劉新勇,黎木蘭,黃嘉琳,王欣雨,唐小川,王曉麗
(1.廣西大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院,南寧 530005;2.南寧市動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心,南寧 530001)
腎臟是機(jī)體最為重要的排泄器官,也是毒廢物作用的靶器官,具有排泄水溶性代謝產(chǎn)物,調(diào)節(jié)酸堿平衡以及機(jī)體多種生物活性物質(zhì)的分泌等功能。同時(shí),腎臟也是機(jī)體中最容易受到損傷的器官之一,除了各種疾病導(dǎo)致的腎臟損傷外,還有研究表明,隨著年齡增加或在衰老動(dòng)物模型構(gòu)建中使用致衰劑所致的衰老,可以導(dǎo)致腎臟組織結(jié)構(gòu)、腎功能指數(shù)等發(fā)生變化,導(dǎo)致腎臟功能喪失而直接影響機(jī)體健康[1,2]。因此,防治腎臟病損的研究越來(lái)越受到重視。多糖是目前研究較多的免疫增強(qiáng)劑,其在機(jī)體臟器功能防護(hù)上也有一定的功能。有研究表明多糖可以對(duì)酒精致小鼠腎臟損傷具有良好的保護(hù)作用[3],能夠改善D-半乳糖致衰小鼠的腎臟結(jié)構(gòu)與腎臟功能[4]。
絞股藍(lán)(Gynostemma pentaphyllum)在中國(guó)分布廣泛,是較有發(fā)展前途的經(jīng)濟(jì)植物和藥物,其成分復(fù)雜,其中主要化學(xué)成分為皂苷、多糖以及黃酮類化合物。以往的研究,人們更多關(guān)注在絞股藍(lán)皂苷類成分上,而對(duì)絞股藍(lán)多糖(Gynostemma pentaphyllumPolysaccharide,GPP)的研究較少。近年來(lái)雖然對(duì)GPP開(kāi)展了一些研究[5,6],但對(duì)腎臟機(jī)能方面的研究較少,尤其是致衰腎臟方面的研究在國(guó)內(nèi)外還尚未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道,因此本研究以健康昆明系小鼠作為研究對(duì)象,頸背部注射D-半乳糖建立衰老模型,采用石蠟切片、HE染色結(jié)合光學(xué)顯微鏡觀察絞股藍(lán)多糖對(duì)致衰老小鼠腎臟形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響,從組織形態(tài)學(xué)角度為研究絞股藍(lán)多糖對(duì)致衰老小鼠腎臟的保護(hù)作用以及絞股藍(lán)的開(kāi)發(fā)利用提供理論和試驗(yàn)依據(jù)。
健康昆明小鼠60只,4周齡,體重(20±1)g,雌雄各半,購(gòu)自廣西醫(yī)科大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心(許可證編號(hào):SYXK桂2014-0001)。飼養(yǎng)于廣西大學(xué)動(dòng)科院一樓實(shí)驗(yàn)動(dòng)物房的標(biāo)準(zhǔn)鼠籠中,讓其自由進(jìn)食、飲水。適應(yīng)性飼養(yǎng)3 d后隨機(jī)分為6組:Ⅰ-空白對(duì)照組(生理鹽水組);Ⅱ-模型組(D-半乳糖致衰老組);Ⅲ-陽(yáng)性對(duì)照組(Vc組);Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ為絞股藍(lán)多糖(GPP)低、中、高劑量組。
Ⅰ組每天在頸背部皮下注射和腹腔注射生理鹽水,Ⅱ-Ⅵ組各鼠頸背部皮下注射200 mg/(kg·d)D-半乳糖;Ⅱ組腹腔注射生理鹽水;Ⅲ組腹腔注射Vc[200 mg/(kg·d)];Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ組分別腹腔注射GPP(低50 mg/(kg·d)、中100 mg/(kg·d)、高200 mg/(kg·d));共計(jì)42 d。
將小鼠CO2窒息處死,解剖后,取其腎臟組織置于事先準(zhǔn)備好的波恩氏固定液中48 h以上,做好標(biāo)記。常規(guī)方法制作石蠟切片,切片厚度7 μm;HE染色,中性樹(shù)膠封片,顯微鏡觀察。
分別隨機(jī)選擇各組腎臟5張切片,每張切片隨機(jī)選取腎小球10個(gè),總計(jì)50個(gè),利用Image J測(cè)量出切片中腎小球直徑和腎小囊寬度后(腎小球直徑為最大直徑,腎小囊寬度分別取最大直徑的兩側(cè)及其尿極一側(cè)中間部位共3處測(cè)量取平均值),利用SPSS 26軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。
高倍鏡下,空白對(duì)照組的腎組織結(jié)構(gòu)正常,腎小球結(jié)構(gòu)清晰,腎小球直徑大小正常,腎小囊腔明顯,腎小管排列緊致,結(jié)構(gòu)完整(圖1A);而D-gal組腎小球明顯萎縮,直徑變小,腎小囊腔變大,腎小體周圍腎小管排列松散,管腔明顯,管壁上皮細(xì)胞界限不清,模糊(圖1B)。注射Vc的陽(yáng)性對(duì)照組和3個(gè)劑量的絞股藍(lán)多糖組均能較明顯地改善腎臟的結(jié)構(gòu)損傷,腎小球形態(tài)正常,周圍的腎小管排列較緊致,結(jié)構(gòu)明顯有所恢復(fù)(圖1C、1D、1E、1F)。結(jié)果表明,絞股藍(lán)多糖可以不同程度地抑制D-gal造成的腎臟組織結(jié)構(gòu)的損傷,對(duì)腎臟起到保護(hù)作用。
圖1 各組小鼠腎臟組織切片(HE染色×40)
由表1得知,絞股藍(lán)多糖各濃度組的腎小球直徑均顯著高于D-gal組(P<0.05),與Vc組相比差異不顯著,與空白對(duì)照組相比差異顯著(P<0.05),各多糖組間腎小球直徑差異均不顯著。結(jié)果表明,D-gal致衰老小鼠的腎臟腎小球直徑明顯變小,使用Vc和絞股藍(lán)多糖均可以使腎小球直徑有所改善,但與空白對(duì)照組相比,絞股藍(lán)多糖的改善效果要好于Vc。
表1 絞股藍(lán)多糖對(duì)D-半乳糖致衰老小鼠腎小球直徑和腎小囊寬度的影響
絞股藍(lán)多糖50 mg/(kg·d)組和100 mg/(kg·d)組與D-gal組相比,腎小囊寬度減小,差異顯著(P<0.05),而200 mg/(kg·d)多糖組與D-gal組差異不顯著;50 mg/(kg·d)多糖組和100 mg/(kg·d)多糖組與空白對(duì)照組差異均不顯著,與200 mg/(kg·d)多糖組相比差異顯著(P<0.05)。結(jié)果表明,D-gal致衰老小鼠的腎臟腎小囊寬度明顯變大,使用Vc和絞股藍(lán)多糖低、中劑量均可以使腎小囊寬度有所改善,與空白對(duì)照組相近,以上結(jié)果表明絞股藍(lán)多糖對(duì)D-gal致衰老小鼠的腎臟的腎小球直徑和腎小囊寬度有一定的保護(hù)作用。
衰老是一種不可逆轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。在自然條件下,隨著年齡的增長(zhǎng),身體機(jī)能、環(huán)境穩(wěn)定性和應(yīng)激能力都在一定程度上惡化,各種器官的活動(dòng)也在發(fā)生變化,而腎臟的衰老速度又比其他器官還要迅速[7,8]。腎臟的形態(tài)及功能在衰老后會(huì)改變,腎小球?yàn)V過(guò)率降低是腎臟衰老的主要特征[9],且機(jī)體的衰老會(huì)造成腎臟內(nèi)炎性反應(yīng)的增長(zhǎng)[10,11],衰老的過(guò)程中往往伴有炎癥穩(wěn)態(tài)失衡,而炎癥又會(huì)導(dǎo)致進(jìn)一步的衰老,炎癥和衰老兩者之間相互影響[12]。
有研究發(fā)現(xiàn),枸杞多糖通過(guò)增強(qiáng)機(jī)體的抗氧化能力、減少自由基的產(chǎn)生、減輕炎癥反應(yīng)等方面對(duì)酒精致小鼠腎臟損傷具有良好的保護(hù)作用[3],還可以改善D-gal致衰老腎臟血液循環(huán)和腎組織形態(tài),具有延緩腎衰老作用[13];金福菇多糖可以使D-gal誘導(dǎo)的衰老腎臟中超氧化物歧化酶的活力提高,丙二醛的水平降低,腎臟的病理性變化在一定程度上被修復(fù),而且腎臟中p53蛋白的表達(dá)量在一定程度上減少[14];靈芝多糖可以通過(guò)抑制腎臟組織中Zeb1、P16和P21的蛋白水平,上調(diào)抗衰老酶SIRT1的表達(dá)緩解腎臟衰老[15];菟絲子多糖能使衰老小鼠腎組織中MDA下降,SOD及GSH-PX活力提高達(dá)到抗衰老作用[16];歸芪多糖可保護(hù)D-半乳糖所致衰老大鼠腎組織的氧化損傷,從而起到保護(hù)腎臟衰老的作用[17];黃芪多糖聯(lián)合二甲雙胍可對(duì)衰老糖尿病腎臟病變具有保護(hù)作用[18];山茱萸炮制前后多糖成分對(duì)腎陰虛模型小鼠也均具有一定的抗衰老作用[19]。
本研究也發(fā)現(xiàn),各GPP組均可以一定程度上改善由D-gal致衰引起的腎小球萎縮,腎小囊腔變大,腎小體周圍腎小管排列松散,管壁上皮細(xì)胞界限不清、模糊等形態(tài)變化。該結(jié)果提示,GPP可以保護(hù)由D-gal致衰引起的腎臟組織結(jié)構(gòu)損傷,從而起到保護(hù)腎臟衰老的作用。綜合來(lái)看,50 mg/(kg·d)多糖組和100 mg/(kg·d)多糖組效果比較明顯,其中以100 mg/(kg·d)多糖組效果最佳。
目前最受關(guān)注的有關(guān)衰老的學(xué)說(shuō)幾乎均認(rèn)為與自由基有關(guān),而GPP前期研究[5,20,21]表明GPP具有抗氧化、增強(qiáng)免疫的作用,因此推測(cè)GPP可能是通過(guò)免疫促進(jìn)作用和提高抗氧化物質(zhì)的活性,清除氧自由基從而降低自由基對(duì)機(jī)體的氧化損傷,來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)致衰腎臟延緩衰老的作用。