蓯歸益腎膠囊對糖尿病腎病大鼠腎纖維化及MEK/ERK信號通路的影響

阮諾冰，李金菊，林逸軒，王帆競，方朝暉

(1.安徽中醫藥大學研究生院，安徽 合肥 230038；2.合肥市第一人民醫院，安徽 合肥 230061；3.安徽省中醫藥科學院中醫藥防治糖尿病研究所，安徽 合肥 230031；4.安徽中醫藥大學第一附屬醫院，安徽 合肥 230031)

糖尿病腎病(Diabetes kidney disease,DKD)是糖尿病(Diabetes mellitus,DM)最常見的微血管并發癥之一，患病率逐年增長[1]，是導致終末期腎病(End stage renal disease,ESRD)最主要的病因之一[2]。本病病理特征主要為腎小球硬化及間質纖維化，致使有效腎單位逐漸減少，進而造成不可逆的腎功能受損。現階段該疾病臨床治療手段有限，以飲食調整為基礎，前期以調節糖脂代謝紊亂、穩定血壓為主，腎功能嚴重衰竭時，則根據條件采用腎臟替代療法[3]，對于降低 DKD 的發病率及阻止進一步發展作用甚微。因此臨床迫切需要尋找到一種對延緩 DKD 進展穩妥有效的治療方法。

近年來，采用中醫學防治DKD受到了愈來愈多臨床工作者的重視，多項臨床研究均證實運用包括中藥內服、針灸、中藥灌腸等在內的中醫手段治療DKD卓有成效[4-6]。DKD早期以陰虛為主，病至后期以腎臟虛損為主，故瘀血貫穿DKD的整個病程，因此治療上以補腎化瘀通絡為基本治則。蓯歸益腎膠囊是由導師方朝暉教授研制具有補腎益精、活血化瘀功效的中藥復方制劑。前期臨床研究發現應用蓯歸益腎膠囊治療DKD療效斐然[7-9]，但其作用機制尚不明確。基于此，本研究以DKD大鼠為研究對象，以MEK/ERK信號通路及促纖維化因子為切入點，探討蓯歸益腎膠囊作用于DKD的可能機制，為中醫藥防治DKD提供數據支持與科學參考。

1 材料與方法

1.1 實驗動物 90只6周齡雄性SPF級大鼠，體重180～220 g，購于安徽省實驗動物中心，動物許可證編號：SCXK(皖)2019-001。飼養于安徽醫科大學實驗動物中心，溫度22.5～24.5 ℃，濕度55%左右，光照與黑暗(12 h/12 h)交替，自由飲食。

1.2 藥物、試劑與儀器 蓯歸益腎膠囊(購于安徽省中醫院藥物制劑中心，皖藥制字：BZ20130034)。厄貝沙坦片(浙江華海藥業股份有限公司生產，國藥準字H20030016)。鏈尿佐菌素(STZ，德國Biofroxx)，RIPA細胞裂解劑(Beyotime生物)，BUN、Scr檢測試劑盒(上海信裕生物)，Masson染色試劑盒(Solarbio)，蘇木素染色液、伊紅染色液(Baso生物)，兔抗鼠MEK、p-MEK、兔抗鼠ERK、p-ERK(美國CST)，兔抗鼠TGF-β1(英國Abcam)。

全自動離心機(德國Eppendorf)、電泳儀、電泳槽、轉膜儀(上海Tanon)、生化分析儀(美國BioTek)、酶標分析儀(深圳Rayto)、徠卡切片機、光學顯微鏡(日本Olympus)、生物組織自動脫水機(湖北亞光)。

1.3 實驗方法 分組、造模及干預方式：90只SD大鼠適應性喂養1周后，隨機分為空白組 10只，造模組80只，空白組予普通飼料，造模組予高糖高脂飼料繼續喂養4周后造模。造模組大鼠按35 mg/kg標準腹腔注射1%鏈尿佐菌素(STZ)，空白組大鼠腹腔注射等劑量檸檬酸鈉緩沖液。3 d后若隨機血糖≥16.7 mmol/L，則DM大鼠造模成功。繼續飼喂糖高脂飼料2周，若24 hUP>30 mg/24 h則DKD大鼠造模成功。共成功造模65只，隨機分為模型組、厄貝沙坦組及蓯歸益腎膠囊高、中、低劑量組，每組13只。大鼠等效劑量計算方法參照《藥理實驗方法學》[10]，空白組與模型組按5 ml/(kg·d)予0.9%氯化鈉溶液，厄貝沙坦組按15 mg/(kg·d)給藥，蓯歸益腎膠囊高、中、低劑量組分別按1080、540、270 mg/(kg·d)劑量給藥。

至藥物干預周期結束，空白組存活10只大鼠；模型組因互相撕咬感染和血糖過高死亡4只；厄貝沙坦組因灌胃不當死亡2只；蓯歸益腎膠囊高劑量組因灌胃不當死亡2只，因互相撕咬傷口感染死亡1只；蓯歸益腎膠囊中劑量組因灌胃不當死亡1只；蓯歸益腎膠囊低劑量組因灌胃不當死亡2只。

1.4 標本采集與指標檢測

1.4.1 血清、尿液、腎臟組織采集：給藥12周后進行標本采集，留取24 h尿液，以備檢測24 h尿蛋白定量(24 hUP)。腹腔注射1%戊巴比妥鈉(40 mg/kg)麻醉大鼠，腹主動脈取血約5 ml， 高速離心機(3000 r/min)離心20 min，留取上清液，標記信息，保存于-80 ℃冰箱以備檢測。快速分離腎臟表面筋膜及脂肪囊后剪下兩個腎臟，其中1個分剪為小塊后放入無菌凍存管，標記信息后保存于-80 ℃冰箱以備Western blot檢測，另1個腎臟用4%多聚甲醛室溫固定以備HE及Masson染色。

1.4.2 生化指標檢測：給藥前后血糖數值均為刺破大鼠尾尖用血糖儀測得。用肌酐(Scr)檢測試劑盒(肌氨酸氧化酶法)檢測血清Scr值，用尿素氮(BUN)檢測試劑盒(脲酶法)檢測血清BUN值。使用全自動生化儀進行24 hUP檢測。

1.4.3 組織病理學檢測:取出多聚甲醛中的大鼠腎臟，乙醇脫水、二甲苯透明、石蠟包埋、切片(4 μm/片)，一部分切片進行HE染色，光學顯微鏡下觀察病理學變化。另一部分切片進行Masson染色，根據顏色可知紅色為肌纖維，藍綠色為膠原纖維。

1.4.4 Western blot檢測轉化生長因子β1(TGF-β1)、MEK/ERK通路相關蛋白的表達:每組取腎臟組織0.1 g，加入1 ml細胞裂解液，勻漿，離心后提取蛋白，配制BCA工作液測定蛋白質量濃度。制備SDS-PAGE凝膠，上樣后，電泳，轉膜，轉膜后常溫封閉1 h，一抗4 ℃孵育過夜，TBST 洗3次，二抗室溫孵育 30 min，洗膜后加入ECL化學發光液顯影。采用Image J軟件進行灰度值量化分析，目的蛋白灰度值/ GAPDH灰度值的結果為目的蛋白的相對表達量。

1.5 統計學方法 采用SPSS 21.0統計學軟件進行分析。進行正態性及方差齊性檢驗，符合正態分布的計量資料用均數±標準差表示，采用t檢驗；P<0.05表示差異具有統計學意義。

2 結 果

2.1 各組大鼠FPG比較 見表1。藥物干預前，模型組、厄貝沙坦組與蓯歸益腎膠囊各劑量組FPG比空白組高(P<0.05)。干預后，模型組、厄貝沙坦組與蓯歸益腎膠囊各劑量組FPG比空白組高(P<0.05)；蓯歸益腎膠囊高、中劑量組比模型組FPG低(P<0.05)。

表1 各組大鼠FPG比較(mmol/L)

2.2 各組大鼠BUN、Scr比較 見表2。藥物干預12周后，與空白組比較，模型組、厄貝沙坦組與蓯歸益腎膠囊各劑量組BUN、Scr上升(P<0.05)；厄貝沙坦組、蓯歸益腎膠囊各劑量組BUN、Scr比模型組低(P<0.05)；相較厄貝沙坦組，蓯歸益腎膠囊高劑量組BUN降低，Scr升高(P>0.05)，蓯歸益腎膠囊中、低劑量組BUN、Scr上升(P<0.05)。

表2 各組大鼠BUN、Scr 比較

2.3 各組大鼠24 hUP比較 見表3。干預前，模型組及各藥物干預組24 hUP比空白組高(P<0.05)。12周后，與空白組比較，模型組、厄貝沙坦組與蓯歸益腎膠囊各劑量組24 hUP升高(P<0.05)，相較于模型組，厄貝沙坦組及蓯歸益腎膠囊各劑量組24 hUP降低(P<0.05)，與厄貝沙坦組比，蓯歸益腎膠囊中、低劑量組24 hUP升高(P<0.05)。

表3 各組大鼠24 hUP比較 (mg)

2.4 各組大鼠HE染色結果 空白組腎臟組織結構未見明顯異常，腎小球大小均一，腎小管上皮細胞整齊排列，無明顯炎癥細胞浸潤。模型組腎臟組織結構異常，部分腎小球系膜高度增生，毛細血管基底膜增厚，腎小管大量萎縮，部分上皮細胞空泡化，只見裸核，部分腎小管嚴重擴張，管腔可見蛋白黏液。相較于模型組，經藥物干預的各組腎組織結構、腎小球系膜增生，基底膜增厚、腎小管上皮細胞空泡變性、炎性浸潤等情況減輕(圖1)。

A：空白組；B：模型組；C：厄貝沙坦組；D：蓯歸益腎膠囊高劑量組；E：蓯歸益腎膠囊中劑量組；F：蓯歸益腎膠囊低劑量組

2.5 各組大鼠Masson染色結果 空白組大鼠腎臟組織結構正常，未見膠原纖維增殖，呈均勻的紅染狀態。模型組腎小管間質內可見大范圍藍染區域，分布不均勻，提示大量膠原纖維沉積。與模型組比較，厄貝沙坦組與蓯歸益腎膠囊各劑量組膠原纖維增殖狀況有不同程度的改善(圖2)。

A：空白組；B：模型組；C：厄貝沙坦組；D：蓯歸益腎膠囊高劑量組；E：蓯歸益腎膠囊中劑量組；F：蓯歸益腎膠囊低劑量組

2.6 各組大鼠TGF-β1、MEK/ERK通路相關蛋白表達比較 模型組及各藥物干預組TGF-β1表達量及p-MEK/MEK、p-ERK/ERK比值比空白組高(P<0.05)，與模型組比較，厄貝沙坦組及蓯歸益腎膠囊高、中劑量組TGF-β1表達量及p-MEK/MEK、p-ERK/ERK比值降低(P<0.05)，蓯歸益腎膠囊低劑量組TGF-β1表達量及p-MEK/MEK、p-ERK/ERK比值降低(P>0.05)。見表4(圖3)。

表4 各組大鼠 TGF-β1、MEK/ERK通路相關蛋白表達比較

A：空白組；B：模型組；C：厄貝沙坦組；D：蓯歸益腎膠囊高劑

3 討 論

DKD雖然在古籍中并無記載，但根據其癥狀及臨床表現，其應屬“下消”“關格”“水腫”等范疇。DKD由糖尿病發展而來，早期以陰虛為主，陰虛陽亢，耗氣傷津，日久陰損及陽，陰陽俱虛，病至后期以腎臟虛損為主，久病入絡，血脈瘀阻，故瘀血貫穿DKD的整個病程，因此治療上以補腎化瘀通絡為基本治則。本實驗研究藥物蓯歸益腎膠囊由肉蓯蓉、當歸、山茱萸、澤瀉、桂枝和牡丹皮構成。方中肉蓯蓉味甘、咸，入腎經，甘能除熱補中，咸能滋腎，既可補腎陽、腎精之不足，又可制約燥熱太過。山茱萸味酸、澀，能收能斂，入肝、腎兩經，故能補益肝腎，腎虛失于固澀，則精微物質從小便漏出，蛋白質屬人體精微物質，故肉蓯蓉和山茱萸合用，補腎之不足，澀精止遺。當歸補血活血，桂枝助陽化氣，血為氣之母，氣為血之帥，二者合用則新血生，瘀血祛，血運通暢。澤瀉性寒，功能利水濕，泄濕熱，化濁脂。丹皮性微寒，能清熱涼血、活血化瘀，二者合用可制約藥物之溫熱，使全方溫而不燥，補而不滯。諸藥合用補腎益精，活血化瘀，與DKD的病機相契合。本研究發現蓯歸益腎膠囊可降低血糖，消減蛋白尿，改善腎功能，與團隊前期研究結果一致[7]。

腎纖維化的程度是反映腎臟疾病預后的重要因素之一[11]。因此，早期干預、抑制致纖維因子的表達，對延緩DKD進展的意義深遠。TGF-β是最重要的調節因子之一，與多種原因引起的腎損傷高度相關[12]。TGF-β1是TGF-β家族中推動腎臟纖維化最重要的亞型[13]，可通過多種機制誘導腎臟纖維化。TGF-β1可誘導多種膠原、蛋白多糖等物質的合成，使細胞外基質(ECM)與細胞粘連增加，影響ECM代謝過程，增加堆積，抑制降解，ECM過度堆積可加速DKD的進展[14]。TGF-β1還可以通過促進上皮細胞-間充質轉化影響腎臟纖維化[15]。間質纖維化(RIF)是DKD進展為ESRD的必經之路[16]。研究發現，熊果酸具有下調 TGF-β1表達，抑制炎癥狀態下系膜細胞增殖的作用，是腎復康Ⅱ號膠囊治療RIF的核心成分之一[17]。

TGF-β1介導腎臟纖維化主要通過兩條通路， Smads通路與MEK/ERK信號通路[18-19]。MEK/ERK信號通路參與細胞增殖、凋亡等生理過程[20]，多項研究證實，MEK/ERK信號通路在DKD的發病過程中起重要作用，在腎臟纖維化過程中處于活化狀態。本實驗結果發現腎纖維化大鼠腎組織中TGF-β1蛋白水平及p-MEK/MEK、p-ERK/ERK比值明顯升高，即TGF-β1介導的MEK/ERK信號通路被激活，蓯歸益腎膠囊可下調TGF-β1水平和MEK/ERK信號通路來發揮其對腎纖維化的干預作用。

綜上所述，蓯歸益腎膠囊對DKD大鼠腎臟纖維化程度和腎臟功能具有較好的干預作用，其機制可能是通過抑制TGF-β1介導的MEK/ERK信號通路實現的，該結果可以為蓯歸益腎膠囊在防治糖尿病腎病及延緩腎纖維化方面的深入開發利用提供新的證據支持。