙雙化工有限公司,批號：20170701)。白細胞介素6(interleukin-6,IL-6)酶聯免疫吸附檢測試劑盒、血清尿素氮測試盒、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)測試盒、丙二醛測試盒均購自南京建成生物工程研究所(批號：20180106、20180105、20180103、20180104)。電子天平(諸暨市超澤衡器設備有限公司,型號：JM-B1003)；多功能酶標儀(上壹橋國際貿易有限公司,型號：Tristar Lb941)；可見分光光度計(上海精科實業有限公司,型號：722型)；離心機(上海安亭科學儀器廠,型號：TGL-16G)；手持、臺式兩用均質器(美國PRO Scientific公司,型號：PR0200)；三用恒溫水箱(金壇市醫療儀器廠,型號：HH-W600)；數碼顯微鏡(麥克奧迪實業集團有限公司,型號：BA210Digital)。

1.3 杭白菊提取液的制備 取杭白菊干品300 g,用2 000 mL 的30℃蒸餾水浸泡30 min,文火煮沸2 h,過濾后將濾液用文火隔水濃縮至500 mL(相當于生藥600 mg/mL),冷卻后放入4℃冰箱保存備用,用時以雙蒸水配成所需濃度的杭白菊提取液。

1.4 動物分組與給藥方法 動物適應性飼養1周,按體重隨機分為對照組、模型組以及杭白菊低、中、高濃度組,每組10只。除對照組外,其余4組按10 mL/kg腹腔注射0.1%四氯化碳建立小鼠腎損傷模型,對照組腹腔注射等量0.9%氯化鈉注射液,連續5周,實驗第1周時,1次/d,第2周至第5周隔天注射1次。同時，杭白菊低、中、高濃度組按10 mL/kg給予小鼠灌胃杭白菊提取液，給藥濃度分別為150、300、600 mg/mL,對照組和模型組給予灌胃等量0.9%氯化鈉注射液,實驗第1周時,1次/d(注射四氯化碳后灌胃),第2周至第5周隔天灌胃1次,給藥時間與四氯化碳注射日隔開,實驗第6周時改為1次/d,實驗持續6周。在末次用藥灌胃后檢測相關指標。

1.5 血清IL-6、尿素氮水平、SOD活性、丙二醛水平的檢測 末次灌胃前禁食12 h、禁水2 h,末次灌胃30 min后采用摘除眼球法采血1 mL放入試管中,血標本靜置5 h后以3 500 r/min離心10 min分離血清,采用酶聯免疫吸附檢測試劑盒檢測IL-6水平，采用尿素氮測試盒檢測血清尿素氮水平,采用SOD測試盒、丙二醛測試盒分別檢測血清SOD活性、丙二醛水平。所有操作嚴格按照說明書進行。

1.6 腎組織SOD活性、丙二醛水平的檢測 采血后迅速剖腹取腎臟,取左腎組織加冰凍0.9%氯化鈉注射液攪拌制成10%腎組織懸液,以3 000 r/min離心10 min分離上清液,分別采用SOD測試盒、丙二醛測試盒檢測腎組織SOD活性、丙二醛水平。所有操作嚴格按照說明書進行。

1.7 腎組織形態學觀察 將小鼠右腎浸泡于10%甲醛溶液固定30 min后，依次行脫水、石蠟包埋、蘇木精-伊紅(hematoxylin-eosin,HE)染色,通過數碼顯微鏡觀察各組小鼠腎臟的組織結構并攝像。

1.8 統計學分析 采用SPSS 16.0軟件進行統計學分析。計量資料以(x±s)表示,多組間比較采用方差分析,兩兩比較采用SNK-q檢驗。以P<0.05為差異具有統計學意義。

2 結 果

2.1 5組小鼠血清尿素氮、IL-6水平比較 5組小鼠血清IL-6、尿素氮水平比較差異具有統計學意義(均P<0.05)。除杭白菊高濃度組外,其余3組血清IL-6水平均高于對照組,杭白菊高濃度組血清IL-6水平低于模型組(均P<0.05)。模型組血清尿素氮水平高于其余4組(均P<0.05),但各濃度杭白菊組與對照組差異無統計學意義(均P>0.05)。見表1。

表1 5組小鼠血清尿素氮和IL-6水平比較(x±s)

2.2 5組小鼠腎組織和血清SOD活性、丙二醛水平比較 模型組腎組織和血清SOD活性均低于其余4組(P<0.05),杭白菊高濃度組血清SOD活性均高于對照組和杭白菊中濃度組(P<0.05)；4組血清丙二醛水平均高于對照組,但各濃度杭白菊組血清丙二醛水平低于模型組,高濃度組低于低濃度組(P<0.05)。見表2。

表2 5組小鼠腎組織和血清SOD活性、丙二醛水平比較(x±s)

2.3 腎組織病理檢查結果 對照組小鼠腎小體和腎小管的結構和形態完整、清晰,腎小球占腎小體體積的1/3～1/2,腎小囊和腎小管組織透明且無沉積物。模型組小鼠腎小體、腎小管組織大面積變性壞死，結構模糊、損壞嚴重,腎小球疏松、血管破壞、體積增大,約占腎小體體積的1/2～2/3,腎小囊和腎小管上皮細胞變性壞死、管腔變小、腔內普遍有嗜復紅物和細胞碎片,腎組織內有大量白細胞浸潤。杭白菊低、中、高濃度組小鼠腎小體、腎小管組織可見不同程度的損壞，結構模糊,腎小球疏松、血管破壞、體積增大,腎小囊和腎小管上皮細胞可見變性壞死，腔內有嗜復紅物和細胞碎片,腎組織內有白細胞浸潤,但這些病變均輕于模型組,并隨杭白菊濃度的增加而改善。見圖1。

對照組 模型組 杭白菊低濃度組 杭白菊中濃度組 杭白菊高濃度組

3 討 論

腎臟是人體主要的排泄器官,其排泄總類最多、排泄量大,可以排出機體的代謝終產物以及進入機體的過剩物質、異物、毒素、藥物等,并可調節機體的水、電解質和酸堿平衡,對機體的內環境穩態起著至關重要的作用[8]。四氯化碳經血液吸收促使機體生成自由基CCl3·和CCl3O2·,這些自由基攻擊細胞膜,致使細胞膜磷脂過氧化而生成脂質過氧化物,從而破壞組織細胞,因此其常被用于誘導動物腎損傷,建立腎損傷動物模型[7,9-10]。SOD是抗氧化酶,它通過清除機體超氧自由基避免細胞膜脂質過氧化，從而維持細胞膜的完整性,而機體自由基生成過多或清除能力降低可引起細胞損壞。丙二醛是脂質過氧化物的中間代謝產物,其含量可反映脂質過氧化物濃度[11]。尿素氮是蛋白質代謝的終末產物,其經腎小球濾過隨尿排出,當腎實質受損害時,腎小球濾過率降低,致使血尿素氮濃度增加,目前臨床上常通過測定尿素氮水平,判斷腎小球的濾過功能[12]。IL-6是一種炎癥因子,腎系膜細胞異常增殖可引起大量的IL-6釋放，從而刺激腎臟發生炎癥反應，并造成腎功能損害[13-15]。本研究采用四氯化碳誘導小鼠腎損傷,結果顯示,與對照組比較,模型組的血清尿素氮及IL-6升高,說明腎小球濾過功能下降,腎實質受損,炎癥因子可能參與腎損傷的過程；同時,模型組腎組織和血清SOD活性均降低,血清丙二醛升高(P<0.05),即腎組織發生脂質過氧化反應,且SOD消耗過多,提示自由基參與四氯化碳誘導腎損傷過程。腎組織病理學檢查也顯示,模型組腎小管的結構和形態普遍變性壞死,腎組織內有大量白細胞浸潤。以上結果均表明本研究成功建造小鼠腎損傷模型。

杭白菊有清熱解毒之功效[1],還具有護心保肝、抑菌抗炎、抗氧化、防衰老等作用[2-6],是我國民間日常生活飲用品。本研究結果顯示,杭白菊低、中、高濃度組小鼠的腎小體、腎小管的結構和形態可見不同程度的損壞,腎組織內有白細胞浸潤,但這些病變均輕于模型組,提示杭白菊可減輕四氯化碳造成的腎組織結構破壞。杭白菊各濃度組血清尿素氮低于模型組(P<0.05),且與對照組差異無統計學意義(P>0.05),說明杭白菊可改善四氯化碳導致的小鼠腎小球濾過功能下降,從而發揮腎功能保護作用。模型組及杭白菊低、中濃度組血清IL-6水平高于對照組,但杭白菊高濃度組血清IL-6水平低于模型組(均P<0.05),說明高濃度杭白菊能降低IL-6水平,減輕四氯化碳誘發的炎癥反應。模型組腎組織和血清SOD活性低于對照組，而血清丙二醛水平均高于對照組(P<0.05)；而各濃度杭白菊組腎組織和血清SOD活性均高于模型組，且血清丙二醛水平均低于模型組(均P<0.05)；杭白菊高濃度組血清SOD活性高于杭白菊中濃度組，血清丙二醇水平低于杭白菊低濃度組(均P<0.05)。說明一定劑量的杭白菊(尤其是高濃度)可提高腎損傷小鼠腎組織SOD活性,提高機體清除自由基能力，并可降低腎損傷小鼠腎組織細胞的脂質過氧化，對腎細胞膜有一定保護作用。

綜上所述,杭白菊對四氯化碳誘導的小鼠腎損傷具有改善作用,且高濃度(600 mg/mL)時效果更佳，其機制可能與杭白菊可減少炎癥因子生成、提高機體清除自由基能力有關。