黃仁發(fā),梁群卿,吳金玉,向少偉,龍 韻,康 雷
(1.廣西中醫(yī)藥大學附屬瑞康醫(yī)院,南寧 530011;2.廣西中醫(yī)藥大學第一附屬醫(yī)院腎內科,南寧 530023;3.北京中醫(yī)藥大學東直門醫(yī)院門診辦公室,北京 100700)
目前認為,腎小管上皮-間質細胞轉分化(Epithelial-mesenchymal transformation,EMT)是腎間質纖維化(Renal interstitial fibrosis,RIF)形成最重要的病理過程[1]。我們的前期臨床研究表明,六味地黃湯及其怡腎湯(六味地黃湯加桂枝、荊芥、大黃)能改善5/6腎切除大鼠腎臟病理,減少CKD患者的蛋白尿,改善腎功能,降低血清纖維連接蛋白、IV型膠原纖維等致纖維因子,改善CKD患者的免疫功能,抑制微炎癥狀態(tài),有較好的抗腎纖維化作用[2~6]。但加味六味地黃抗腎纖維化的信號機制尚未完全清楚。本研究中,我們探討該方對單側輸尿管梗阻(UUO)大鼠腎組織轉化生長因子-β1(transforming growth factor-β,TGF-β1)及EMT 的影響。
10~12周齡健康雄性清潔級 SD(Sprasue-Dawley)大鼠,體質量(210±34)g共45只,購自上海斯萊克景達實驗動物有限公司(動物合格證號SCXK(湘)2009-0004),在廣西中醫(yī)藥大學實驗動物學部飼養(yǎng),在室溫18~25℃、相對濕度50% ~60%、人工12 h晝/夜循環(huán)照明環(huán)境中用全價營養(yǎng)、分籠飼養(yǎng)。每日定時清洗籠舍,大鼠能自由攝食及飲水。
BX-50生物光學顯微鏡、水平電泳槽、TGF-β1多克隆抗體(santa cruz,sc-146)、α-SMA多克隆抗體(santa cruz,sc-58670)、E-Cadherin 多克隆 抗 體(santa cruz,sc-31020)、SP 免疫組化試劑盒(北京中杉金橋生物技術有限公司)、蛋白提取試劑盒(上海申能博彩生物技術公司)、BCA蛋白定量試劑盒(江蘇碧云天生物技術公司、PMSF(江蘇碧云天生物技術公司)、PDVF膜(蘇州廣惠科技有限公司)。
加味六味地黃湯組成:熟地黃10 g,山茱萸10 g,干山藥 15 g,澤瀉 10 g,茯苓 12 g,丹皮 10 g,大黃10 g,桂枝 10 g,丹參 15 g,黃芪 30 g,以上藥物共132 g,均購自廣西中醫(yī)藥大學附屬瑞康醫(yī)院藥劑科。先將藥材用相當于藥材5倍的自來水浸泡2 h,煮沸后再微火煎煮30 min,過濾后收集煎液,原藥渣加少量水煎煮得二煎液。兩煎液混合,于水浴恒溫器上濃縮至濃度為每毫升藥液含生藥1 g。
大鼠適應性飼養(yǎng)1周后,10%的水合氯醛(3 ml/kg)腹腔注射麻醉大鼠,然后將大鼠俯臥位固定于大鼠固定板上,鼠背部左肋下備皮,常規(guī)消毒,沿腋后線從左肋下向尾部方向剪開皮膚,鈍性分離皮下肌層和組織,暴露左腎,沿腎蒂向腎下極方向尋找輸尿管,在輸尿管上段行雙線(4號絲線)結扎,兩結扎點間剪斷輸尿管,逐層縫合皮下組織和皮膚,假手術組除不結扎輸尿管外其他手術步驟均相同。
健康成年SD大鼠90只,按體質量隨機分為假手術組(n=30)、模型組(n=30)、中藥組(n=30),3組組內再分為7 d、14 d、28 d 3個時間點,每個時間點處死10只大鼠,假手術組和模型組每日給予生理鹽水(2 ml/只/d)灌胃;中藥組在造模后按上法制備加味六味地黃湯藥液(2 ml/只/d)灌胃;留取各組大鼠血液及左腎組織檢測相關指標。
1.6.1 腎功能檢測 收集血液,自動生化儀檢測腎功能尿素氮(BUN)和肌酐(Scr)水平。
1.6.2 腎臟病理檢測 取左側1/2腎臟置于4%多聚甲醛磷酸緩沖液中,將標本按順序脫水、石蠟包埋、切片、行HE染色和Masson染色,于光學顯微鏡下觀察腎間質改變并攝像。按以下方法進行評估[7]:首先計算30個高倍視野(×400)腎皮質中發(fā)生損害(腎小管擴張、萎縮、管型、壞死或小管炎)的腎小管數目和總腎小管數,以損害的腎小管數占總腎小管數的百分比表示。腎間質纖維化程度進行半定量評估,分值為0~4分,0分為正常;1分為腎間質纖維化面積不超過視野25%;2分為25%~49%;3分為50%~75%;4分為超過75%。計算30個腎皮質高倍視野(×400),求和、取平均數,得該標本腎間質纖維化分值。
1.6.2 免疫組織化學法檢測各組大鼠腎組織α-SMA、E-Cadherin蛋白的表達 切片常規(guī)脫蠟至水,3%H2O2阻斷滅活內源性過氧化物酶,0.01M枸櫞酸緩沖液煮沸修復抗原,羊血清工作液封閉,分別滴加α-SMA多克隆抗體(1∶150)、E-Cadherin多克隆抗體(1∶150),37℃ 孵育 30 min,4℃ 過夜。DAB顯色5~20 min,顯微鏡下觀察大鼠腎組織蛋白表達的量及部位,腎小管上皮細胞胞漿有棕黃色顆粒為陽性,不著色者為陰性。每個標本隨機選取10個皮質及外髓不重疊高倍(200×)視野計算細胞陽性率。細胞陽性率=陽性細胞數/視野所有細胞數×100%,取平均值作為每只實驗大鼠的檢測值,然后通過統(tǒng)計學方法進行半定量分析。
1.6.3 Western blot法檢測各組大鼠腎組織TGF-β1蛋白的表達 取保存的腎組織50~100 mg在冰上剪成碎片,加入蛋白裂解液提取組織總蛋白,BCA法檢測蛋白濃度。按Western blot步驟進行電泳、轉膜,進行 TGF-β1 多克隆抗體(1∶300)、β-actin多克隆抗體(1∶300)的免疫檢測,蛋白條帶用IPP圖像分析軟件檢測其OD值,用β-actin蛋白作為內參照,通過計算比值(OD目的蛋白/ODβ-actin)即目的蛋白的表達量來分析TGF-β1蛋白相對表達水平。
表1顯示,假手術組BUN和Scr水平正常,而模型組大鼠第7天開始出現BUN和Scr水平增高,之后逐漸升高,至28 d達到高峰。與假手術組同時間點比較,模型組大鼠BUN和Scr水平增高,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01);與模型組相同時間點比較,中藥組大鼠BUN和Scr水平降低,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。
圖1、2和表1顯示,假手術組大鼠腎小管間質基本正常。而模型組大鼠第7天開始出現腎小管萎縮、間質纖維化,之后病變逐漸加重,至28天腎小管萎縮、間質纖維化達高峰。而經加味六味地黃湯干預后,腎小管萎縮、間質纖維化等病變明顯改善。半定量評分結果表明,與假手術組相同時間點比較,模型組大鼠計分明顯增高,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01);與模型組相同時間點比較,中藥組大鼠腎小管間質評分降低,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。
表1 加味六味地黃湯對大鼠腎功能BUN和Scr水平的影響(±s,mg/dl)
表1 加味六味地黃湯對大鼠腎功能BUN和Scr水平的影響(±s,mg/dl)
注:與假手術組比較:*P<0.05,**P <0.01;與模型組比較:△P <0.05,△△P <0.01
組 別 例數Scr時間點BUN 10 7 d 14 d 28 d 7 d 14 d 28 d假 手 術 組 10 12.15± 4.24 11.96±3.98 12.07± 4.32 0.38±0.08 0.40±0.10 0.42±0.13模 型 組 10 42.56 ±10.64** 46.96 ±9.36** 48.67 ±10.25** 2.21 ±0.68** 2.76 ±0.36** 3.52 ±0.47**中 藥 組 10 34.87± 8.72△ 38.21±6.63△ 39.31±10.86△ 1.60±0.45△ 2.10±0.58△ 2.83±0.69△
圖1 HE染色(×400)
圖2 Masson染色(×400)
表2 各組大鼠腎小管間質半定量評分比較(±s)
表2 各組大鼠腎小管間質半定量評分比較(±s)
注:與假手術組比較:*P<0.05,**P<0.01;與模型組比較:△P<0.05
組 別 例數7 d 14 d 28 d假手術組10 0.12±0.04 0.13±0.05 0.11±0.03模 型 組 10 1.87 ±0.68** 2.62 ±1.12** 4.12 ±1.64**中 藥 組 10 1.28±0.52△ 1.95±0.68△ 3.31±1.84△
假手術組大鼠腎小管可見較多的E-Cadherin陽性蛋白表達,極少量的α-SMA陽性蛋白表達;模型組大鼠第7天即可見到較多的α-SMA陽性蛋白表達,而E-Cadherin陽性蛋白表達減少,隨時間延長α-SMA陽性蛋白表達增多,E-Cadherin陽性蛋白表達下調,至第 28天 α-SMA蛋白達高峰,而 ECadherin陽性蛋白最少,與假手術組相同時間點α-SMA和E-Cadherin蛋白表達比較,模型組表達差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。經加味六味地黃湯治療后,腎小管α-SMA陽性蛋白表達下調,E-Cadherin陽性蛋白上調,與模型組相同時間點比較,差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。
圖3 各組大鼠腎組織α-SMA蛋白表達(免疫組化×200)
表3 各組大鼠腎小管α-SMA蛋白陽性細胞數表達(±s)
表3 各組大鼠腎小管α-SMA蛋白陽性細胞數表達(±s)
注:與假手術組比較:*P<0.05,**P<0.01;與模型組比較:△P<0.05
組 別 例數7 d 14 d 28 d假手術組10 8.72±2.06 9.18± 1.96 8.95± 2.14模 型 組 10 17.26±6.24** 28.58±10.36** 38.71±13.25**中 藥 組 10 11.47±4.82△ 19.67±8.74△ 31.35±7.96△
圖4 各組大鼠腎組織E-Cadherin蛋白表達(免疫組化×200)
表4 各組大鼠腎小管E-Cadherin蛋白陽性細胞數表達(±s)
表4 各組大鼠腎小管E-Cadherin蛋白陽性細胞數表達(±s)
注:與假手術組比較:*P <0.05,**P <0.01;與模型組比較:△P <0.05
組 別 例數7 d 14 d 28 d假手術組10 39.45±15.78 38.21±14.57 38.36±12.05模 型 組 10 30.17±14.22** 26.64±12.18** 21.35±12.56**中 藥 組 10 36.21±10.45△ 32.39±13.66△ 28.47±10.81△
假手術組大鼠腎小管可見少量的 TGF-β1蛋白表達;模型組大鼠第7天即可見到較多的TGFβ蛋白表達,隨時間延長二者表達增多,至第28天達高峰,與假手術組相同時間點比較,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。經加味六味地黃湯治療后,腎組織TGF-β1蛋白表達下調,與模型組相同時間點比較,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。
圖5 各組大鼠腎組織TGF-β1蛋白表達(western blot)
RIF是導致腎功能喪失最主要的病理生理過程之一。RIF形成分子機制復雜,目前認為腎小管上皮-間質細胞轉分化(Epithelial-mesenchymal transformation,EMT)是 RIF形成最重要的病理過程[1]。EMT形成的標志是腎小管上皮細胞失去其上皮細胞表型E-鈣黏蛋白(E-cadherin)和波形蛋白(vimentin),獲得MyoF表型如 α-平滑肌動蛋白(α-SMA)[1],后者通過破壞的腎小管基底膜轉位至腎間質,分泌III型膠原、IV型膠原等細胞外基質增多,從而引起RIF[8]。近年來,已有大量的實驗研究證實,TGF-β1在RIF時EMT過程中起到重要的作用,被認為是最關鍵的致纖維化因子之一[8]。而抑制TGF-β1介導的EMT過程是減輕纖維化的重要手段。
表5 各組大鼠腎組織TGF-β1蛋白的表達(-x ± s,OD 目的/OD 內參)
中醫(yī)理論雖無“腎纖維化”一詞,但各種CKD最終可因久病傷正而導致正虛邪實、濁邪上逆,最終發(fā)展至水腫、癃閉、關格。在RIF的發(fā)生發(fā)展過程中,其本虛標實的病機特點已為大多數醫(yī)家所認可,正不勝邪,“虛、瘀、濕、毒”是重要的四大病理因素,其中“虛”是RIF的根本,腎虛在RIF的整個病程中起至關重要的作用[10]。而“濕”、“瘀”是 RIF的病理基礎,“毒”則是 RIF發(fā)展后期不可忽視的因素[11]。瘀血濁毒貫穿于纖維化整個病變過程中,是引起腎纖維化的主要因素[10]。因此,我們將中醫(yī)藥抑制RIF、延緩腎衰竭進程的切入點應放在補脾腎、祛濕、活血化瘀及排毒上。
六味地黃丸出自宋·錢乙《小兒藥證直訣》,結合RIF時“虛、瘀、濕、毒”的四大病理因素及單味藥研究結果,我們在六味地黃湯基礎上加桂枝、大黃、黃芪、丹參,取桂枝通陽利水濕,大黃通便以排毒,黃芪益氣健脾利水,丹參活血化瘀,取名加味六味地黃湯,全方共奏補益脾腎、利水活血、排毒的功能。本實驗主要探討六味地黃湯加味是否通過阻斷TGF-β1的活化、抑制EMT過程,從而發(fā)揮延緩RIF的發(fā)生發(fā)展的作用。
我們的結果表明,加味六味地黃湯可改善腎小管間質病變及腎功能,提示具有較好的腎保護作用。進一步研究顯示,隨著RIF的程度加重,UUO大鼠腎小管 TGF-β1和 α-SMA表達增多,而 E-Cadherin蛋白表達減少,證實RIF過程中存在TGF-β1介導的EMT過程。而加味六味地黃湯可以下調腎小管TGF-β1和α-SMA的表達,上調E-Cadherin蛋白的表達,提示加味六味地黃湯抗RIF的機制可能與抑制TGF-β1介導的EMT過程有關,但加味六味地黃湯抗RIF的其他機制有待進一步研究。
[1]Strutz FM.EMT and proteinuria as progression factors[J].Kidney Int,2009,75:475-481.
[2]陳北陽,何澤云,龍若庭,等.怡腎湯對大鼠5/6腎切除術后殘腎腎功能及組織形態(tài)學的影響[J].湖南中醫(yī)學院學報,2005,25(3):11-13.
[3]黃仁發(fā),史偉,吳金玉.怡腎湯治療慢性腎衰竭的療效觀察及對免疫功能的影響[J].湖南中醫(yī)藥大學學報,2007,27(6):52-54.
[4]黃仁發(fā),隆獻,吳金玉.怡腎湯對3~4期CKD患者血清LN、CV-Ⅳ和SOD、MDA的影響[J].中國中西醫(yī)結合腎病雜志,2009,10(5):421-422.
[5]康雷,黃仁發(fā),向少偉.加味六味地黃湯對3~4期慢性腎臟病患者微炎癥狀態(tài)的影響[J].中國中醫(yī)基礎醫(yī)學雜志,2011,10(12):1354-1359
[6]何澤云.六味地黃丸對5/6腎切除大鼠殘腎腎小球化生的影響[J].湖南中醫(yī)學院學報,2004,24(2):1-3.
[7]楊椹,寧建平,曾瑩暉,等.糖尿病大鼠腎小管整合素連接激酶的表達及氯沙坦的干預作用[J].中國中西醫(yī)結合腎病雜志,2007 ,8(4):199-201.
[8]Youhua Liu.New Insights into epithelial-mesenchymal transition in Kidney Fibrosis[J].J Am Soc Nephrol,2010,21:212-222.
[9]Yin Z,Xia Y,Luo C,et al.Effects of Silencing Transforming Growth Factor-β1by RNA Interference Plasmid on Rat Renal Allograft Fibrosis Using Smads Pathway[J].Urology,2011,77(3):762-767.
[10]盧祖禮,王小琴.淺析腎纖維化的中醫(yī)病機[J].湖北中醫(yī)雜志,2004,26(11):18-19.
[11]郭小雷,陳敏,王怡.腎間質纖維化的中醫(yī)闡述與探微[J].遼寧中醫(yī)藥大學學報,2010,12(4):243-245.