大蒜素对糖尿病肾间质纤维化的调控作用①

栾海艳，韩玉泽，关 政，王显钢，贾琳琳，贾秀月，杨馨妍，郭 蒙

(佳木斯大学基础医学院，黑龙江 佳木斯 154007)

大蒜素对糖尿病肾间质纤维化的调控作用①

栾海艳，韩玉泽，关 政，王显钢，贾琳琳，贾秀月，杨馨妍，郭 蒙

(佳木斯大学基础医学院，黑龙江 佳木斯 154007)

目的：研究大蒜素对糖尿病肾间质纤维化的调控作用。方法：采用高脂高糖饮食加尾静脉注射STZ建造糖尿病肾病大鼠模型。所有大鼠分为3组：正常对照组、糖尿病对照组和大蒜素组。大蒜素组给予60mg/(kg·d)大蒜素注射液腹腔注射，正常对照组和糖尿病对照组给予等量生理盐水腹腔注射。实验结束后，检测各组大鼠的BUN、UAE、FBG和SCr，肾组织的形态，CK-18、α-SMA和Vimentin的蛋白表达情况。结果：① 与糖尿病对照组相比，大蒜素组大鼠的肾小球及肾小管体积减小，基质增生程度显著减弱，无炎细胞浸润。②与正常对照组相比，糖尿病对照组大鼠的FBG、BUN、Scr和UAE，肾组织的Vimentin和α-SMA的表达水平均显著增加(P<0.01)，CK-18的表达水平显著降低(P<0.01)；给予大蒜素干预后，大鼠的FBG、BUN、UAE和α-SMA的表达水平则显著降低(P<0.01)，Scr和Vimentin的表达水平明显降低(P<0.05)，CK-18的表达水平显著升高(P<0.01)。结论：大蒜素能通过降低糖尿病大鼠的血糖、肾功、Vimentin和α-SMA的蛋白表达，升高CK-18蛋白表达来改善糖尿病肾间质纤维化的病理改变。

大蒜素；糖尿病肾病；Vimentin；α-SMA；CK18

糖尿病肾病(diabeticnephropathy,DN)是由长期高血糖所导致的糖尿病慢性并发症之一，也是最常见的慢性进展性肾脏疾病。DN早期的表现主要为肾脏体积增大，肾小球及肾小管基底侧膜增厚，并逐渐进展为肾小球硬化、细胞外基质(extracelluarmatrix,ECM)增生，最终发展成肾功能衰竭，随着糖尿病肾病发生率的逐年上升，导致肾脏慢性疾病(Chronicrenaldisease,CRD)的患病率也逐年提高，因此对DN的研究具有十分重要的意义。本研究项目拟通过建造糖尿病肾病大鼠模型，然后给予中药大蒜素进行药物干预，观察其对糖尿病肾间质纤维化的影响，以期为临床应用大蒜素治疗糖尿病肾间质纤维化提供坚实的理论基础和实验依据，为临床治疗糖尿病肾病提供一个新的治疗途径和方法。

1 材料与方法

1.1 实验对象及分组

纯系Wistar大鼠40只(均购自佳木斯大学实验动物中心)，体重均在180～220g。预饲养所有大鼠1周后，将其随机分为2组：其中10只作为正常对照组，给予正常饮食喂养。另外30只大鼠，给予高脂高糖饮食喂养4周后，禁食16h，尾静脉一次性注射2 %STZ25mg/kg，再继续给予高脂高糖饮食喂养4周，然后测定所有造模大鼠的空腹血糖(FBG)和尿糖，以FBG≥16.8mmol/L、尿糖(～)为判定糖尿病肾病大鼠模型成功的标准。再将造模成功大鼠分为2组：糖尿病对照组和大蒜素组，继续给予高脂高糖饮食饲养至整个实验结束。正常对照组仍继续给予基础饲料喂养。

1.2 给药方法

从实验第9周起，大蒜素组给予大蒜素注射液60mg/(kg·d)腹腔注射；而正常对照组和糖尿病对照组均同时给予等量生理盐水腹腔注射，整个药物干预持续时间为12周。

1.3 留取标本及检测指标

整个实验结束后，用生物代谢笼收集所有组大鼠24h的尿液样本，检测各组大鼠的尿素氮(BUN)和24h尿白蛋白排泄率(UAE)；乙醚麻醉大鼠后，内眦静脉留取血液样本，检测各组大鼠的FBG和血肌酐(SCr)；大鼠处死后，取出双肾，用福尔马林固定后制备成石蜡切片样本，镜下观察各组大鼠的肾组织的形态学改变情况，免疫组织化学技术检测CK-18、α-SMA和Vimentin的蛋白表达情况。

1.4 试剂

大蒜素注射液(5mL:60mg，批准文号：国药准字H32025639，购于江苏正大天晴药业股份有限公司)；链脲佐菌素(STZ，Sigma公司)；α-SMA(购于上海亚培生物科技有限公司)；Vimentin、CK-18(购于武汉博士德生物工程有限公司)；BUN、尿蛋白、FBG和肌酐试剂盒(购于南京建成生物工程研究所)。

1.5 统计学方法

采用SPSS13.0统计软件处理分析；组间数据比较采用单因素方差分析，组间数据两两比较采用t检验，以P<0.05为具有统计学意义。

2 结果

2.1 肾组织的形态学变化

正常对照组大鼠肾组织的结构清晰，肾小球系膜区无明显改变，细胞基质也未见增多，无炎症细胞浸润；与之相比，糖尿病对照组大鼠的肾小球及小管体积明显变大，基底膜增厚，系膜区细胞基质增生，肾间质可见纤维化及炎症细胞浸润；大蒜素组大鼠的肾小球及肾小管体积减小，基质增生程度显著减弱，无炎细胞浸润。

2.2 各组大鼠生化指标的比较

与正常对照组相比，糖尿病对照组大鼠的FBG、BUN、Scr和UAE均显著增高(P<0.01)，给予大蒜素干预后，大鼠的FBG、BUN和UAE的表达水平则显著降低(P<0.01)，Scr的表达水平降低(P<0.05)。见表1。

表1 各组大鼠代谢指标的比较±s)

注：与模型组比较，*P<0.05，**P<0.01；与正常对照组比较，#P<0.05，##P<0.01。

2.3CK-18、α-SMA和Vimentin的表达

与正常对照组相比，糖尿病对照组大鼠肾组织的Vimentin和α-SMA的表达水平显著增加(P<0.01)，CK-18的表达水平显著降低(P<0.01)；给予大蒜素干预后，Vimentin的表达水平明显降低(P<0.05)α-SMA的表达水平显著降低(P<0.01)，CK-18的表达水平显著升高(P<0.01)。见表2。

表2 CK-18、α-SMA 和Vimentin 在各组中的 表达(阳性细胞比率，

注：与模型组比较，*P<0.05，**P<0.01；与正常对照组比较，

#P<0.05，##P<0.01。

3 讨论

糖尿病肾病主要的特征是蛋白尿、血肌酐升高、肾小球硬化和肾小管间质纤维化，肾间质纤维化是糖尿病肾病进展至终末期肾病的最主要病理特征。肾间质纤维化是由多种因素共同作用导致的结果，其中更以细胞外基质的合成与降解失衡为主要因素，此外还有成纤维细胞的过度增生[1]，其中细胞外基质的增多更是直接导致了肾纤维化的进行性发展。大量以往的研究表明，肾小管上皮细胞在病理条件下发生转分化转变成为肌成纤维细胞，丧失原有的上皮细胞黏附特性[2，3]。

大蒜素作为传统食材——大蒜的主要活性成分，是天然存在的一种含巯基有机化合物，具有广泛的生物学活性，其抗菌、抗肿瘤的药理药效作用以及作用机制已经得到较为深入的研究和证实，而近年来大蒜素的其他药理药效作用也日益得到广泛的研究和证实[4]，这些作用包括：抗氧化、钙拮抗和抗血小板凝集等作用。此外，大蒜素还有抗心、肺、肾、肝纤维化的作用[5]，主要与其能抑制成纤维细胞的增殖，并减少细胞外基质的合成和抑制促纤维化因子的分泌等机制有关。大蒜素对由链脲佐菌素诱导所致的糖尿病大鼠的胰岛保护作用，它可降低糖尿病大鼠的血糖、血脂和血清MDA的表达水平，而提高SOD的生物学活性，作用机制可能与大蒜素能有效改善抗氧化酶活性、提高机体抗氧化能力、提高自由基清除能力、抑制氧化应激损伤，纠正糖尿病大鼠体内氧化和抗氧化的失衡有关[6～8]。另有文献报道，大蒜素还可降低糖尿病肾病大鼠肾组织中的CollagenI、TGF-β1及p-ERK1/2的表达，具有保护肾的作用[9]。

本研究发现大蒜素对糖尿病肾病具有一定的疗效，发现它能降低糖尿病大鼠的血糖和 肾功水平，使肾组织的CK-18蛋白表达升高，而Vimentin、α-SMA的蛋白表达降低，所以大蒜素对糖尿病肾病大鼠肾脏的调控作用可能是通过抑制上皮细胞的特异蛋白CK-18表达的降低和Vimentin、α-SMA的蛋白升高来实现的，为临床应用大蒜素防治糖尿病肾间质纤维化提供了有力的理论基础和实验依据。

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黑龙江省教育厅项目，编号：12541823。

栾海艳(1979～)女，黑龙江佳木斯人，博士，讲师，硕士研究生导师。

贾琳琳(1975～)女，黑龙江佳木斯人，博士，副教授，硕士研究生导师。E-mail:zhangshurui175@163.com。

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