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冬虫夏草在肾病方面的生物活性研究

2014-04-07张荣泉罗威王莲

食品研究与开发 2014年8期
关键词:冬虫夏草虫草尿蛋白

张荣泉,罗威,王莲

(天津市医药科学研究所,天津300020)

冬虫夏草为麦角菌科真菌界冬虫夏草菌[Cordyceps sinensis(Berk.)Sacc.]寄生在蝙蝠蛾科昆虫幼虫上的子座和幼虫尸体的干燥复合体。中华人民共和国药典2010年版,一部收载。本品甘、平。归肺、肾经。具有补肾益肺,止血化痰之功效。主要用于肾虚精亏,阳萎遗精,久咳虚喘,劳漱咯血等症[1]。肾脏是人体最为重要器官之一,中医讲肾主骨生髓,一旦出现明显病征人体将患重病。糖尿病肾病(DN)是糖尿病最严重的慢性并发症之一,也是糖尿病患者的主要死亡原因之一。现代药理学研究证明冬虫夏草具有免疫调节、抗肿瘤、对肾病及糖尿病肾病保护作用等方面的活性。本文对其在肾病方面的生物活性研究进行综述,供广大医药工作者参考。

1 抑制肾炎的复发,保护肾脏

罗军等建立被动型Heymann肾炎(PHN)模型,给予冬虫夏草提取物(ISP-1,25 mg/kg·d)干预。结果:正常对照组大鼠24 h尿蛋白定量、血液生化指标及肾脏病理均无异常。PHN模型组及ISP-1干预组大鼠均出现大量蛋白尿及血胆固醇增高,且2组肾小球内均有沿毛细血管壁的免疫复合物沉积,肾小球上皮下均有电子致密物沉积。与PHN模型组比较,ISP-1干预组尿蛋白定量及血胆固醇均明显减轻,病理改变亦有改善。显示ISP-1能明显减少尿蛋白,调节脂代谢,有效缓解PHN肾脏损伤,是冬虫夏草治疗膜性肾病的活性基础物质[2]。卢岚观察61例经激素及环磷酰胺冲击治疗已无狼疮活动的狼疮性肾炎患者,治疗组(31例)给予虫草粉3 g/d~4 g/d,分3次空腹口服;青蒿素粉0.6 g/d,分3次餐后口服,连续服用3年。对照组(30例)口服雷公藤多苷片和(或)保肾康片,连续观察5年,监测结果:治疗组显效26例(83.9%),有效 4例(12.9%),无效1例(3.2%);对照组显效15例(50.0%),有效8例(26.7%),无效7例(23.3%),两组显效率比较差异有显著性(P<0.01)。治疗组补体C3持续稳定在(1.21±0.20)g/L正常水平,肌酐清除率治疗前后比较差异无显著性,与对照组比较差异有显著性;治疗组同时减少了药物本身的不良反应,显示了冬虫夏草可以抑制狼疮肾炎的复发而保护肾功能[3]。

2 延缓肾小球的硬化,保护肾脏

马瑞霞等制备进行性肾小球硬化模型,给予虫草制剂(4 g/kg·d百令胶囊)灌胃,干预治疗。于第2次术后4、9周分别测定大鼠血生化指标。结果:冬虫夏草能降低肾小球硬化指数(GSI),减少肾组织胶原Ⅳ、纤维连接蛋白(FN);减少尿蛋白排泄,增加肾组织基质金属蛋白酶-2(MMP-2)mRNA表达,减少基质金属蛋白酶抑制因子-2(TIMP-2)mRNA的表达。表明了冬虫夏草可能通过增加5/6肾切除大鼠肾脏MMP-2的活性和降低TIMP-2的表达,从而能增加细胞外基质(ECM)降解和减轻肾小球ECM积聚[4]。在该模型下,蒋伟等灌胃给予冬虫夏草2.5 g/kg·d水提液。模型组术后4周24 h尿蛋白定量增高,血浆白蛋白降低,胆固醇与低密度脂蛋白(LDL)增高,TGF-β1及其mRNA的表达均增高。与模型组相比,冬虫夏草组尿蛋白排泄减少,血胆固醇、LDL降低,TGF-β1 mRNA的表达明显减少,TGF-β1的表达减弱。术后9周,模型组肾脏病变进一步加重,SCr升高。与之相比,冬虫夏草组尿蛋白排泄减少、血白蛋白增高;血胆固醇、LDL、SCr降低;TGF-β1mRNA的表达明显减少、TGF-β1的表达减弱。随着大鼠肾小球硬化程度的加重,TGF-β1的表达增加;冬虫夏草干预治疗后,TGF-β1的表达明显下调,提示TGF-β1参与了肾小球硬化的进展,冬虫夏草可以延缓肾小球的硬化[5]。冬虫夏草使术后大鼠尿蛋白排泄量降低(P<0.01),血浆白蛋白升高,肝脏白蛋白(ALB)、胰岛素样生长因子-Ⅰ(IGF-Ⅰ)mRNA表达增加;肝脏ALB与IGF-ⅠmRNA相对表达量呈显著正相关,相关系数r=0.932(P<0.01)。其作用机制可能是通过上调肝脏IGF-ⅠmRNA表达而增加大鼠肝脏白蛋白合成[6]。施海涛等报冬虫夏草及福辛普利药物血清干预24 h和48 h后,对高糖培养细胞增殖具有不同程度抑制,相同作用时间下各冬虫夏草药物血清高、中、低剂量组与正常对照组比较具有统计学意义(P<0.01);与高糖组比较具有统计学意义(P<0.01),通过高糖培养mRNA的表达增加,明显高于正常对照组(P<0.05)。说明冬虫夏草延缓DN进展可能是通过抑制高糖下人肾小球系膜细胞的增殖、下调TGF-β1基因表达延缓肾小球硬化实现的[7]。

3 抗肾纤维化,保护肾脏

周巧玲等将Wistar大鼠随机分为正常组、DN模型组、冬虫夏草组(给予冬虫夏草粉5.0 g/kg·d)。于第2、4、6周处死大鼠。结果:DN模型组24 h尿蛋白排泄(UPE)明显增加(P<0.01),SCr水平上升。肾组织内细胞基质增多,TGF-β1、Ⅳ胶原(ColⅣ)和生长因子(CTGF)出现高表达。制剂干预与DN模型组比较,尿蛋白排泄明显减少,SCr水平降低,肾组织病理改变减轻,且肾组织中TGF-β1、CTGF、ColⅣ表达均有下调。显然冬虫夏草对DN具有一定肾保护及抗肾小球纤维化的作用[8]。崔海月给予冬虫夏草大、小剂量治疗糖尿病肾病大鼠模型,各项生物化学指标均明显降低,肾组织内TGF-β1mRNA含量亦明显降低,减轻肾脏病理变化,而大剂量冬虫夏草治疗组生化指标均低于小剂量治疗组。可能机制为降低肾组织内TGF-β1mRNA的含量来抑制肾组织纤维化[9]。闵亚丽等建立单侧输尿管结扎术,致大鼠肾小管间质纤维化模型组TGF-β1、α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、Ⅳ型胶原的表达及肾小管间质损伤指数明显高于假手术组(P<0.01),灌胃2.5 g/kg·d虫草水提取液治疗组,明显低于模型组(P<0.01)。说明了TGF-β1的下调,肾小管上皮细胞、成纤维细胞转化为成肌纤维细胞的抑制,而防治肾小管间质纤维化[10]。崔京男等在链脲佐菌素诱导的糖尿病模型上,给予含20%冬虫夏草,实验观察16周。发现其在降低血糖、SCr、24 h UPE、肾组织血管紧张素(Ang)Ⅱ含量,减轻肾间质纤维化,减少肾组织OPN的表达、OPNmRNA的活性同时,间质单核巨噬细胞浸润显著减少,且与肾小管骨桥蛋白的表达呈正相关[11]。孙静姝等建立单侧输尿管梗阻(UUO)模型组,UUO加冬虫夏草(1.5 g/kg·d)组,UUO加冬虫夏草和血红色素氧化酶抑制剂卟啉锌(znpp)组。结果冬虫夏草治疗组相对于UUO模型组,肾脏病理损伤及进展程度明显减轻且血红素氧化酶-1(HO-1)的表达上调,α-SMA的表达下调(P<0.05),而冬虫夏草加HO-1抑制剂znpp后,以上作用明显减弱。显示其可以通过诱导血红色素氧化酶的表达减轻肾小管间质纤维化程度[12]。而虫草多糖干预UUO模型7d。发现治疗组(给予160mg/kg·d,灌胃)的肾间质纤维化程度明显改善,α-SMA、整合素连接激酶(ILK)蛋白的表达显著低于对照组(P<0.01),而肾小管上皮表型标记物的表达显著高于对照组(P<0.01)[13]。

4 改变主要生化指标,保护肾脏

灌胃冬虫夏草高、低剂量(1.0、0.5 g/mL),Wistar大鼠的SCr、UPE、总胆固醇、甘油三酯、LDL均显著降低,高密度脂蛋白虽有所升高,但差异不显著。显示其防治糖尿病肾病的机制之一是改善糖脂代谢紊乱[14]。金永东等随机分:正常对照(N组)、糖尿病模型(D组)、糖尿病冬虫夏草干预(C组,冬虫夏草1.0 g/kg·d),灌胃。结果:与N组比较,D组大鼠肾小管间质损伤指数、肾间质胶原面积明显增加(P<0.01)。D组大鼠肾小管上皮细胞E钙粘蛋白(E-cad)阳性表达显著低于N组,TGF-β1、ILK和α-SMA阳性表达均显著高于N组;E-cad表达和 TGF-β1表达呈负相关(rs=-0.60,P<0.05);ILK、α-SMA 表达和 TGF-β1表达呈正相关(rs=0.88,P<0.01;rs=0.91,P<0.05)。C 组大鼠肾小管间质损伤指数、肾间质胶原面积较D组明显减弱,其肾小管上皮细胞的E-cad的表达较D组明显增加,TGF-β1、ILK和α-SMA表达较D组均明显减弱(P<0.01)。对肾脏的保护作用体现在ILK表达的下调上[15]。胡杨青等将5.0 g/kg·d冬虫夏草灌胃,作为干预组,结果其24 h尿蛋白定量、SCr、血胆固醇、TGF-β和Col-Ⅳ均低于模型组,肾脏病变减轻,免疫组化显示模型组TGF-β与C-myc基因的表达高于对照组(P<0.05);TGF-β 与C-myc基因的表达低于模型组(P<0.05),显现该表达的抑制,对早期DN可能具有保护作用[16]。

陈叶等将冬虫夏草混悬液5.0 mg/kg·bw,灌胃,12周。结果:模型组肾重、血糖、SCr、24 h尿蛋白均明显高于正常对照组(P<0.01),纤溶酶原激活物抑制剂(PAI)表达明显高于正常对照组,体重、纤溶酶原激活物(t-PA)表达明显低于正常对照组;早期、晚期干预组肾重、SCr、BUN、24 h尿蛋白、t-PA表达均高于模型组(P<0.05),低于正常对照组(P<0.01),体重、PAI表达低于模型组,高于正常组;冬虫夏草早期干预组效果优于晚期干预组(P<0.05)。DN时存在t-PA/PAI的失衡,矫正失衡为治疗DN的机制之一[17]。刘雪芹等建立胰岛素抵抗Ⅱ型模型,给予虫草多糖200、400 mg/kg·d治疗,28 d;治疗组可显著改善糖尿病小鼠骨骼肌内胰岛素受体(InsR)/胰岛素受体底物(IRS-1)及葡萄糖转运蛋白(GLUT4)的异常表达,并呈剂量依赖性地增强小鼠肝脏葡萄糖激酶(GK)及磷酸果糖激酶(PFK)活性,与糖尿病模型组比较差异有统计学意义。表明该多糖可增强胰岛素信号通路敏感性,改善葡萄糖代谢,缓解糖尿病小鼠胰岛素抵抗及高血糖症状[18]。冬虫夏草5 g/kg·d或氯沙坦50 mg/kg·d干预自发性高血压大鼠,结果肾脏病理损害减轻,24 h UPE、尿NAG、BUN及SCr降低;肾脏klotho表达上调;MDA含量降低,TAOC、Cu/Zn-SOD、CAT及GSH-Px活性增加。显然上调了klotho表达和抑制氧化应激反应,可能是冬虫夏草对高血压肾损伤起保护作用的机制之一[19]。

5 对肾脏细胞的影响

吕秀芳等采用大、中、小剂量冬虫夏草灌胃的Ⅱ型糖尿病肾病大鼠,用药8周后,采用Hoechst荧光染色法测定。结果:冬虫夏草组大鼠肾组织细胞凋亡较2-DM肾病模型组明显减少[20]。冬虫夏草还对LDL引起的系膜细胞增殖有明显的抑制作用,该组的-3H掺入率均明显低于LDL对照组(P<0.01),可能是抑制了mRNA的合成,从而间接抑制了DNA的合成[21]。

6 防治马兜铃酸性肾病

刘茂东等以关木通制备马兜铃酸肾病大鼠模型,冬虫夏草1.0 g/d干预8周,对第1、4及8周末收集各组大鼠血、尿及肾组织标本检测。结果:模型组BUN、SCr、尿NAG、β2-MG及白蛋白水平明显高于同期治疗组(P<0.05)和正常对照组(P<0.01),肾组织肾小管-间质病变明显重于治疗组。与同期治疗组和正常对照组相比,模型组大鼠肾组织Ⅲ型胶原、α-SMA和TGF-β1表达增强,角蛋白表达减弱,体重及尿渗量进行性降低(P<0.05),显示了其在马兜铃酸肾病防治中发挥保护作用[22]。木通致使大鼠肾功能下降,尿NAG升高,尿渗量下降,病理改变有肾小管坏死,小管上皮细胞坏死,脱落,间质水肿。加服冬虫夏草后,肾功能损害轻,尿NAG低于木通组,尿渗量高于木通组。间质小管损伤轻于木通实验组,说明了冬虫夏草可以防治马兜铃酸性肾病[23]。

7 对药物肾毒性的保护作用

7.1 对镉致肾毒性的保护作用

朱萍萍等以氯化镉(以Cd计1 mg/kg体质量)大鼠皮下注射染毒,5次/每周,共12次。复方干预组给予(虫草+核酸+VitC),灌胃,连续3周。结果:虫草干预组与复方虫草干预组血清BUN、SCr均明显低于单染镉组(P<0.05),复方虫草干预组血清BUN显著低于虫草干预组;虫草干预组与复方虫草干预组血镉、肾镉含量均明显低于单染镉组(P<0.05);干预组每天尿镉排出量均明显高于单染镉组;复方虫草干预组肾镉含量显著低于虫草干预组。显示了冬虫夏草对镉中毒性肾损伤有较明显的改善作用,联合核酸和VitC效果更佳,机制可能与促进镉排出有关[24]。

7.2 对药物肾毒性的保护作用

陈照彦[25]等将成年雄性Wistar大鼠分组,分别灌服5%葡萄糖、雷公藤多苷混浊液、冬虫夏草混浊液及雷公藤多苷与冬虫夏草混浊液,同时皮下注射环孢素A(CsA)制成慢性肾中毒模型,共持续28 d。结果雷公藤对CsA肾毒性有影响,但无统计学意义。冬虫夏草能减轻CsA肾毒性,改善雷公藤的毒性。显示在同种异体脏器移植和某些自身免疫疾病中,应用CsA时加用雷公藤是相对安全的,但若同时加用冬虫夏草能减轻二者的肾毒性[25]。相对分子质量为2.7×104的酸性多糖(CAPS),含药血清大于2.5%时,对顺铂诱发的肾细胞损伤的模型组相比,有显著性差异(P<0.05);大于5%时,有极显著性差异(P<0.01)。CAPS对药物体外肾细胞的损伤具有保护作用[26]。周峰等复制大鼠急性肾衰(ARF)模型,造模过程中预防给药。预防给药后,阳性对照组和虫草多糖3个剂量组大鼠的血清BUN、SCr的含量,尿蛋白和尿量降低,与模型组比较有显著差异(P<0.01或P<0.05),高及中剂量虫草多糖的作用优于阳性对照组。病理切片可见阳性对照组和虫草多糖高剂量组大鼠肾脏病理损伤明显好转,优于中、低剂量组。显示了虫草多糖能够预防大鼠庆大霉素诱发的急性肾衰,改善肾功能的作用[27]。尹鸿萍等复制的大鼠慢性肾衰(CRF)模型,给予虫草多糖高、中及低剂量(160、80及 40 mg/kg)和地塞米松(0.1 mg/kg),2周,虫草多糖各组肾功能受损程度明显轻于模型组,肾脏病理损伤明显减轻,血清TNF-α的含量明显减少,肾脏脂数明显下降。表明虫草多糖能够防治腺嘌呤诱发的慢性肾功能衰竭,有效预防慢性肾衰的发生、发展,改善肾功能[28]。

8 临床对肾病患者的应用

刘晓惠等治疗40例DN病人,经12、24周治疗后,血清TGF-β1、Ⅳ型胶原及尿蛋白含量与治疗前比较明显下降(P<0.01)。提示作用机制可能是通过下调肾组织TGF-β1、CTGF表达,抑制胶原分泌,发挥抗纤维化的作用,与前述文章动物活性实验结果一致,从而有效保护肾脏[29]。俞荣强将68例Ⅱ型糖尿病肾病患者随机分为福辛普利(Ⅰ)与冬虫夏草制剂联合用药组32例,Ⅰ组36例。联合组降低尿白蛋白排泄率效果显著优于Ⅰ组(P<0.05),且改善肾小球高滤过状态的作用较Ⅰ组更显著(P<0.05)。二者联合应用早期Ⅱ型糖尿病肾病治疗,降低尿微白蛋白、延缓肾功能不全的发展,效果显著[30]。黎刚等在50例狼疮性肾炎患者激素等常规治疗的基础上,给予冬虫夏草制剂,对照组只给予常规治疗。2个月后治疗组临床活动性症状和体征积分明显降低,免疫学指标较对照组明显改善。表明其在临床上可以改善狼疮性肾炎患者的免疫功能[31]。

总之,随着冬虫夏草在肾病方面研究的深入,其机制也越来越清晰,人们关注热点及程度在提高,其食用、药用安全性也得到实验数据有力的支持,运用现代技术,开发成肾脏保护药物,在肾脏及相关疾病的治疗意义重大。

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