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糖尿病肾病(diabetic nephropathy,DN)是糖尿病常见并发症,是糖尿病患者的主要死亡原因之一,已成为影响人类健康的一个重大问题。尿中蛋白增多不仅是糖尿病肾脏损害的表现,而且是肾病进展的重要因素。代谢紊乱、血流动力学异常、慢性炎症状态和氧化应激反应均参与DN蛋白尿形成,在DN持续进展中起重要作用,可以造成广泛的肾组织损伤,包括肾小球、肾小管以及间质血管病变。目前治疗措施主要是在纠正代谢紊乱的基础上减少蛋白尿,保护肾功能。ACEI/ARB(Angiotensin converting enzyme inhibitor/ AngiotensinⅡ receptorantagonist)是国际公认的治疗DN的药物,能通过改善血流动力学等作用显著降低蛋白尿,但对于一些大量蛋白尿的患者,疗效尚不能令人满意。近年来提出抗炎抗氧化及免疫疗法有助于延缓肥胖和糖尿病相关性肾病进展。表明在改善代谢紊乱和血流动力学异常的同时,兼顾抗炎抗氧化及免疫抑制作用,无疑是糖尿病肾病综合治疗、进一步提高疗效的新途径。 雷公藤的使用具有悠久的历史,具有抗炎、抗增殖、免疫抑制等作用,能够显著减少多种肾脏病的蛋白尿,有效地缓解临床症状。我们近期工作从体内体外实验也证实雷公藤甲素能稳定足细胞的细胞骨架,对足细胞具有直接保护作用,在足细胞病如微小病变、局灶节段性肾小球硬化和膜性肾病患者的治疗中显示了它独特的功效。且目前已证明DN患者经雷公藤治疗后尿中炎症因子单核细胞趋化蛋白-1(monocyte chemottractant protein-1, MCP-1)减少,肾功能改善。为进一步验证雷公藤抗炎抗氧化及免疫抑制和保护足细胞在延缓DN进展中的作用及其机制,研究一中我们选取ARB类药物缬沙坦作为对照,研究比较了雷公藤甲素对db/db小鼠DN的疗效。 研究一的结果表明雷公藤对DN同样显示了非常显著的疗效,具有保护足细胞的作用。同时多项研究均表明血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)部分介导了糖尿病状态下的组织损伤。高糖可刺激局部,包括足细胞内RAS系统的激活,导致AngⅡ释放增加。足细胞是血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)作用的靶细胞。AngⅡ可引发足细胞相关分子表达和分布的改变,破坏足细胞及足突的功能和结构完整性。那么,雷公藤甲素是否可拮抗AngⅡ导致的足细胞损伤?该作用是否与雷公藤甲素治疗DN有关?研究二中我们借助小鼠足细胞系,体外观察了雷公藤甲素对AngⅡ诱导的足细胞损伤的保护作用,并探讨其作用机制。 本研究重点观察了雷公藤甲素对DN的肾脏保护作用,试图进一步探索雷公藤对DN肾脏保护作用的机制。 本研究由两部分组成: 第一部分:雷公藤甲素治疗db/db糖尿病小鼠的疗效观察 目的:代谢紊乱、血流动力学异常、慢性炎症、氧化应激、固有免疫系统激活和足细胞损伤均参与糖尿病肾病的发生发展。雷公藤甲素具有抗炎、抗氧化、免疫抑制和足细胞保护作用。本研究利用db/db小鼠验证雷公藤甲素对糖尿病肾脏损伤的治疗作用,探讨雷公藤甲素防治糖尿病肾病的机制。 方法:9周龄的db/db和db/m小鼠分为五组:A): db/m正常对照组;B): db/db糖尿病对照组;C):缬沙坦治疗组;D):雷公藤甲素低剂量治疗组;E):雷公藤甲素高剂量治疗组。于4周、8周及12周测定各组24h尿白蛋白、血生化和体重。光镜观察肾小球病变,电镜观察足突改变,并作定量分析。免疫病理观察足细胞裂孔膜蛋白nephrin,足细胞损伤标志物desmin,炎症反应标志物单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1),氧化应激标志物4-羟壬烯醛(4-HNE)的表达。 结果:db/db小鼠经雷公藤甲素治疗后蛋白尿下降,肾小球肥大和足细胞损伤减轻,肾组织炎症和氧化应激状态改善,同时高血脂和肥胖减轻。该作用随治疗时间延长,效果更加明显,且高剂量疗效优于低剂量。雷公藤甲素改善肾小球肥大的作用与缬沙坦相似,但降低肾组织炎症和氧化应激的作用雷公藤甲素比缬沙坦更强。 结论:雷公藤甲素能明显降低db/db小鼠尿蛋白的排泄,保护足细胞,减轻肾组织炎症反应,改善肾脏组织病变,对糖尿病肾脏损伤具有显著且更全面的治疗作用。 第二部分:雷公藤甲素对血管紧张素Ⅱ诱导足细胞损伤的保护作用及其机制研究 目的:足细胞是糖尿病肾病(DN)肾组织病变的主要靶细胞。高糖可刺激局部,包括足细胞内RAS系统的激活,导致血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)释放增加。足细胞是AngⅡ作用的靶细胞。临床实践显示雷公藤甲素明显降低糖尿病肾病患者的尿蛋白,体内体外研究发现雷公藤甲素对足细胞损伤有直接的保护和修复作用,本研究借助小鼠足细胞系,体外观察雷公藤甲素对AngⅡ诱导的足细胞损伤的保护作用,并探讨其作用机制。 方法:AngⅡ(10-6,10-7,10-8mol/L)作用分化足细胞2h;在观察雷公藤甲素对足细胞损伤的保护作用研究中,不同浓度雷公藤甲素(1,3,10ng/ml)与足细胞预孵育30min后,再加入含AngⅡ(10-7 mol/L)的培养基,继续作用2h。免疫荧光染色分析足细胞骨架相关蛋白F-actin和细胞间连接蛋白ZO-1表达和分布的变化,流式细胞仪分析荧光探针CM-H2DCFDA标记的细胞内活性氧,并迸一步观察了ROS下游MAPK信号通路的活性,即采用western blot检测p-38,ERK1/2和JNKMAPK磷酸化水平,以及MAPK信号通路选择性阻断剂SB202190,U0126和SP600125对AngⅡ作用的影响。 结果:AngⅡ可呈剂量依赖性的破坏足细胞骨架结构和细胞间连接,表现为F-actin在胞浆中的应力纤维解聚,F-actin的边聚。细胞间连接的断裂,细胞皱缩。雷公藤甲素呈剂量依赖性的抵御AngⅡ对足细胞的损伤,10ng/ml的作用最为明显,表现为拮抗AngⅡ诱导的骨架蛋白解聚,拮抗AngⅡ诱导的细胞间连接分子的重排。细胞内活性氧及其下游的MAPK信号通路研究显示,AngⅡ(10-7mol/L)可诱导足细胞内ROS的明显增加,激活p-38,ERK和JNK三条MAPK信号通路,雷公藤甲素(10ng/ml)或抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸(NAC)(10 mmol/L)预处理细胞后,能够有效遏制AngⅡ诱导的细胞内ROS的产生,抑制MAPK信号通路的活化。抗氧化剂NAC、p-38和ERK MAPK通路特异性抑制剂SB202190、U0126能够阻断AngⅡ对足细胞的损伤。 结论:雷公藤甲素可稳定足细胞的骨架结构和细胞间连接,拮抗AngⅡ对足细胞的损伤。雷公藤甲素的上述作用与细胞内ROS及下游的p-38、ERK MAPK信号通路密切相关。雷公藤甲素对足细胞的上述作用可能部分参与了其对糖尿病肾病的疗效。