玉米须提取物对小鼠糖尿病足模型的炎症干预作用研究

孙秋，闫禹竹，王海英，王俊志*

(1.黑龙江中医药大学附属第一医院，黑龙江 哈尔滨 150040；2.哈尔滨市第二医院，黑龙江 哈尔滨 150056)

糖尿病的各种血管疾病并发症中，以动脉硬化性闭塞病症最为严重[1]，糖尿病的周围动脉硬化发展快、程度高[2]，后果严重，一旦发生坏疽，其截肢率是不患糖尿病患者的40倍。糖尿病性动脉硬化闭塞症初始表现为缺血，继而由于足应力、外伤等因素出现感染和神经病变，形成严重下肢病变即为糖尿病足(Diabetic Foot，DF)，最终可致肢体截肢，有统计显示一侧截肢的患者，三年后约有将近1/3需再行对侧肢体截肢[3]。玉米须是我国历史悠久的中药材，夏、秋玉米果实成熟时收集后除去杂质，鲜用或晒干生用，《中药学》教材记载其甘淡渗泄、功专利水渗湿消肿，药性平和、能利湿而退黄，故阴黄阳黄均可应用[4]。现代药理表明玉米须含有挥发油、脂肪油、树脂、生物碱、皂苷、柠檬酸等[5]，具有较强的抑菌、利尿、降压、降糖、降脂、增强机体免疫力等作用。

1 材料

1.1 实验动物

清洁级昆明种小鼠150只，体质量(24.0±3.0)g，购自黑龙江中医药大学动物实验中心，实验动物使用许可证号为SYXK(黑)2013-012。实验饲养温度和相对湿度分别为20～26 ℃、40%～70%，实验开始前所有小鼠常规饲养，自由饮水[6]。

1.2 药物与试剂

链脲佐菌素(STZ)、柠檬酸购自西格玛公司；血糖仪和血糖试纸购自罗氏诊断公司。白细胞介素-1(IL-1)、超敏反应蛋白(hs-CRP)、血管细胞黏附分子-1(VCAM-1)、细胞间黏附分子-1(ICAM-1)、单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)试剂盒由武汉伊莱瑞特生物科技股份有限公司提供。

1.3 仪器

超声波粉碎机(上海净信，XM-650T)；水浴恒温振荡器(精达仪器，HZS-HA)；超低温冰箱(博科，BDF-86V398)；电子天平(德国Sartorius，BSA224S)；高速离心机(中国Anke，TGL-20B)；全自动酶标仪(赛默飞世尔，Multiskan FC)[6]。

2 方法

2.1 玉米须提取方法

将0.2 kg干燥玉米须用超声波粉碎机粉碎，将玉米须融入50 ℃的1.5 L蒸馏水中使用水浴恒温振荡器提取2遍，滤渣后收集玉米须滤液，滤液放置高速离心机内离心后留取上清液，水浴80 ℃浓缩后置真空干燥器内至水分干燥完全，得到玉米须浓缩水溶性提取物，密封至-80 ℃超低温冰箱存储备用。使用时，以蒸馏水溶解提取物即得玉米须提取物水溶液[6-7]。

2.2 实验动物造模

小鼠适应性喂养1周，随后150只小鼠随机分成5组，分别为空白对照组，模型对照组，玉米须提取液高、中、低剂量组，每组30只。空白对照组继续进行基础标准饲料喂养，模型对照组及玉米须提取液高、中、低剂量组给予高脂高糖饮食饲料喂养。除空白对照组外，其余4组在第12周使用链脲佐菌素(STZ)进行DF模型造模，开始造模前12 h小鼠禁食但可自由饮水，将STZ放入到pH值为4.2柠檬酸(浓度为0.1 mmol/L)溶解，之后的5 d按照40 mg·kg-1·d-1剂量给造模小鼠行腹腔注射，造模成功标准为小鼠空腹6 h血糖值>11.1 mmol/L[6-7]。

2.3 给药方法

玉米须提取物不同剂量组按照高剂量组400 mg/kg、中剂量组200 mg/kg、低剂量组100 mg/kg，分别配置治疗液浓度为20 g/L、10 g/L、5 g/L，按照0.02 mL/g标准灌胃，空白及模型对照组给予等体积生理盐水，持续用药30 d，第30天给药后1 h，禁食12 h后行尾部采血指标检测[6-7]。

2.4 检测指标

观察小鼠用药前后的血糖、炎症因子白细胞介素-1(IL-1)、超敏反应蛋白(hs-CRP)、血管细胞黏附分子-1(VCAM-1)、细胞间牲附分子-1(ICAM-1)、单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)的指标含量变化。

2.5 数据处理

3 结果

3.1 小鼠DF模型成功标准

给药前各造模组血糖值均>11.1 mmol/L表示造模成功，同空白对照组相比较，差异有统计学意义(P<0.01)，课题组前期已发表过关于血糖对比情况文章，此处不再赘述[6-8]。

3.2 玉米须提取液对DF小鼠IL-1、hs-CRP炎症因子影响

根据表1可知，给药前空白对照组与各造模组IL-1、hs-CRP炎症因子比较有明显差异(P<0.01)。给药后玉米须提取物高、中、低剂量组与模型对照组相比，均具降低IL-1、hs-CRP炎症因子的作用(P<0.01)，且呈现玉米须提取物剂量浓度依赖性，玉米须提取物高剂量组要明显优于低剂量组(P<0.05)。

表1 玉米须提取液对DF小鼠IL-1、hs-CRP炎症因子影响

3.3 玉米须提取液对DF小鼠VCAM-1、ICAM-1、MCP-1的影响

根据表2可知，用药前空白对照组与各造模组VCAM-1、ICAM-1、MCP-1因子比较有明显差异(P<0.01)。给药后玉米须提取物高、中、低剂量组与模型对照组相比均具降低VCAM-1、ICAM-1、MCP-1的作用(P<0.01)，且呈现玉米须提取物剂量浓度依赖性，玉米须提取物高剂量组要明显优于低剂量组，组间对比，差异有统计学意义(P<0.05)。

表2 玉米须提取液对DF小鼠VCAM-1、ICAM-1、MCP-1影响

4 讨论

糖尿病足是糖尿病神经病变和血管病变引发的合并症，进而引起肢体感染、溃疡、坏疽形成，甚至可导致深层组织破坏终致截肢[9]。血管病变在糖尿病足的发生、发展、预后等方面起着至关重要的作用[10]，血管的炎症反应是糖尿病血管并发症的始发和促动因素，其参与整个血管病变的全程[11]。越来越多的研究表明，糖尿病足不仅是高血糖的疾病，也是一种炎症反应性疾病，炎症因子在糖尿病足及其并发症的发生、发展、演变中起到媒介作用[12]。在糖尿病足的发病过程中，会激发一系列的炎症反应，内皮细胞激活导致黏附分子表达，如VCAM-1、ICAM-1因子，吸引炎性细胞因子如单核细胞、中性粒细胞等到达较早期的损伤部位[13]。细胞内炎性信号通路在动脉粥样硬化斑块中的免疫细胞、内皮细胞和平滑肌细胞等多类型细胞内激活及表达起到至关重要的作用，各类细胞受其调节分泌黏附分子(如VCAM-1、ICAM-1等)，趋化因子(如MCP-1)，促炎性细胞因子(如IL-1β、IL-6等)释放，参与糖尿病性动脉粥样硬化斑块的进展[13]。hs-CRP作为一种炎症性刺激时的急性相蛋白，其在机体受到微生物入侵或组织损伤等情况下由肝细胞合成，是动脉硬化性血管疾病的独立危险因子，是血管并发症的预测因素，其水平的升高与血管并发症有显著的相关性[14]。IL-1作为一种敏感的炎性急性期指标，介导内皮细胞同白细胞之间的黏附，参与血管机能调节，促进血管平滑肌不同程度地增生、增加血管内膜通透性，同时可诱导纤溶抑制因子和凝血系统激活因子基因表达，诱导炎症因子中性粒细胞向血管内皮下移行[13]。

中医认为糖尿病足属于“消渴”“脱疽”范畴，病因病机为正虚、血瘀、毒聚，虚以气虚、阴虚为主，实以气滞血瘀、湿热壅盛为主，日久内阻气机，气血不生，外蕴肌肤，壅滞经络，气血不通至肢体失养。当以补虚化瘀、解毒通络为治疗大法[15]。古代医学关于本病的记载极为丰富，宋代《圣济总录》中有很多关于“消渴”症状的描述，如“饮水不辍，饮食过人而不觉饱”等，同时还指出“能食而渴者必发脑痈，背痈”，元代罗天益《卫生宝鉴》曰：“足发恶疮，至死不救”。把发生于肢体末端的痈疽，归属于“脱疽”，这些描述说明古代医家已经认识到糖尿病可以并发肢体坏疽，并且对其有了深刻的研究[1，16]，本病严重影响患者的基本生活质量并给患者带来沉重的经济负担和长期的精神痛苦[7]。

本实验研究发现，与模型对照组比较，经玉米须提取液给药后，高、中、低剂量组与DF小鼠模型相比较均具有降低IL-1、hs-CRP的作用(P<0.01)，且呈现玉米须提取物剂量浓度依赖性，高剂量治疗组要明显优于低剂量治疗组降低IL-1、hs-CRP的作用，治疗组间差异有统计学意义(P<0.05)。给药后玉米须提取物高、中、低剂量组与DF小鼠模型对照组相比均具降低VCAM-1、ICAM-1、MCP-1的作用(P<0.01)，且呈现玉米须提取物剂量浓度依赖性，高剂量治疗组要明显优于低剂量治疗组降低VCAM-1、ICAM-1、MCP-1的作用，治疗组间差异有统计学意义(P<0.05)。

综上所述，糖尿病足的病理主要与糖代谢异常、炎症因子的反应相关，玉米须提取液可不同程度地降低FBG、IL-1、hs-CRP、ICAM-1、VCAM-1、MCP-1，改善小鼠的炎症状态，尤其是高剂量组的各项指标改善最为明显。本研究结果提示，炎症因子和炎症反应参与糖尿病足的病理过程，玉米须提取液可以降低血糖、抑制炎症因子的释放，改善血管炎症状态，有利于糖尿病足的恢复。通过此项研究期望可以通过玉米须这种最普通的、药食同源的药物得到更多的启发，降低糖尿病足的治疗成本，发挥更好的社会经济效应，为北药开发提供一定的力量。