姜黄素对高尿酸血症大鼠肾组织中TGF-β1、NF-κB表达的影响

唐慧军,刘 巧

(1.江苏盛迪亚实业有限公司长沙分公司临床研究部,湖南 长沙 410000; 2.郴州市第一人民医院药学部,湖南 郴州 423000)

高尿酸血症是一种体内嘌呤代谢失调所导致的一种病症,尿酸高是导致痛风、肾脏损害和心脑血管疾病的重要原因。但单纯饮食控制和改变生活方式至多只能降低70～90 μmol/L尿酸,疗效有限,药物治疗是重要手段。指南建议应综合考虑药物的适应证、禁忌症和高尿酸血症的分型来选择降尿酸药物[1-2]。姜黄素在体内和体外都进行了60年的广泛研究,姜黄素具有多种药理肾保护作用,包括抗氧化和抗炎[1]。近期研究显示,每天服用姜黄素可以改善乙醛酸诱导的草酸钙沉积和小鼠的肾损伤[2]。此外,姜黄素已被证明可抑制氧化应激、炎症、高尿酸血症(在氧诱导的、甘油诱导的和重金属诱导的肾损伤动物模型中)。此外,姜黄素显著改善腺嘌呤诱导的大鼠慢性肾病的肾损伤和氧化应激,因此本研究探索了姜黄素对高尿酸血症大鼠肾组织中TGF-β1、NF-κB表达的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料

甲组大鼠:给予氧嗪酸钾进行高尿酸血症化处理后大鼠,给予羧甲基纤维素钠(CMC-Na)灌胃。

乙组大鼠:给予氧嗪酸钾进行高尿酸血症化处理后大鼠,给予姜黄素灌胃。

对照组:未经高尿酸血症化处理的正常大鼠,给予羧甲基纤维素钠(CMC-Na)灌胃。

1.2 方法

将氧嗪酸钾溶于0.5% CMC-Na,对甲组及乙组按大鼠体重予以759mg/kg溶液进行灌胃,持续4周,制备高尿酸血症模型。检测血清中尿酸(UA)、肌酐(Scr)、尿素氮(BUN)含量;采用游标卡尺对关节肿胀[关节肿胀度(mm) = 造模后的踝关节直径(mm)-造模前的踝关节直径(mm)[3]]度进行评分,测定3次,取其平均值,评估是否建模成功。模型成功后,乙组给予姜黄素200mg/kg(用前溶解在0.5% CMC-Na),1次/d灌胃,干预治疗时间为8周,甲组及对照组均给予等量的0.5% CMC-Na灌胃8周。

1.3 观察指标

干预治疗8周后,三组大鼠进入代谢笼饲喂24h,在此过程中,大鼠可自由进食及饮水。

三组大鼠各采集眶静脉血1.5 mL,以4500 r/min的速度离心10分钟,取上清;收集三组大鼠24h尿样,采用3000转/分钟的离心5分钟,取上清,24小时内,采用日立全自动生化分析仪测定血清中的UA、Scr、BUN、胱抑素(Cys-C)水平和尿蛋白含量。比较三组的UA、Scr、BUN、Cys-C、24 h 尿蛋白定量水平。

12周样本采集结束时,大鼠经腹腔内水合氯化醛麻醉,并在大鼠心脏采血后立即将其两侧肾组织分开,将其放置在40 g/L的聚乙烯醇溶液中,24小时后用石蜡包埋,并将其切片,采用 HE和 Masson染色,在光镜下观察肾组织的病理改变,同时用免疫组化方法检测TGF-β1和NF-κ B。在高倍镜中,选择10个非交叠的视野,用 Image-pro-plusversion6.0图象分析软件检测肾组织TGF-β1和NF-κ B的表达,并对其进行了半定量的分析。测定各TGF-β1和NF-κ B在肾组织中的表达情况。

1.4 统计学方法

使用SPSS 26.0软件处理数据,计量数据采取t检验,P<0.05表示差异有意义。

2 结果

2.1 三组的UA、Scr、BUN、24 h 尿蛋白定量、Cys-C 水平比较

与对照组比较,甲组和乙组 UA、Scr、BUN、24 h 尿蛋白定量、Cys-C 水平均升高(P<0.05);乙组较甲组血清 BUN、Scr、24 h 尿蛋白定量、Cys-C 均下降(P<0.05)。 见表1。

表1 三组的UA、Scr、BUN、24 h 尿蛋白定量、Cys-C 水平比较

2.2 三组的TGF-β1、NF-κB 表达水平比较

免疫组化检测结果显示甲组和乙组的 TGF-β1、NF-κB 表达水平较对照组升高,并具有统计学差异(P<0.05);但乙组TGF-β1、NF-κB表达量较甲组更低,并具有统计学差异(P<0.05)。如表2

表2 三组的TGF-β1、NF-κB 表达水平比较

3 讨论

姜黄素在有机溶剂如醋酸和乙醇中溶解,在水中不易溶解;由于其不稳定,易分解,其稳定性受到溶液 pH的影响。所以本项目设计采用0.5% CMC-Na溶解后灌胃处理。

姜黄素已知的药物效应有(1)抗癌效应:在肿瘤发生的各个阶段,姜黄素均能对其产生影响,其机制包括:抑制肿瘤血管生成,抑制肿瘤基因表达,抑制肿瘤侵袭和转移,诱导肿瘤细胞凋亡,提高肿瘤细胞对化疗的敏感性。(2)抗肝纤维化:姜黄素具有抗胰脏纤维化、抗肝纤维化等作用。且姜黄具有抗肾间质纤维化的作用。(3)抗氧化剂:姜黄素作为一种天然的抗氧化剂,具有很强的抗氧化能力,它能通过与酚类羟基的结合来实现对自由基的捕捉和清除。姜黄素可与多种与炎症有关的分子靶标发生反应,其机制是降低脂氧化酶、 NOS活性、COX-2,抑制TNF-α,IL-1,IL-2,IL-6,IL-8,IL-12,单核细胞的趋化及转移抑制蛋白的生成,通过降低丝分裂原激活蛋白和 Janus激酶的表达,可以调节炎症反应。(4)心血管病的防治:AMI患者血清中的PAPP-A和TNF-α含量均显著增高,而姜黄素能抑制 AMI的表达,抑制心室重塑。姜黄素具有抗心肌缺血-再灌注诱导的氧化应激损伤的作用;Cur通过抑制缺氧/再氧损伤所致的心肌细胞凋亡,具有一定的抗凋亡能力,其机制与 Cur活化PI3-K/Akt相关。Cur对Ca2+/CaN信号传导途径的抑制有显著的抗血管内皮细胞肥大效应[4-5]。(5)其他作用:姜黄对大脑有一定的保护作用,其作用可能与IGF-1信号途径的调节有关;它还与HMGB1的合成和释放的抑制相关。

细胞在受到外界因素的刺激后,细胞质中的NF-κ B被分离并激活,并进入细胞内与DNA结合,调控多种蛋白的表达参与了细胞的生理和病理反应。此外,NF-κ B细胞因子与肾病之间的相关性也已取得了一些进展[5-7]。NF-κ B基因的转录调节首先在免疫细胞中进行。尤其是NF-κ B在人体的免疫应答中起重要作用。但NF-κ B广泛分布于身体的各个组织细胞。NF-κ B基因在肾小球系膜、肾小球上皮、肾小管上皮。NF-κ B激活是影响肾病发生的重要因素之一,它参与调节炎症介质和细胞因子的生成。NF-κ B是一种基因转录因子,参与了肾病过程中的炎症介质及细胞因子的调控。因此,通过对NF-κ B的研究,可以更好地了解细胞因子与炎症介质的相互关系,从而了解其对肾脏疾病的影响[6-7]。

高尿酸血症可通过调节TGF-β1基因表达,从而加速慢性肾病的发生。高尿酸血症可引起肾小球内皮细胞的功能损害,并可能通过调节其表达来抑制肾小管上皮细胞增殖,诱导细胞外基质的大量表达,从而引起肾组织的病理变化[8-9]。TGF-β可促进 ECM的合成,并抑制其降解,从而达到肾纤维化目的[10]。

本研究中,与对照组比较,甲组和乙组 UA、Scr、BUN、24 h 尿蛋白定量、Cys-C 水平均升高;乙组较甲组血清 BUN、Scr、24 h 尿蛋白定量、Cys-C 均下降;而免疫组化检测结果显示甲组和乙组的 TGF-β1、NF-κB 表达水平较对照组升高,但乙组 TGF-β1、NF-κB 表达量较甲组更低。正常肾脏中TGF-β1的表达量很低,但在损伤的肾小球和肾小管中有明显的表达。TGF-β1不但对 ECM的降解有一定的抑制作用,而且可以诱导 ECM等 ECM组分的表达和积累,姜黄素能通过拮抗 Wnt/β-catenin信号,抑制TGF-β1对肾小管上皮EMT的作用,从而延缓其发生。另外NF-κ B被广泛地认为是调节细胞因子的一个关键因素,它能调控TNF-α、IL-6等细胞因子的表达量,进而影响机体的炎症反应、免疫反应、细胞凋亡,而姜黄素能下调NF-κ B,降低大鼠肾脏间质炎症和肾脏纤维化的作用。