中药单体对db/db小鼠糖尿病肾脏保护作用的研究进展

黄菡雪蒋志鹏陈雪品张滢郝世楠韩淑英（华北理工大学药学院，河北唐山063000；华北理工大学基础医学院）

中药单体对db/db小鼠糖尿病肾脏保护作用的研究进展

黄菡雪1蒋志鹏2陈雪品2张滢1郝世楠1韩淑英2
（1华北理工大学药学院，河北唐山063000；2华北理工大学基础医学院）

糖尿病肾病的发生发展过程中有多重调控机制共同参与作用，本文综述了中药单体中的有效成分在抑制相关通路关键蛋白的表达、降低氧化应激水平和细胞因子的过度表达、调控细胞转导通路方面，对糖尿病并发的肾脏损伤起到的保护作用，进而延缓肾病发展进程。

中药单体；db/db小鼠；糖尿病肾病；作用机制

糖尿病肾病（diabetic nephropathy，DN）是一种由糖尿病引起的严重且危害性较大的进行性并发症，特点为微血管病变而导致的肾小球硬化。其早期主要的病理特征有肾小球和肾小管肥大、基底膜增厚以及以肾小球系膜区为主的细胞外基质（extracellular matrix，ECM）进行性积聚［1-2］，目前已成为终末期肾病（end-stage renal disease，ESRD）的首要病因。近年来有研究指出，DN的发病机制与多种因素密切相关，包括糖脂代谢紊乱、血流动力学异常、氧化应激、细胞因子和炎症因子的参与有关［3］。在检验指标方面，受损伤的肾脏排泄功能会降低，因此血清尿素氮（BUN）和肌酐（Cr）是评价肾脏功能损害的重要指标。随着DN病情的加重，肾功能下降至正常的50%以下时BUN和Cr会显著增高［4］。高甘油三酯（TC）、高胆固醇（TG）、高低密度脂蛋白胆固醇（LDL）为特征的高脂血症，及脂代谢紊乱是DN的重要高危因素［5］，也是实验中重要的参照项目。

1966年美国Jackson实验室于C57BL/Ks （db/db）品系小鼠发现糖尿病突变基因（db），由于位于小鼠4号染色体的瘦素基因（leptin receptor）发生突变，导致该小鼠自身无法产生饱感，进而引起多食多饮而导致肥胖，逐步发展为严重的糖尿病并伴有明显的高糖血症。该小鼠具有和人类2型糖尿病相似的临床症状，多食、多饮、多尿、肥胖、高血糖、高胰岛素血症、胰岛素抵抗、脂代谢异常等综合征［6］，因此该小鼠是研究2型糖尿病以及所致DN的一种理想动物模型。

近年来，随着西药在降糖方面的大量应用，其各种不良反应例如低血糖反应、过敏反应、胰岛素抵抗、胃肠道反应等也暴露出来，而中药以其主攻治本、兼有养生作用，且毒副作用小、并可有效防治并发症，逐步受到研究人员重视，为更为有效地治疗糖尿病开辟了一条重要途径。本文对目前研究较多且确有降糖成效的中药单体作一综述。

1　抑制关键蛋白的表达

1.1　大黄酸

为大黄提取物蒽醌类有效成分。吴影懿等［7］检测经大黄酸治疗后的小鼠的肾皮质蛋白表达时，观察发现治疗组Wnt/β-catenin通路蛋白表达降低，nephrin、PPAR-γ表达升高（P＜0.01）。因Wnt信号通路的表达已证实在蛋白尿和肾小球硬化方面产生影响［2，8］。进而得出大黄酸可通过抑制Wnt/β-catenin通路关键蛋白磷酸化来治疗DN的结论。

1.2　姜黄素

为姜黄提取物多酚类有效成分。陆苗苗等［9］配置姜黄素治疗db/db小鼠，经Western印迹分析得出，治疗组p-STAT的表达得到明显降低（P= 0.031），IκB明显升高（P＜0.001）。而相关研究指出STAT3途径对肾病的发生发展有贡献，且参与多种增生性肾小球疾病［10］，相关体外实验也支持高糖确有刺激STAT3磷酸化的作用［11］；而实验中模型组小鼠肾组织IκB的表达水平与正常相比降低约2倍（P＜0.001），由此可证明DN时存在IκB降解，治疗组db/db小鼠肾组织IκB较模型组明显升高（P＜0.001）。综上所述，姜黄素可通过抑制STAT3的磷酸化及IκB的降解来治疗DN。

1.3　红芪多糖（HPS）

为红芪提取物多糖有效成分。金智生等［12］配制HPS治疗db/db小鼠，通过检测小鼠肾脏组织中GluT-1 mRNA与GluT-1蛋白的表达，发现治疗组的表达与模型组相比均降低（P＜0.01）。而该基因的表达可带动AGEs，P38MAPK等细胞因子的高表达并对DN的形成有重要影响［13］。魏玉娇等［14］经类似步骤研究，发现治疗组小鼠肾脏PKCα 和VEGF mRNA及其蛋白的表达与模型组相比明显下降（P＜0.05），且有研究指出［15］，VEGF和PKCα的表达参与蛋白尿的形成。祁雪艳等［16］研究发现与模型组相比，HPS干预的DN小鼠其肾脏PKC蛋白的表达有所下降（P＜0.05）；TIMP-1 mRNA的表达增强（P＜0.05）。且祁雪艳等［17］在后续研究发现，治疗组小鼠肾组织中P38MAPK蛋白、P38MAPK mRNA表达及MMPs mRNA表达差异有统计学意义（P＜0.05）。表明HPS能明显抑制GluT-1 mRNA和GluT-1蛋白、抑制PKCα及其下游因子VEGF以及抑制P38丝裂原活化蛋白激酶信号转导通路，从而治疗DN。

1.4　原花青素

为葡萄籽提取物多酚类有效成分。Zhang Z等［18］通过实验发现，葡萄籽原花青素治疗后的小鼠其血清中乳凝集素EGF-8（MFG-E8）表达水平显著降低。张珍在后期运用基因干扰技术对选定的肾脏差异蛋白质MFG-E8进行功能研究，发现MFG-E8 RNAi干扰显著抑制db/db小鼠肾脏MFG-E8的蛋白表达，及抑制ERK1/2、Akt、GSK-3β这三种对DN发展中有关键作用的信号通路蛋白磷酸化水平。由此可知葡萄籽原花青素的治疗能显著下降MFG-E8及其调控的信号通路，从而对DN起到保护作用。

2　降低氧化应激类

2.1　雷公藤甲素

高清等［19］应用雷公藤甲素治疗db/db小鼠，经免疫荧光检测发现治疗组足细胞裂孔膜蛋白nephrin表达明显增加，在治疗第4周已接近db/m小鼠；免疫组化观察小鼠足细胞损伤标志物desm in的表达在治疗后明显减少；其炎症反应标志物MCP-1、氧化应激标志物4-HNE的表达也均降低。由此可见雷公藤甲素可降低MCP-1和4-HNE的表达，改善炎症与氧化应激状态，同时保护肾足细胞，达到对DN的治疗作用。

2.2　景天庚酮糖

为山茱萸提取物多糖有效成分。Park CH等［20］发现景天庚酮糖可降低活性氧簇（ROS）的水平，升高硫代巴比妥酸（TBARS）水平，以及增加还原性谷胱甘肽与氧化性谷胱甘肽的比例。而ROS的过量产生及积聚可导致肾小球系膜细胞、足细胞、血管内皮细胞等造成氧化损伤，进一步引起肾小球病变［21］。表明景天庚酮糖确有降低氧化应激水平的作用。

2.3　甜菜碱

为甜菜提取物生物碱有效成分。陈吉刚等［22］用甜菜碱进行治疗，发现治疗组肾组织SET7/9mRNA和蛋白的表达与模型组相比降低（P＜0.05）、H3K4me2蛋白也降低（P＜0.05）。实验中观察得知SET7/9、H3K4me2蛋白与MCP-1呈正相关关系，而后者已证实可通过聚集单核/巨噬细胞引起肾小管萎缩和间质纤维化［23］。且经其前期实验已得出甜菜碱可降低内质网应激（ERS）水平。综合而言，甜菜碱通过抑制db/db小鼠肾脏SET7/9的表达来降低H3K4me2和MCP-1的表达水平，从而减轻内质网应激来治疗DN。

3　抑制细胞因子表达和调节细胞信号通路转导类

3.1　甜菜碱

为甜菜糖蜜提取物生物碱有效成分。张猛猛等［24］配置甜菜碱治疗小鼠，发现治疗组小鼠血清TGF-β1水平显著下降（P＜0.05），而TGF-β1已证明在过度表达时可使细胞外基质增加并导致肾小球硬化；血清肿瘤坏死因子（TNF）-α的水平也明显下降（P＜0.05），研究指出［25］TNF-α的血清浓度与糖尿病的肾小球及其间质损伤直接相关。陈吉刚等［26］研究发现治疗组明显抑制了小鼠葡萄糖调节蛋白78（GRPS78）的表达（P＜0.05），检测小鼠血MCP-1也有明显下降（P＜0.05），而GRPS78属ERS的中枢调节分子，其表达情况可反映细胞内ERS水平［27］。综上所述，甜菜碱通过降低小鼠炎症反应及TGF-β1与TNF-α水平，以及抑制ERS水平来影响肾小球炎症因子的表达，协同抑制DN的发展。

3.2　景天庚酮糖

Park CH等［20］使用景天庚酮糖治疗小鼠，经Western blot印记分析，治疗组的NADPH氧化酶表达下降、NOX-4与p22phox的蛋白表达降低。同时Bax蛋白与细胞色素C的表达也受到抑制。有研究指出NOX-4和p22phox对肾脏ROS的产生和积聚有贡献，而Bax表达上调，细胞色素C的大量释放可激活线粒体凋亡途径，导致肾小管细胞凋亡［28］。其NF-κB，COX-2和iNOS等对肾炎的发生发展有作用的肾脏蛋白得到显著下调。表明景天庚酮糖可通过下调多种关联蛋白来减轻DN的过氧化与炎症反应程度。

db/db小鼠与临床2型糖尿病患者症状大部分相似，运用该鼠进行研究可获得较好的模拟效果。中药单体治疗糖尿病及其并发症肾病有明显疗效，作用靶点多样，且在实验动物长期应用也无明显毒副作用，其安全性高，适于临床糖尿病患者长期服用，值得推广与使用。中药的有效成分在抑制DN发展进程中通过抑制相关信号通路关键蛋白的表达、降低体内氧化应激水平以保护肾脏细胞和调节炎症因子、TNF过度表达以及调节细胞信号转导通路等来减轻肾脏的损伤，保护肾脏，减慢DN进程。运用中药有效成分作用的多向性、多靶点和中医特有的整体观念，治疗糖尿病及其并发症DN还有巨大的研究空间，是现今研究治疗糖尿病的一条重要途径。

［1］Shields J，Maxwell AP.Managing diabetic nephropathy［J］.CliniMed，2010，10（5）：500-504.

［2］Kamenetsky I，Rangayyan RM，Benedikesson H.Analysis of the glomerular basement membrane in images of the Split-andmerge method：a pilot study［J］.Jof Digital Imaging，2010，23（4）：463-474.

［3］李敏州，高彦彬，马鸣飞，等.糖尿病肾病发病机制研究进展［J］.中国实验方剂学杂志，2012，18（22）：344-348.

［4］刘华东，李璇，张卫华，等.复肾汤对db/db小鼠肾脏病变的影响［J］.南京中医药大学学报，2015，31（6）：546-550.

［5］Attman PO，Knight-Gibson，Tavella M，et al.The compositional abnormalities of lipoproteins in diabetic renal failure［J］.Nephrol Dial Transplant，1998，13（11）：2833-2841.

［6］田小芸，恽时锋，周森妹，等.C57BLL/KsJ小鼠的繁殖性能及部分生化指标的测定［J］.中国比较医学杂志，2006，16（11）：675-677.

［7］吴影懿，段俗言，钱军，等.大黄酸对糖尿病小鼠肾脏的保护作用［J］.江苏医药，2015，41（16）：1864-1866.

［8］Naves MA，Requião-Moura LR，Soares MF，et al.Podocyte Wnt/β-catenin pathway is activated by integrin-linked kinase in clinical and experimental focal segmental glomerulosclerosis ［J］.JNephrol，2012，25（3）：401-409.

［9］陆苗苗，陶立坚，梅文娟，等.姜黄素对db/db小鼠肾组织p-STAT3及IκB蛋白的影响［J］.中南大学学报（医学版），2014，39（6）：591-597.

［10］Lu TC，Wang ZH，Feng X，et al.Knockdown of Stat3 activity in vivo prevents diabetic glomerulopathy［J］.Kidney Int，2009，76（1）：63-71.

［11］Amiri F，Shaw S，Wang X，et al.Angiotensin II activation of the JAK/STAT pathway in mesangial cell is altered by high glucose［J］.Kidney Int，2002，61（5）：1605-1616.

［12］金智生，朱真灵，魏玉娇，等.红芪多糖对糖尿病肾病db/db小鼠肾功能和肾脏组织中GluT-1 mRNA和蛋白表达水平的影响［J］.吉林大学学报（医学版），2014，40（3）：519-524.

［13］Wolf G，Chen S，Ziyadeh FN.From the periphery of the glomerular capillary wall toward the center of disease podocyte injury comes of age in diabetic nephropathy［J］.Diabetes，2005，54（6）：1626-1634.

［14］魏玉娇，金智生，朱真灵，等.红芪多糖对糖尿病肾病db/db小鼠肾脏保护作用及其对肾组织PKCα与VEGF表达的影响［J］.北京中医药大学学报，2014，37（2）：116-120.

［15］Robinson ES，Maonis UA，Ivy P，et al.Humphreys BD.Rapid development of hypertension and proteinuria w ith cediranib，an oral vascular endothelial grow th factor receptor inhibitor［J］. Clin JAm Soc Nephrol，2010，5（3）：477-483.

［16］祁雪艳，金智生，陈长浩，等.红芪多糖对早期糖尿病肾病db/db小鼠肾脏保护作用及PKC/TIMP-1表达的影响［J］.中国老年学杂志，2015，35（18）：5053-5056.

［17］祁雪艳，金智生，关雁，等.红芪多糖减缓糖尿病肾病小鼠病程进展的作用机制研究［J］.中国临床药剂学杂志，2015，31（7）：526-529.

［18］Zhang Z，Li BY，Li XL，et al.Proteomic analysis of kidney andprotective effects of grape seed procyanidin B2 in db/db m ice indicate MFG-E8 as a key molecule in the development of diabetic nephropathy［J］.Biochim Biophys Acta，2013，1832 （6）：805-816.

［19］高清，刘志红，秦卫松，等.雷公藤甲素治疗db/db糖尿病小鼠的疗效观察［J］.肾脏病与透析肾移植杂志，2009，18（6）：519-528.

［20］Park CH，Noh JS，Park JC，et al.Beneficial Effect of 7-O-Galloyl-D-sedoheptulose，a Polyphenol Isolated from Corni Fructus，against Diabetes-Induced A lterations in Kidney and Adipose Tissue of Type 2 Diabetic db/db M ice［J］.Evid Based Complement A lternat Med，2013：736856.doi：10.1155/2013/ 736856.

［21］Kanwal Y，Sun L，Xie P，et al.A glimpse of various pathogenetic mecham isms of diabetic nephathy［J］.Anna Rev Pathol，2011 （6）：395-423.

［22］陈吉刚，庞琦，曾薇，等.调节内质网应激对糖尿病小鼠肾脏SET7/9表达的影响［J］.中华肾脏病杂志，2012，28（12）：943-949.

［23］Morii T，Fujitta H，Narita T，et al.Association of monocyte chemoattractant protein-1 with renal tubular damage in diabetic nephropathy［J］.JDiabetes Complications，2003，17（1）：11-16.

［24］张猛猛，黄敏，吴小英，等.甜菜碱对db/db小鼠糖尿病肾病损伤的作用［J］.现代食品科技，2014，30（5）：23-27，17.

［25］Navarro JF，Mora C，Muros M，et al.Urinary tumour necrosis factor-alpha excretion independently correlates w ith clinical makers of glomerular and tubuloterstitial injury in type 2 diabetic patients［J］.Nephrol Dial Transplant，2006，21（12）：3428-3434

［26］陈吉刚，庞琦，曾薇，等.甜菜碱对糖尿病肾病小鼠的治疗作用及其机制［J］.第三军医大学学报，2012，34（11）：1040-1043.

［27］Lee AS.The ER chaperone and signaling regulator GRP78/BiP as amonitor of endoplasm ic reticulum stress［J］.Methods，2005，35（4）：373-381.

［28］詹明，董政，孙林，等.线粒体损伤与糖尿病肾病［J］.中华肾脏病杂志，2011，27（6）：460-463.

Progress in Research on Protective Effect of Traditional Chinese M edicine M onomer on Diabetic Kidneys of db/db M ice

Huang Hanxue1，Jiang Zhipeng2，Chen Xuepin2，Zhang Ying1，Hao Shinan1，Han Shuying2（1 College of Pharmacy，North China University of Science and Technology，Hebei Tangshan 063000，China；2 College of Basic Medicine，North China University of Science and Technology）

Multiple regulatory mechanisms participate in the pathogenesis and progress of diabetic nephropathy. This paper reviews the protective effect of traditional Chinese medicine components on diabetic kidney by inhibiting the expression of essential proteins for the relevant pathways，decreasing the oxidative stress level，controlling the overexpression of cytokine and regulating the cellular transduction pathways，so as to delay the progression of diabetic nepharopathy.

Traditional Chinese Medicine Monomer；db/db M ice；Diabetic Nephropathy；Action Mechanism

10.3969/j.issn.1672-5433.2016.07.006

华北理工大学2016年度大学生创新创业训练计划项目（编号：x2016181）

黄菡雪，女。研究方向：药理。
韩淑英，女，硕士，教授，硕士生导师。研究方向：中药防治心血管疾病。通讯作者E-mail：shuyinghan59@126.com

2016-03-30）