輪葉黨參總皂苷對糖尿病大鼠心肌組織MDA、TNF-α、sICAM-1及sVCAM-1表達的影響

張艷英 王曉剛 支曉慧

作者單位：1 臨沂市精神衛生中心藥學部，山東 臨沂 276004

2 山東醫學高等專科學校附屬醫院內分泌科，山東 臨沂 276004

糖尿病患者因胰島素分泌減少或胰島素抵抗使機體長期處于高糖環境下，易導致內臟（尤其是心臟）功能異常，出現心肌細胞代謝紊亂、心肌損傷、心肌肥大、心肌纖維化等病理生理改變，可引起左心室肥厚、心臟舒縮功能障礙，最終進展為終末期心力衰竭[1]。糖尿病心肌病的發病機制目前尚不清楚，代謝紊亂、炎癥反應、氧化應激等曾被證實參與其發生發展[2，3]。

輪葉黨參為桔梗科黨參屬多年生藤本植物，主要含有揮發油類、生物堿類及三萜皂苷等成分，具有抗氧化、抗炎、抗血小板聚集、神經保護等多種藥理作用[4]。輪葉黨參的皂苷組分可以抑制免疫細胞介導的炎癥反應；三萜類化合物具有一定的抗炎活性，其抗炎作用是通過其對巨噬細胞介導的炎癥反應的調節來實現的[5]。現通過研究輪葉黨參在糖尿病心肌病大鼠模型中的作用，進一步探討其心肌保護作用。

1 材料與方法

1.1 實驗動物與試劑4 周齡雄性SPF 級大鼠，體質量100～120g，購自濟南蓬月實驗動物育種有限公司[SCXK（Lu）20140007]。動物實驗均按照《保養和使用指南》進行，對動物的處理均已得到動物保護和使用委員會的批準。普通飼料和高脂飼料購自北京蕙特比科技有限公司。

鏈脲佐菌素（STZ）購自美國 Sigma 公司；腫瘤壞死因子α（Tumor necrosis factor α，TNF-α）試劑盒由上海創賽科技有限公司提供；丙二醛（Malonaldehyde，MDA）測定試劑盒（BC0025）由北京索萊寶科技有限公司提供；ROS 測定試劑盒（E004-1-1）及超氧化物歧化酶 （Superoxide dismutase，SOD）測定試劑盒（A001-3-2）由南京建成生物工程研究所提供；胞漿蛋白提取試劑盒（KTP3001）由武漢艾美捷科技有限公司提供。

1.2 方法

1.2.1 輪葉黨參總皂苷制備 輪葉黨參經過水提、乙醇沉淀、石油醚以及乙酸乙酯萃取、D-101 大孔吸附樹脂過柱、乙醇、蒸餾水洗脫等步驟得到輪葉黨參總皂苷（純度≥90%）。

1.2.2 模型創建及動物分組 領取符合要求的90 只大鼠，隨機選取30 只接受普通基礎飼料喂養的作為正常對照組，其他60 只接受高糖高脂飼料（添加20%蔗糖和20%豬油）喂養，任選其中30 只作為模型對照組，其余30 只作為輪葉黨參組。正常對照組生理鹽水灌胃、模型對照組生理鹽水灌胃、輪葉黨參組給予輪葉黨參總皂苷（80mg·kg-1·d-1）灌胃，給藥8周。8 周后，高糖高脂喂養的大鼠觀察到胰島素抵抗后在腹膜內注射鏈脲佐菌素（STZ）40mg/kg。72h 和7d 后測定空腹血糖，兩次空腹血糖值≥11.6mmol/L為糖尿病大鼠。

1.3 觀察指標心臟組織勻漿，取上清液，采用酶聯免疫吸附法（ELISA）檢測心肌組織勻漿上清液中TNF-α、SOD 及MDA 的含量，采用Western、IP 細胞裂解液提取蛋白，聚丙烯酰胺凝膠蛋白電泳檢測可溶性細胞間粘附分子-1（sICAM-1）和可溶性血管細胞粘附分子-1（sVCAM-1）的表達。

1.4 統計學分析采用SPSS 17.0 軟件對數據進行統計學分析，計量資料用±s表示，多組間比較采用方差分析，兩組間比較采用t檢驗。以P<0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 各組心肌組織中SOD、MDA、TNF-α 含量比較與正常對照組比較，模型對照組及輪葉黨參組SOD 活性均明顯降低，但輪葉黨參組SOD 活性高于模型對照組（P<0.05）。與正常對照組比較，模型對照組及輪葉黨參組MDA 和TNF-α 含量均明顯升高，但輪葉黨參組低于模型對照組（P<0.05）。見表1。

表1 各組心肌組織中SOD、MDA、TNF-α 含量比較（±s）

表1 各組心肌組織中SOD、MDA、TNF-α 含量比較（±s）

注：與正常對照組比較，*P<0.05；與輪葉黨參組比較，△P<0.05

分組動物數SOD(U/mg prot)MDA(nmol/mg prot)TNF-α(pg/mg prot）正常對照組3032.00±7.221.28±0.507.50±3.19模型對照組3011.63±5.19*△ 5.36±6.01*△ 18.56±7.80*△輪葉黨參組3022.33±14.80* 4.54±0.61*9.09±0.91*

2.2 各組心肌組織中sICAM-1、sVCAM-1 含量比較與正常對照組比較，模型對照組及輪葉黨參組sICAM-1、sVCAM-1 含量均明顯升高，但輪葉黨參組低于模型對照組（P<0.05）。見表2。

表2 各組心肌組織中sICAM-1、sVCAM-1 含量比較（±s，ng/ml）

表2 各組心肌組織中sICAM-1、sVCAM-1 含量比較（±s，ng/ml）

注：與正常對照組比較，*P<0.05；與輪葉黨參組比較，△P<0.05

分組動物數sICAM-1 sVCAM-1正常對照組30663.32±103.23467.35±73.45模型對照組301221.24±213.23*△876.25±53.26*△輪葉黨參組30789.22±93.23*576.17±45.22*

3 討論

糖尿病心肌病變易引發心臟舒縮功能障礙，嚴重者可導致終末期心力衰竭，嚴重影響患者預后及生活質量，是導致患者死亡的重要因素，目前發病機制尚不清楚。代謝失衡、氧化應激、炎癥反應等都曾被證實參與心肌病變的發生與發展，其中炎癥反應發揮重要作用[2，3]。研究發現，心肌細胞及眾多炎癥細胞可分泌促纖維化因子和炎癥因子，引起心肌細胞損傷，刺激心肌纖維化，并通過多種復雜炎癥信號引起心臟異常。在糖尿病合并心衰患者及糖尿病心肌病的動物模型中，白介素-6（Interleukin 6，IL-6）、TNF-α、VCAM-1 及ICAM-1 等多種細胞因子的表達均明顯升高[6]。疾病早期，炎癥反應是機體應對高糖損害的一種保護性反應，若此種損害持續存在，炎癥反應慢性化，則導致心肌細胞受損、心肌重塑、心肌纖維化，最終導致心臟功能異常[6]。上述研究均表明，炎癥反應在糖尿病心肌病變的發生發展中起重要作用，且巨噬細胞是介導炎癥反應的主要參與者。

輪葉黨參為多年生藤本植物，含有生物堿類及三萜皂苷等成分，具有顯著的抗炎作用[5]。有研究發現，黨參水提液及單體成分Lancemaside A 可通過靶向LPS/TLR4 復合物來抑制炎癥反應[7]，還可通過抑制NF-κB 的活性改善結腸炎小鼠的臨床癥狀[8]。Xu 等[9]發現從輪葉黨參中分離出的三帖皂苷具有顯著的抗炎作用。Byeon 等[10]研究發現輪葉黨參的皂素餾分，可顯著抑制免疫細胞介導的炎癥反應。

VCAM-1、ICAM-1 及TNF-α 均可作為炎性標記物，VCAM-1 及ICAM-1 由白細胞、內皮細胞及上皮細胞等表達，是免疫球蛋白超家族成員，可參與細胞信號轉導、活化等過程。sICAM-1 及sVCAM-1是由ICAM-1 及VCAM-1 的膜外段脫落而形成。研究發現，糖尿病狀態下這些粘附分子的異常表達，可通過參與介導血管內皮細胞與單核細胞粘附引起內皮細胞損傷、血管通透性增加及血栓形成等，進而影響糖尿病血管病變的發生發展[11，12]。本研究發現，與正常對照組比較，模型對照組及輪葉黨參組sICAM-1、sVCAM-1 及TNF-α 含量均明顯升高（P<0.05）；但與模型對照組相比，輪葉黨參組sICAM-1、sVCAM-1、MDA 及TNF-α 含量明顯下降（P<0.05）。

慢性持續高血糖狀態可致活性氧自由基生成增加，激活細胞因子及炎癥相關因子，導致脂質過氧化、蛋白變性、細胞氧化損傷等。作為脂質過氧化的主要產物，MDA 的生成亦明顯增加。SOD 為抗氧化防御體系中主要抗氧化酶，具有顯著的抗氧化作用，可降低MDA 表達，提高心肌抗氧化水平。

本研究顯示，輪葉黨參可顯著提高SOD 活性，提高心肌抗氧化水平，減少MDA 的表達，同時可顯著減少大鼠心肌細胞sICAM-1、sVCAM-1 及TNF-α 的表達，具有一定的心肌保護作用。