羅 麗,胡家才,楊智杰,任開明,吳 凡,宋恩峰,吳 秋
(武漢大學人民醫(yī)院,湖北 武漢 430060)
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論著
威草膠囊拆方對尿酸性腎病大鼠腎組織CTGF和HGF的影響
羅麗,胡家才,楊智杰,任開明,吳凡,宋恩峰,吳秋
(武漢大學人民醫(yī)院,湖北 武漢 430060)
[摘要]目的觀察威草膠囊方中健脾補腎藥和祛濕活血藥對尿酸性腎病大鼠腎組織結締組織生長因子(CTGF)和肝細胞生長因子(HGF)表達的影響,探討威草膠囊方中不同組分保護腎功能的具體機制。方法將60只清潔級Wistar雄性大鼠隨機分為正常組、模型組、別嘌呤醇組、威草膠囊組、健脾補腎組和祛濕活血組,每組10只。用酵母和腺嘌呤合用復制尿酸性腎病模型,復制成功后均改用普通飼料喂養(yǎng)。正常組和模型組每日給予蒸餾水2 mL灌胃,別嘌呤醇組給予別嘌呤醇0.05 g/(kg·d)灌胃,威草膠囊組給予威草膠囊混懸液1.08 g/(kg·d)灌胃,健脾補腎組給予健脾補腎藥混懸液0.58 g/(kg·d)灌胃,祛濕活血組給予祛濕活血藥混懸液0.50 g/(kg·d)灌胃,共4周。用蘇木精和伊紅進行腎組織染色并制成病理切片,觀察每組切片中大鼠腎組織的病理形態(tài)學,采用RT-PCR技術檢測腎組織中CTGF mRNA及HGF mRNA的表達情況。結果模型組CTGF mRNA表達水平明顯高于正常組(P<0.05),HGF mRNA表達水平明顯低于正常組(P<0.05)。各給藥組CTGF mRNA表達水平均明顯低于模型組(P均<0.05),HGF mRNA表達水平均明顯高于模型組(P均<0.05),威草膠囊組與別嘌呤醇組比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。 健脾補腎組和祛濕活血組CTGF mRNA表達水平均明顯高于威草膠囊組(P均<0.05);HGF mRNA的表達水平健脾補腎組明顯高于威草膠囊組(P<0.05),祛濕活血組明顯低于威草膠囊組(P<0.05)。祛濕活血組CTGF mRNA、HGF mRNA表達水平均明顯低于健脾補腎組(P均<0.05)。結論威草膠囊及其不同組分均可減輕腎間質纖維化程度,起到腎保護作用,機制可能與下調CTGF在尿酸性腎病大鼠腎組織中的表達,上調HGF表達有關。健脾補腎藥與祛濕活血藥合用對下調大鼠腎組織CTGF表達具有協(xié)同作用;健脾補腎藥與祛濕活血藥均有上調大鼠腎組織HGF表達的作用,而健脾補腎藥上調大鼠腎組織HGF表達的作用強于祛濕活血藥和威草膠囊。
[關鍵詞]尿酸性腎病;威草膠囊;健脾補腎藥;祛濕活血藥;CTGF;HGF
尿酸性腎病是由于嘌呤代謝異常致尿酸生成過多或尿酸排泄障礙形成高血尿酸,尿酸鹽在血中呈現(xiàn)過飽和狀態(tài)時沉積于腎臟而引起的腎病變,臨床表現(xiàn)可有血、尿尿酸升高及尿酸結石、小分子蛋白尿、水腫、高血壓、夜尿及腎小管功能損害。如能早期診斷并給予恰當?shù)闹委?,腎臟病變可減輕或停止發(fā)展,否則病情可惡化,最終發(fā)展為終末期腎衰竭。歐洲透析移植協(xié)會資料顯示尿酸性腎病占終末期腎衰竭患者的0.6%~1.0%[1]。以前認為尿酸性腎病在歐、美等發(fā)達國家較常見,但隨著經濟的發(fā)展及飲食結構的變化,高蛋白、高嘌呤飲食增加,尿酸性腎病在我國的發(fā)病率也在逐漸增高。近年研究表明,尿酸對腎臟病和心血管疾病有直接的致病作用,血尿酸是腎臟疾病發(fā)展的獨立危險因素,風險甚至比蛋白尿要高[2]。腎間質纖維化在慢性腎病的發(fā)展過程中起著重要的作用,其嚴重程度影響著慢性腎病的轉歸。轉化生長因子β1(TGF-β1)是公認的致纖維化因子,其表達上調是所有人類和實驗動物腎間質纖維化的特征[3]。結締組織生長因子(CTGF)是TGF-β1的下游因子,在致纖維化方面與TGF-β1有許多相似的生物學效應,但其生物學效應比較單一,改變CTGF的表達可能更好地治療纖維化。肝細胞生長因子(HGF)可以對抗TGF-β1的作用,對腎臟有保護作用[4]。目前臨床上治療高尿酸血癥的西藥主要有兩大類:一類是抑制尿酸合成的藥物,如別嘌呤醇;另一類是促進尿酸排泄的藥物,如苯溴馬隆。這些藥物可降低血尿酸,但不良反應比較大,患者的依從性比較差。因此,尋找療效好、毒副作用小的治療高尿酸血癥及尿酸性腎病的藥物具有重要的臨床意義。威草膠囊(由威靈仙、草決明、山楂、生首烏、金錢草、益母草、黃芪、白術、枸杞、杜仲、萆薢、生大黃、茯苓、陳皮等組成)是我院中醫(yī)科經過長期的臨床與實驗研究總結出的經驗方,具有益氣健脾、補腎養(yǎng)肝、活血利濕排毒等功效,用于治療痛風、尿酸性腎病具有顯著療效[5-10]。筆者通過拆方研究方法,觀察了威草膠囊方中健脾補腎藥(生首烏、黃芪、白術、枸杞、杜仲、草決明)和祛濕活血藥(威靈仙、金錢草、萆薢、益母草、山楂、生大黃、茯苓、陳皮)對CTGF、HGF的影響,旨在進一步探討其對尿酸性腎病大鼠腎保護的作用機制,為臨床使用威草膠囊治療痛風腎提供理論依據。
1實驗資料
1.1實驗動物SPF級Wistar雄性大鼠60只,體質量(180±20)g ,購于湖北省疾病預防控制中心,動物質量合格證號:4200695261;動物設施使用證明號:00068956。
1.2主要實驗試劑腺嘌呤,Amresco,批號:A8330;酵母干粉,OXOID, 批號:LP0021;DAB顯色試劑盒(黃),武漢博士德生物工程有限公司,批號:AR1022;DL2000 DNA Marker,TAKARA,批號:D502A;引物合成,金斯瑞,批號:20121021。
1.3實驗方法
1.3.1高嘌呤飼料和中藥的制備將腺嘌呤、酵母干粉加入粉碎的普通大鼠顆粒飼料中,攪拌均勻,重新壓粒成型。腺嘌呤、酵母干粉在飼料中的含量分別為0.1%和10%。威草膠囊、健脾補腎膠囊、祛濕活血膠囊由武漢大學人民醫(yī)院藥學部中藥制劑室加工生產,批號:20120508。中藥配比為威草膠囊(草決明∶生首烏∶黃芪∶白術∶枸杞∶杜仲∶威靈仙∶金錢草∶萆薢∶益母草∶山楂∶生大黃∶茯苓∶陳皮=5∶5∶5∶5∶5∶5∶5∶5∶5∶5∶5∶2∶5∶3)、健脾補腎膠囊(草決明∶生首烏∶黃芪∶白術∶枸杞∶杜仲=5∶5∶5∶5∶5∶5)和祛濕活血膠囊(威靈仙∶金錢草∶萆薢∶益母草∶山楂∶生大黃∶茯苓∶陳皮=5∶5∶5∶5∶5∶2∶5∶3)。
1.3.2分組、模型制備及給藥將60只Wistar大鼠飼養(yǎng)于武漢大學人民醫(yī)院SPF級實驗動物房。首先適應性喂養(yǎng)1周,讓其自由飲水進食。然后將動物隨機分為正常組、模型組、健脾補腎組、祛濕活血組、威草膠囊組和別嘌呤醇組,每組10只。正常組喂養(yǎng)普通顆粒飼料,其余5組均給予高嘌呤飼料,控制腺嘌呤、酵母的進食分別為100 mg/kg、10 g/kg ,各組動物均自由飲水。在給予高嘌呤飼料后的第20天停用高嘌呤飼料,均改用普通飼料喂養(yǎng)。各組動物開始給予相應的處理,正常組和模型組每日給予蒸餾水2 mL灌胃,健脾補腎組給予健脾補腎藥混懸液0.58 g/(kg·d)灌胃,祛濕活血組給予祛濕活血藥混懸液0.50 g/(kg·d)灌胃,威草膠囊組給予威草膠囊全方混懸液1.08 g/(kg·d)灌胃,別嘌呤醇組給予別嘌呤醇0.05 g/(kg·d)灌胃,共4周。
1.3.3標本的采集及指標的觀察灌胃4周后,將每組大鼠禁食、不禁水12 h。戊巴比妥鈉麻醉大鼠,摘取雙側腎臟,稱質量后速將大鼠的整個右側腎臟及左側腎臟的1/2放入液氮罐中,轉入-80 ℃冰箱,剩余1/2左側腎臟用4%多聚甲醛固定,石蠟包埋,1 μm連續(xù)切片,蘇木精-伊紅染色,利用RT-PCR技術檢測腎組織中CTGFmRNA及HGFmRNA的表達情況。引物設計:β-actin Tm=56,β-actin F:5'-CACGATGGAGGGGCCGGACTCATC-3',β-actin R:5'-TAAAGACCTCTATGCCAACACAGT-3';Rat CTGF 213 bp,Rat CTGF F:CTGTGAGGAGTGGGTGTGTG,Rat CTGF R:TCCAGCCTGCAGAAGGTATT;Rat HGF 159 bp,Rat HGF F:TGTCCATGTGGGACAAGAA,Rat HGFR:GCAATAATCCCAAGAACGA。反應體系:10 μmol/L β-actin F 0.5 μL,10 μmol/L β-actin R 0.5 μL,2.5 μmol/L dNTP 2 μL,Ex Taq 0.25 μL,10×Ex Taq E buffer 2.5 μL,cDNA 1 μL,ddH2O 25 μL;反應條件:94 ℃ 4 min;94 ℃ 30 s,56 ℃ 30 s,72 ℃ 25 s;30 cycles,72 ℃ 4 min,4 ℃ 4 min。Realtime PCR:cDNA做10倍稀釋;反應體系:10×稀釋cDNA 4 μL,100 μmol/L Rat CTGF F 0.4 μL,100 μmol/L Rat CTGF R 0.4 μL,SYBR Green/Flourescein qPCR Master Mix(2X)10 μL,H2O 5.4 μL;反應條件:50 ℃ 2 min,95 ℃ 10 min, 95 ℃ 30 s, 60 ℃ 30 s。
2結果
2.1動物死亡情況實驗過程中共死亡3只大鼠,其中模型組、祛濕活血組、別嘌呤醇組各死亡1只。
2.2實驗動物一般情況造模結束時,正常組大鼠精神狀況可,體毛有光澤,體質量增長明顯,反應靈敏,動作自如;造模大鼠精神萎靡,體毛干枯、脫落、欠光澤,畏寒拱背,多飲、多尿,體質量增加緩慢甚至減輕,活動減少,部分大鼠糞便較??;各給藥組大鼠狀況較模型組好。
2.3各組大鼠腎臟大體觀當實驗結束時,模型組大鼠的腎臟呈蒼白色,體積明顯增大,質地比較硬,表面凹凸不平,部分大鼠腎臟表面可見白色的小點。 各給藥組大鼠的腎臟外觀較模型組好。
2.4各組大鼠腎組織形態(tài)學表現(xiàn)光鏡下HE染色示正常組腎組織結構完整清晰,未見明顯尿酸鹽結晶,炎性細胞極少,腎間質正常,見圖1;模型組可見腎小管擴張,腎小管間質部位可見棕褐色尿酸鹽結晶沉積,并伴有大量的炎性細胞浸潤,少數(shù)區(qū)域可見纖維化增生,見圖2;各給藥組尿酸鹽結晶減少,炎性細胞浸潤減少,纖維化程度減輕,見圖3~6。
圖1 正常組大鼠腎組織病理切片(HE,×400)
圖2 模型組大鼠腎組織病理切片(HE,×400)
圖3 健脾補腎組大鼠腎組織病理切片(HE,×400)
圖4 祛濕活血組大鼠腎組織病理切片(HE,×400)
圖5 威草膠囊組大鼠腎組織病理切片(HE,×400)
圖6 別嘌呤醇組大鼠腎組織病理切片(HE,×400)
2.5各組大鼠腎組織中CTGF mRNA、HGF mRNA表達水平比較模型組CTGF mRNA表達水平明顯高于正常組(P<0.05),HGF mRNA表達水平明顯低于正常組(P<0.05)。各給藥組CTGF mRNA表達水平均明顯低于模型組(P均<0.05),HGF mRNA表達水平均明顯高于模型組(P均<0.05),威草膠囊組與別嘌呤醇組比較差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)。健脾補腎組和祛濕活血組CTGF mRNA表達水平均明顯高于威草膠囊組(P均<0.05);HGF mRNA的表達水平健脾補腎組明顯高于威草膠囊組(P<0.05),祛濕活血組明顯低于威草膠囊組(P<0.05)。祛濕活血組CTGF mRNA、HGF mRNA表達水平均明顯低于健脾補腎組(P均<0.05)。見表1。
3討論
慢性腎病發(fā)展過程中,腎間質纖維化是不可或缺的,而腎間質纖維化決定著腎臟疾病的轉歸。腎間質纖維化程度越重,則慢性腎病的預后越差,反之則較好。多種細胞及因子一起參與了腎間質纖維化的形成過程,彼此作用相互影響,使細胞外基質合成和降解失衡,導致細胞外基質過度沉積[11]。TGF-β1可促進生成細胞外基質的多種成分,降低合成降解細胞外基質成分的酶的活性,促進表達整合素,增強細胞外基質的相互作用[12];其還可利用自分泌和旁分泌的方式作用于成纖維細胞和單核細胞,促進細胞外基質及細胞因子的表達分泌,加快腎間質纖維化的進程。TGF-β1不僅抵抗炎性反應,使細胞數(shù)目增多,增強纖維化程度,還可抑制細胞分化。有研究指出CTGF可介導TGF-β1增加細胞外基質產生,加快纖維細胞數(shù)目增長,而TGF-β1在機體內發(fā)揮作用時對CTGF產生有極高的促進效應[13]。CTGF和TGF-β1在致纖維化方面有許多相似的生物學功能,除了誘導膠原蛋白在系膜細胞的表達外,還可增強正常大鼠腎成纖維細胞中整合素基因轉錄。過去在治療纖維化疾病時,主要考慮從限制TGF-β1的活性入手,但不太符合實際。TGF-β1在體內的作用機制比較復雜,具有兩面性,一面對機體有積極效應,另一面誘導纖維化增生。和TGF-β1作用不同,在機體正常生理狀態(tài)下,CTGF為TGF-β1的下游效應因子,表達水平比較低,生物學作用不甚復雜,阻斷CTGF的表達或抑制其活性,或許對治療纖維化有重要的臨床意義。HGF能夠抑制纖維組織形成,其抗纖維化生物活性對多種器官發(fā)揮著強大的作用[14],在體內可促進相關器官的上皮細胞和內皮細胞數(shù)目增多,是已知生物活性最廣泛的生長因子之一。HGF在腎臟組織中含量較高,腎小管及其周圍組織中,HGF分布于內皮細胞、間質細胞、巨噬細胞中;在腎小管區(qū)HGF主要在間質細胞、內皮細胞和巨噬細胞內表達,但是和其發(fā)生作用的受體的表達部位不同。HGF參與了腎間質纖維化發(fā)生、發(fā)展的全過程,具有營養(yǎng)作用,可以使腎臟細胞的分化形態(tài)和及其基因型保持一定的穩(wěn)態(tài)。HGF可逆轉TGF-β1對多種細胞的生長抑制和凋亡誘導作用,可以刺激基質的降解,減輕腎間質纖維化及腎小球硬化的程度,對腎功能的恢復有幫助[15]。
表1 各組大鼠腎組織中CTGF mRNA、
注:①與正常組比較,P<0.05;②與模型組比較,P<0.05;③與威草膠囊組比較,P<0.05;④與健脾補腎組比較,P<0.05。
尿酸性腎病的形成多由于先天稟賦不足,臟腑功能衰弱,感受風、寒、濕、熱等邪氣,或飲食不節(jié),嗜食肥甘厚味,過度飲酒,使肺失宣降,脾失健運,腎失分清泌濁,氣機升降失調,氣血津液代謝失常,以致脾腎兩虛、濕熱內蘊、痰瘀濕濁互結。急性期多以濕熱痰瘀蘊結為主,緩解期多以脾腎兩虛為主[16]。筆者認為脾腎兩虛是內濕產生之本,治療上應立足于標本兼治。威草膠囊方中威靈仙能祛風濕、通絡止痛為君;金錢草利水通淋、解毒消腫,生大黃攻積導滯、通腑瀉濁排毒,白術健脾益氣、燥濕,杜仲補肝腎、強筋骨,共為臣;草決明清肝通便、補肝養(yǎng)腎,山楂行氣散瘀,益母草活血、利水消腫、清熱解毒,萆薢利濕去濁、祛風除痹,何首烏補益精血、滋養(yǎng)肝腎,黃芪健脾補中益腎、利尿,枸杞滋補肝腎,陳皮理氣健脾、燥濕化痰,茯苓利水消腫、滲濕、健脾共為佐使。諸藥合用,共奏祛風除濕、活血通絡、清熱通腑瀉濁、健脾補腎之效。現(xiàn)代藥理研究結果顯示,威靈仙可溶解尿酸[17];草決明、何首烏、陳皮具有降脂作用;黃芪有提高機體免疫功能及抗氧化的作用[18],可擴張外周血管,降低血管阻力,增加代謝產物排泄,可通過調節(jié)腎小球疾病蛋白質代謝紊亂,提高血漿白蛋白水平,降低尿蛋白量[19],有利尿消腫的作用;益母草能改善腎功能,益母草堿有明顯的利尿作用;山楂具有降脂、抗血小板聚集、抗氧化、利尿、增強免疫的作用;杜仲具有調節(jié)細胞免疫平衡的功能;茯苓能增強免疫功能;萆薢具有抑菌、抗炎作用;白術有利尿、抗凝、增進細胞免疫等作用;枸杞具有護肝、降血脂作用;大黃所含的大黃素對黃嘌呤氧化酶有較強的競爭抑制作用,可影響尿酸的形成,而且大黃有瀉下和利尿作用,能幫助尿酸排泄,有利于改善腎功能,緩解慢性腎衰竭。
本研究結果表明,模型組CTGF mRNA表達水平明顯高于正常組,HGF mRNA表達水平明顯低于正常組,模型組大鼠腎組織病理切片可見腎小管間質纖維化。各給藥組CTGF mRNA表達水平均明顯低于模型組,HGF mRNA表達水平均明顯高于模型組,各給藥組大鼠腎組織病理切片可見腎間質纖維化程度減輕,威草膠囊組與別嘌呤醇組作用相當。健脾補腎組和祛濕活血組CTGF mRNA表達水平明顯高于威草膠囊組,說明威草膠囊下調CTGF的表達作用強,即健脾補腎藥與祛濕活血藥合用對于降低大鼠腎組織CTGF mRNA表達有協(xié)同作用。HGF mRNA的表達水平健脾補腎組明顯高于威草膠囊組,祛濕活血組明顯低于威草膠囊組,說明健脾補腎藥上調HGF的表達作用最強。祛濕活血組CTGF mRNA、HGF mRNA的表達水平均明顯低于健脾補腎組,說明祛濕活血藥下調CTGF的表達作用強于健脾補腎藥,上調HGF表達作用弱于健脾補腎藥。
綜上所述,威草膠囊及其各組分健脾補腎藥和祛濕活血藥均可減輕腎間質纖維化程度,產生腎保護作用,其機制可能與下調CTGF在尿酸性腎病大鼠腎組織的表達,上調HGF的表達有關。其中,健脾補腎藥與祛濕活血藥合用對下調大鼠腎組織CTGF表達具有協(xié)同作用;健脾補腎藥與祛濕活血藥均有上調大鼠腎組織HGF表達的作用,而健脾補腎藥上調大鼠腎組織HGF表達的作用強于祛濕活血藥和威草膠囊。雖然單味藥物具有多方面的藥理學效應,但中藥成分極為復雜,組合在一起后又并非諸藥相加,而是多藥協(xié)同與拮抗作用的綜合效應。威草膠囊及其各組分的具體作用機制尚需進一步研究。
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Effect of recipe composition in Weichao Capsule on CTGF and HGF in renal tissue of rats with uric acid nephropathy
LUO Li, HU Jiacai, YANG Zhijie, REN Kaiming, WU Fan, SONG Enfeng, WU Qiu
(The People’s Hospital of Wuhan University, Wuhan 430060, Hubei, China)
Abstract:Objective It is to observe the effect of invigorating spleen and kidney medicine and dispelling dampness and promoting the circulation of blood medicine included in separated formula for Weicao capsule on the expressions of connective tissue growth factor(CTGF) and hepatocyte growth factor(HGF) in the renal tissues of uric acid nephropathy rats by separating formula, so as to investigate the specific mechanism of protecting renal function of different components of Weicao capsule recipe. Methods 60 specific pathogen free male wistar rats were randomly divided into six groups:normal control group, model group, allopurinol group, Weicao capsule group, invigorating spleen and kidney medicine group and dispelling dampness and promoting the circulation of blood medicine group. Uric acid nephropathy model was reproduced by using yeast and adenine. Then the rats was fed with normal diet. At last, every group was given corresponding processing. The normal control group was administered with distilled water(2 mL/d) by gavage. The allopurinol group was administered with adenine at a dose of 0.05 g/(kg·d) by gavage. The Weicao capsule group was given Weicao capsule suspension at a dose of 1.08 g/(kg·d) by gavage. The invigorating spleen and kidney medicine group was given invigorating spleen and kidney medicine suspension at a dose of 0.58 g/(kg·d) by gavage. The dispelling dampness and promoting the circulation of blood medicine group was given dispelling dampness and promoting the circulation of blood medicine suspension at a dose of 0.50 g/(kg·d) by gavage. The treatment was lasted for four weeks. Expressions of CTGFmRNA and HGFmRNA were assessed by real time fluorescent quantification RT-PCR. Results The expression of CTGFmRNA of model group were significantly raised and the expression of HGFmRNA was significantly reduced compared with normal control group(P<0.05). The expressions of every treated group were significantly reduced and the expression of HGFmRNA was significantly raised compared with model group (P<0.05). There was no significant difference between Weicao capsule group and allopurinol group(P>0.05). The expressions of CTGFmRNA of invigorating spleen and kidney medicine group and dispelling dampness and promoting the circulation of blood medicine group were significantly higher than that of Weicao capsule group. The expression of HGFmRNA of invigorating spleen and kidney medicine group was significantly higher and that of dispelling dampness and promoting the circulation of blood medicine group was lower(P<0.05). Compared with the expressions of CTGFmRNA and HGFmRNA of invigorating spleen and kidney medicine group, those of dispelling dampness and promoting the circulation of blood medicine group were significantly lower(P<0.05). Conclusion Weicao capsule and its different components could lighten the degree of renal interstitial fibrosis. The mechanism could be related to down-regulating the expression of CTGF and raising the expression of HGF in the kidney tissues of uric acid nephropathy rats. Besides, synergistic effect was found by using both invigorating spleen and kidney medicine and dispelling dampness and promoting the circulation of blood medicine at the same time in down-regulating the expression of CTGF. They could both up regulate the expression of HGF. But the function of up-regulating the expression of HGF was stronger than dispelling dampness and promoting the circulation of blood medicine and Weicao capsule.
Key words:uric acid nephropathy; Weicao capsule; invigorating spleen and kidney medicine; kidney medicine and dispelling dampness and promoting the circulation of blood medicine; CTGF; HGF
[收稿日期]2015-10-10
[中圖分類號]R-332
[文獻標識碼]A
[文章編號]1008-8849(2016)07-0685-05
doi:10.3969/j.issn.1008-8849.2016.07.001
[作者簡介]羅麗,女,碩士,住院醫(yī)師,研究方向為中西醫(yī)結合治療腎病。[通信作者]胡家才,E-mail:hujiacai1965@163.com