汪永輝,蕭 閔*,李 瑛,馬 瓏,江曉翠,王 嵐,龔 健,王武勝
(1.湖北中醫(yī)藥大學(xué)黃家湖醫(yī)院,湖北 武漢 430065;2.湖北中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)藥實(shí)驗(yàn)中心,湖北 武漢 430065;3.湖北中醫(yī)藥大學(xué),湖北 武漢 430065)
高尿酸血癥(hyperuricemia, HUA)是內(nèi)源性嘌呤代謝紊亂引起機(jī)體尿酸鹽結(jié)晶析出,沉積于身體各部位,損傷機(jī)體功能的代謝異常綜合征。臨床最常見的表現(xiàn)為尿酸鹽結(jié)晶沉積于關(guān)節(jié),誘發(fā)痛風(fēng);并且血清長(zhǎng)期高尿酸(uric acid, UA)狀態(tài)也是糖尿病、高血壓、慢性腎病、腦卒中等多種疾病發(fā)生發(fā)展的重要誘因[1-2]。 UA 排泄異常是HUA 主要發(fā)病機(jī)制,故影響UA 轉(zhuǎn)運(yùn)的蛋白是治療HUA 的靶向分子之一。ATP 結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)體G2(ATP-binding cassette transporter G2, ABCG2)是一類跨生物膜運(yùn)輸?shù)牡鞍?,可利用ATP 水解釋放的能量將細(xì)胞內(nèi)UA 產(chǎn)物排出[3-4]。ABCG2 表達(dá)受AMP 活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase, AMPK)調(diào)節(jié),有報(bào)道發(fā)現(xiàn),通過AMPK/CREB 信號(hào)通路可影響ABCG2 表達(dá),從而緩解2型糖尿病小鼠的HUA[5]。 因此,調(diào)節(jié)ABCG2/AMPK 通路改善UA 沉積是治療HUA 的有效途徑。
參苓白術(shù)散出自《太平惠民和劑局方》,具有益氣健脾、滲濕止瀉的功效。 臨床運(yùn)用顯示,其能改善HUA 痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎[6],治療間歇期痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎[7],調(diào)節(jié)血清白細(xì)胞介素-6、腫瘤壞死因子-α、C 反應(yīng)蛋白、UA 及紅細(xì)胞沉降率,改善關(guān)節(jié)腫脹及疼痛狀況[8]。目前,尚無相關(guān)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)報(bào)道,并且是否能通過AMPK/ABCG2 改善UA 沉積尚不清楚。 本實(shí)驗(yàn)通過觀察參苓白術(shù)散對(duì)HUA 小鼠模型血清UA 及腸組織AMPK、ABCG2 蛋白的影響,初步探索參苓白術(shù)散降UA 的作用機(jī)制。
SPF 級(jí)雄性昆明小鼠36 只,體質(zhì)量18~22 g,購(gòu)于三峽大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心,許可證號(hào):SCXK(鄂)2017-0012。 飼養(yǎng)于湖北中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心,許可證號(hào):SCXK(鄂)2017-0067,飼養(yǎng)環(huán)境:溫度為(22±2) ℃,相對(duì)濕度為50%~70%,適應(yīng)性喂養(yǎng)1周。本實(shí)驗(yàn)操作嚴(yán)格遵守動(dòng)物福利相關(guān)規(guī)定,由湖北中醫(yī)藥大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)倫理委員會(huì)批準(zhǔn),倫理審批號(hào):HUCMS202111013。
參苓白術(shù)散組成:黨參10 g,茯苓10 g,炒白術(shù)10 g,山藥10 g,炒白扁豆7.5 g,蓮子5 g,炒薏苡仁5 g,砂仁5 g,桔梗5 g,甘草10 g。生藥均購(gòu)自湖北中醫(yī)藥大學(xué)黃家湖醫(yī)院,統(tǒng)一煎煮成生藥含量為1 g/mL 的湯劑。 非布司他片(杭州朱養(yǎng)心藥業(yè)有限公司,批號(hào):20210805)。
氧嗪酸鉀(合肥博美生物科技有限責(zé)任公司,批號(hào):YZLCP0016);羧甲基纖維素鈉(國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司,批號(hào):CP300-800);UA(批號(hào):GM1110)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(glutamic pyruvic transaminase, ALT,批號(hào):GM1102)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(aspartate transaminase,AST,批號(hào):GM1103)均購(gòu)自武漢賽維爾生物科技有限公司;CysC ELISA 檢測(cè)試劑盒(批號(hào):PC215)、RIPA 裂解液(批號(hào):P0013B)、超敏電化學(xué)發(fā)光顯影液(批號(hào):P0018S-2)均購(gòu)自上海碧云天生物技術(shù)有限公司;GAPDH(批號(hào):P0018S-2)、兔多抗磷酸化的AMPK(phosphorylated AMPK, p-AMPK)抗體(批號(hào):bs-3026R)、兔多抗ABCG2 抗體(批號(hào):bs-0662R)均購(gòu)自北京博奧森生物有限公司;BCA 蛋白定量試劑盒(武漢博士德生物科技有限公司,批號(hào):G2026-200T);總RNA 提取試劑盒(批號(hào):TSP413)、逆轉(zhuǎn)錄互補(bǔ)DNA 試劑盒(批號(hào):TSK313S)、PCR 試劑盒(批號(hào):TSE202)均購(gòu)自北京擎科公司。 小鼠AMPK、ABCG2 引物均由武漢賽維爾生物科技有限公司合成。 詳見表1。
表1 引物序列
高速低溫組織研磨儀(武漢賽維爾生物科技有限公司,型號(hào):KZ-III-F);冷凍高速離心機(jī)(日本日立公司,型號(hào):CR21G);電轉(zhuǎn)儀(北京六一儀器廠,型號(hào):DYCZ-40);RT-qPCR 儀(美國(guó)ABI 公司,型號(hào):5900);顯微鏡(型號(hào):E100)、成像系統(tǒng)(型號(hào):NikonDS-U3)均購(gòu)自日本尼康公司;全自動(dòng)生化儀(深圳雷杜生命科學(xué)股份有限公司,型號(hào):Chemray 800)。
36 只小鼠,隨機(jī)分成4 組:空白組、模型組、中藥組、西藥組。空白組除外,其余各組每天腹腔注射氧嗪酸鉀懸液0.6 g/kg,連續(xù)7 d,血清UA 升高提示造模成功[9]。 造模完成后,根據(jù)人給藥劑量,1 劑/d(1 劑生藥為77.5 g),配制1 g/mL 的參苓白術(shù)散懸液。按照小鼠與成人的體表面積換算公式[10]計(jì)算,中藥組給予參苓白術(shù)散5 g/kg 灌胃,西藥組給予非布司他0.25 g/kg 灌胃,空白組、模型組均給予生理鹽水0.1 mL/kg。 各組均干預(yù)14 d。
取材前12 h 禁食不禁水,末次給藥1 h 后,2%戊巴比妥鈉30 mg/kg 麻醉,心臟采血,室溫靜置1 h后,3000 r/min、半徑13 cm、4 ℃離心10 min,收集上層血清,置于-80 ℃冰箱內(nèi)冷凍保存。
小鼠安樂死后,快速剝離左葉肝、左側(cè)腎、回腸組織,生理鹽水沖洗干凈,一部分置于4%多聚甲醛中固定,一部分組織,經(jīng)液氮速凍后,置于-80 ℃低溫冰箱內(nèi)保存。
取4 μL 血清,加入250 μL 反應(yīng)試劑,波長(zhǎng)510 nm,上機(jī),全自動(dòng)生化儀自動(dòng)測(cè)定UA。
取血清,嚴(yán)格按照ELISA 試劑盒步驟操作,每孔50 μL 血清,依次加入標(biāo)準(zhǔn)品、加樣加酶、溫育、洗滌、顯色、每孔加終止液50 μL,終止反應(yīng),450 nm波長(zhǎng)依序測(cè)量各孔的光密度值,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線,計(jì)算CysC 蛋白濃度。
取4%多聚甲醛固定液中固定48 h 的腎、回腸組織,梯度乙醇脫水;二甲苯透明;浸蠟包埋;5 μm切片、脫蠟,HE 染色,光學(xué)顯微鏡下觀察并采集圖片。
取50 mg 回腸組織,加入1 mL RIPA 裂解液及PMSF 蛋白酶抑制劑,高速組織研磨儀勻漿后置于冰上反應(yīng)30 min,10 000 r/min、半徑13 cm 離心15 min,取上清液蛋白,BCA 法測(cè)定蛋白濃度,制備蛋白樣品。SDS-PAGE 電泳后濕轉(zhuǎn)法轉(zhuǎn)膜,10%脫脂牛奶室溫下封閉2 h,TBST 洗膜3 次,加入兔多抗ABCG2、p-AMPK 于4 ℃冰箱內(nèi)孵育過夜,次日辣根過氧化物酶標(biāo)記羊抗兔二抗室溫孵育1 h,TBST 洗膜3 次,超敏電化學(xué)發(fā)光液顯影。采用Image J 圖像處理軟件計(jì)算出目標(biāo)蛋白和內(nèi)參GADPH 對(duì)應(yīng)條帶灰度值的比值,統(tǒng)計(jì)分析。
取50 mg 回腸組織,加Trizol 1 mL 提取總RNA,超微量分光光度計(jì)測(cè)定RNA 濃度。 采用第一鏈互補(bǔ)DNA 合成試劑盒將RNA 轉(zhuǎn)錄為互補(bǔ)DNA,反應(yīng)條件:25 ℃,5 min;52 ℃,15 min;83 ℃,5 min;4 ℃,10 min。 取稀釋5 倍的互補(bǔ)DNA 4 μL,加入上、下游引物各0.2 μL,進(jìn)行RT-qPCR,40 個(gè)循環(huán)。 繪制擴(kuò)增曲線熔解曲線,結(jié)果采用2-△△Ct計(jì)算分析。
2.8.1 HE 染色觀察肝病理變化 取4%多聚甲醛固定液中固定48 h 的肝組織,梯度乙醇脫水;二甲苯透明;浸蠟包埋;5 μm 切片、脫蠟,HE 染色,光學(xué)顯微鏡下觀察并采集圖片。
2.8.2 生化法檢測(cè)肝功能 取12 μL 血清,加入240 μL 反應(yīng)試劑,波長(zhǎng)340 nm,上機(jī),全自動(dòng)生化儀自動(dòng)測(cè)定AST;取12 μL 血清,加入240 μL 反應(yīng)試劑,波長(zhǎng)340 nm,上機(jī),全自動(dòng)生化儀自動(dòng)測(cè)定ALT。
圖片分析采用Image Pro Plus 5 軟件分析,數(shù)據(jù)采用SPSS 21.0 軟件分析。 計(jì)數(shù)資料以“±s”表示,數(shù)據(jù)先進(jìn)行正態(tài)及方差齊性檢測(cè),若兩項(xiàng)皆符合,采用單因素方差(ANOVA)分析;若數(shù)據(jù)不符合正態(tài)分布或者方差不齊,采用非參數(shù)檢驗(yàn)。 以P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
與空白組比較,模型組UA、CysC 含量均顯著升高(P<0.01)。 與模型組比較,西藥組和中藥組UA 含量顯著降低(P<0.01);中藥組CysC 含量顯著降低(P<0.01)。西藥組CysC 含量與模型組比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。 中藥組UA、CysC含量與西藥組比較,差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。 詳見圖1。
圖1 參苓白術(shù)散對(duì)各組小鼠血清UA、Cysc 水平的影響
空白組,腎小球大小均勻,腎小管結(jié)構(gòu)清晰,邊界明顯,上皮細(xì)胞形態(tài)正常;模型組,腎間質(zhì)有炎性細(xì)胞浸潤(rùn),腎小球未見明顯萎縮,腎小管結(jié)構(gòu)可見,上皮細(xì)胞輕微脫落;中藥組及西藥組上皮細(xì)胞脫落癥狀有所改善。 詳見圖2。
圖2 參苓白術(shù)散對(duì)各組小鼠腎組織的影響(HE 染色)
空白組回腸組織黏膜皺襞規(guī)則,腸絨毛完整、整齊、密集;模型組腸絨毛存在大量炎細(xì)胞團(tuán),腸絨毛短小,隱窩深度變淺,腸黏膜上皮細(xì)胞出現(xiàn)不同程度損傷;與模型組比較,中藥組腸絨毛完整,排列較為稀疏,炎性細(xì)胞浸潤(rùn)和腸黏膜上皮細(xì)胞損傷有所改善;西藥組炎性細(xì)胞浸潤(rùn)改善,腸黏膜上皮細(xì)胞損傷,微絨毛壞死脫落,未見明顯好轉(zhuǎn)。 詳見圖3。
圖3 參苓白術(shù)散對(duì)各組小鼠回腸組織的影響(HE 染色)
與空白組比較,模型組p-AMPK、ABCG2 蛋白含量均顯著降低(P<0.01)。 與模型組比較,中藥組和西藥組p-AMPK、ABCG2 蛋白含量均顯著升高(P<0.01)。 詳見圖4。
圖4 參苓白術(shù)散對(duì)各組小鼠回腸組織p-AMPK、ABCG2 蛋白的影響
與空白組比較,模型組ABCG2 mRNA 含量顯著降低(P<0.01)。 與模型組比較,中藥組和西藥組ABCG2 mRNA 均顯著升高(P<0.01)。 詳見圖5。
圖5 參苓白術(shù)散對(duì)各組小鼠回腸組織ABCG2 mRNA表達(dá)的影響
3.5.1 對(duì)肝功能的影響 各組間血清ALT、AST 比較,差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。 詳見圖6。
圖6 參苓白術(shù)散對(duì)各組小鼠血清AST、ALT 水平
3.5.2 對(duì)肝組織病理的影響 肝板的細(xì)胞排列緊密,肝小葉結(jié)構(gòu)清晰,從整體來看肝竇無規(guī)律性擴(kuò)張。詳見圖7。
圖7 各組小鼠肝組織病理變化(HE 染色,×40)
隨著飲食結(jié)構(gòu)及生活方式的改變,HUA 發(fā)病率呈逐年升高趨勢(shì)[11]。 HUA 和痛風(fēng)有明確的因果關(guān)系,是同一種疾病的不同病理過程[12]。 HUA 可引起急性痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎、痛風(fēng)石沉積、痛風(fēng)石性慢性關(guān)節(jié)炎和關(guān)節(jié)畸形、UA 性腎病等,嚴(yán)重危害患者健康。
早期HUA 無臨床癥狀,通過血清UA 判定其發(fā)病,中醫(yī)學(xué)尚無明確辨證體系。若出現(xiàn)一些列UA 沉積后誘發(fā)癥狀,如關(guān)節(jié)紅腫熱痛等,HUA 則歸屬“痛痹”的范疇。究其病因,為平素多食高粱肥甘厚味,致脾失運(yùn)化而痰濁內(nèi)生;明其病機(jī),乃為痰阻氣血運(yùn)行,而致氣滯、血瘀;反之,氣滯、血瘀,水津不布又可化生痰濁,正如李東垣《脾胃論·脾胃勝衰論》云:“百病皆由脾胃衰而生”。 《素問·至真要大論》云:“諸濕腫滿,皆屬于脾”,脾虛運(yùn)化無力,則生濕邪,濕邪隨經(jīng)脈、肌肉、三焦等組織泛溢于四肢百骸,從而表現(xiàn)出關(guān)節(jié)腫脹、疼痛等不適。 因此,HUA 中醫(yī)基本病因病機(jī)可概括為“肥甘厚味,脾失運(yùn)化,諸濕腫滿”。
參苓白術(shù)散出自《太平惠民和劑局方》,具有益氣健脾的功效,由薏苡仁、甘草、桔梗、砂仁、白術(shù)、白茯苓、黨參、山藥組成。 方中黨參、白術(shù)、茯苓、甘草,為四君子湯,益氣健脾;加上山藥、炒白扁豆,補(bǔ)土生金,兼有補(bǔ)肺的作用;薏苡仁祛濕,砂仁暖胃,蓮子補(bǔ)心,陳皮燥濕,桔梗辛開宣肺,載藥上行。該方益氣健脾,針對(duì)痛痹的主要病機(jī),具有一定療效[13]?,F(xiàn)代藥理學(xué)研究表明,薏苡仁具有抗氧化、鎮(zhèn)痛抗炎藥理作用,能舒經(jīng)除痹,改善關(guān)節(jié)疼痛[14];茯苓提取出茯苓多糖及三萜類成分,具有利尿、保肝、鎮(zhèn)靜、提高免疫力、抗炎、抗腫瘤以及降血脂等多種藥理作用[15],茯苓可通過緩解腎臟損傷及調(diào)節(jié)腸道菌群來促進(jìn)機(jī)體內(nèi)UA 的排泄進(jìn)而達(dá)到降UA 的效果[16]。 因此,提示參苓白術(shù)散具有改善痛風(fēng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。
UA 是碳、氮、氫和氧的雜環(huán)化合物,是存在于血液循環(huán)中的嘌呤代謝的氧化產(chǎn)物,體內(nèi)的UA 水平通過其生成和排泄的平衡來維持,生成、排泄失衡是HUA 發(fā)生的根本原因[17]。 本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,參苓白術(shù)散降低模型小鼠血清UA 沉積,證明參苓白術(shù)散具有調(diào)節(jié)UA 過量沉積的功能,具有防止HUA 的作用。UA 在生理pH 值下以尿酸鹽陰離子的形式存在,不能透過細(xì)胞膜,需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。ABCG2 是一種在近端腎小管上排泄尿酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,其活性決定了細(xì)胞內(nèi)UA 水平,ABCG2 也在肝和腸細(xì)胞中表達(dá)。 已有實(shí)驗(yàn)證實(shí),小鼠腸道ABCG2 的功能障礙或活性喪失會(huì)增加尿中UA 的排泄[18]。 本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,參苓白術(shù)散升高模型小鼠回腸組織ABCG2 表達(dá),降低血清UA。 ABCG2 是利用ATP 水解釋放的能量完成UA 轉(zhuǎn)運(yùn),AMPK 是促進(jìn)產(chǎn)生ATP 的分解代謝重要途徑[19]。AMPK 激活依賴于蘇氨酸172α 環(huán)位點(diǎn)的磷酸化,當(dāng)AMPKA 磷酸化完成,才能發(fā)揮其正常功能[20]。 本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,參苓白術(shù)散影響AMPK的磷酸化,調(diào)節(jié)ABCG2 蛋白表達(dá)。
綜上所述,參苓白術(shù)散調(diào)節(jié)HUA 小鼠腸組織AMPKA 磷酸化,升高ABCG2 表達(dá),降低血清UA 含量是治療HUA 的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。并且本實(shí)驗(yàn)通過血清肝功能、肝組織病理評(píng)估參苓白術(shù)散藥物安全性,結(jié)果顯示參苓白術(shù)散對(duì)肝功能及肝組織無影響,值得臨床推廣應(yīng)用。 本研究不足之處,未能檢測(cè)AMPK通路其他相關(guān)蛋白,進(jìn)一步明確參苓白術(shù)散防治HUA的機(jī)制。