营养学报 2006 年第 28 卷第 1期 47
枸杞多糖对Ⅱ型糖尿病大鼠肾脏保护作用
及其机制研究
孙桂菊,张 勇,黄 杰 1,王少康,孙子林 2,黄培林 3
(东南大学公共卫生学院营养与食品卫生系,1南京市卫生监督所,2东南大学附属中大医院内分泌科,
3东南大学基础医学院病理学与病理生理学系,南京 210009)
【摘 要】目的:观察枸杞多糖(LBP)对Ⅱ型糖尿病大鼠肾脏的保护作用及机制。
:用链脲佐
菌素(STZ)结合高脂饲料建立Ⅱ型糖尿病大鼠模型,根据胰岛素敏感指数、糖耐量曲线下面积分为
模型组,LBP 低、中、高剂量组[20、40、80 mg/(kg bw∙d)],同时设立正常对照及正常高剂量对照组,
试验期 1 个月。检测 LBP 对Ⅱ型糖尿病大鼠血清糖基化终产物-肽(AGEs-P)、糖基化血红蛋白(HbAlc)
及肾脏白介素-8 (IL-8)含量、肾脏病理变化的影响。结果:LBP 可降低Ⅱ型糖尿病模型大鼠血清 AGEs-P
及血浆 HbAlc 与肾脏中 IL-8 含量,肾脏病变明显改善。结论:LBP 可降低模型大鼠糖基化终产物的产
生,减少肾脏 IL-8 的分泌,从而预防糖尿病肾病的发生。[营养学报,2006,28(1):47-50 ]
关键词:枸杞多糖;糖尿病肾病;糖基化终产物;白细胞介素-8
中图分类号:R587.1 文献标识码:A 文章编号:0512-7955(2006)01-0047-04
STUDY ON THE PROTECTIVE EFFECT OF LYCIUM BARBARUM POLYSACCHARIDES
ON KIDNEY AND ITS MECHANISM IN TYPE Ⅱ DIABETIC RATS
SUN Gui-ju,ZHANG Yong,HUANG Jie1,WANG Shao-kang,SUN Zi-lin2, HUANG Pei-lin3
(Department of Nutrition and Food Hygiene, School of Public Health, Southeast University; 1 Nanjing Health Inspection Bureau; 2 The Endocrine
Section of Zhongda Hospital, Southeast University; 3 Department of Pathology and Pathophysiology, School of Basic Medical Science, Southease
University, Nanjing 210009,China)
【Abstract】Objective: To study the protective effect of Lycium babarum polysaccharides (LBP) on
kidney in type Ⅱ diabetic rats and its mechanism . Method:The animal model of type Ⅱ diabetes was
established by injecting streptozotocin combined with feeding high-lipid ration to SD rats. According to
serum insulin , the insulin sensitivity index (ISI) and the area under the curve of glucose tolerance, the
model rats were divided into four groups, including model group, LBP low , medium and high dose groups
[20, 40, 80 mg/(kg bw·d)]. At the same time, normal control group and normal LBP high dose group were
alloted. The levels of advanced glycosylation endproducts-peptide (AGEs-P) in serum, hemoglobin A1c
(HbA1c) in plasma, and interleukin-8 (IL-8) in renal cortex were detected after given LBP for 1 month. The
histopathological picture of kidney was also observed. Results: Serum AGEs level, plasma HbA1c level
and IL-8 secretion after given LBP in diabetic rats were reduced, and the kidney lesion was ameliorated.
Conclusion: LBP can prevent diabetic nephropathy by reducing AGEs and the secretion of IL-8 in kidney
of typeⅡ diabetic rats. [ACTA NUTRIMENTA SINICA, 2006, 28(1): 47-50]
Key words : Lycium barbarum polysaccharide (LBP) ; diabetic nephropathy ; advanced glycosylation
endproducts-peptide (AGEs-P);interleukin-8 (IL-8)
收稿日期:2005-06-02
基金项目:南京市科技局社会发展基金(No. 200301093-2)
作者简介:孙桂菊(1963-),女,教授,博士,E-mail: gjsun@seu.edu.cn;jsun06@hotmail.com
48 Acta Nutrimenta Sinica, Feb., 2006, Vol.28 No.2
糖尿病肾病(diabetic nephropathy, DN)是糖
尿病慢性血管并发症之一,其发生机制尚无定论,
目前研究较多的是组织非酶糖基化终产物
(advanced glycosylation endproducts,AGEs)蓄
积[1]、醛糖还原酶(aldose reductase,AR)活性
改变[2]等。近年来又发现 IL-8 与 DN 发病有关[3]。
枸杞多糖(Lycium barbarum polysaccharides,LBP)
是枸杞子有效成分之一。我们曾报道 LBP 具有降血
糖作用,并可提高模型大鼠的胰岛素敏感指数
(ISI)。本研究主要观察 LBP 对Ⅱ型糖尿病大鼠肾
脏保护作用及其机制。
1 材 料 与 方 法
1.1 样品
LBP 按相关文献[5]进行提取。
1.2 主要试剂、仪器
链脲佐菌素(streptozotocin,STZ),Sigma
公司产品;DNA自动扩增仪,Techne Incorporated;
EPS 604 稳压稳流电泳仪,南京科宝仪器研究所;
岛津-10A 高效液相色谱仪,日本岛津公司;IS-1001
凝 胶成像系统 , 上海复日科技有限公司。
1.3 Ⅱ型糖尿病大鼠模型的建立
据文献[4]建立Ⅱ型糖尿病动物模型,其条件为:
(1)胰岛素敏感指数 ISI=ln[1/(空腹血糖值×血清
胰岛素水平)],ISI≤正常大鼠 ISI 的均值减 1个标
准差;(2)葡萄糖耐量实验曲线下面积≥26;(3)
空腹胰岛素不小于正常大鼠的均值减一个
差。
1.4 动物分组
将糖尿病模型大鼠随机分为 4组,分别为模型
组(model),继续给予高脂饲料,灌胃蒸馏水;LBP
低、中、高剂量组,在给予高脂饲料的同时灌胃给
予 LBP 20、40、80 mg/kg bw。同时设正常对照组
和正常 LBP 高剂量组,喂普通饲料,后者灌胃给予
LBP 80 mg/kg bw。持续灌胃 1个月后,动物断尾取
血测定 HbAlc、血清 AGEs-P 含量,处死后取肾脏进
行病理学检查和用免疫组化及逆转录聚合酶链式反
应(RT-PCR)进行肾脏 IL-8 mRNA 含量测定。
1.5 指标测定
1.5.1 大鼠肾脏 IL-8 含量的测定:免疫组化法:试
剂盒购自福州迈新生物制剂公司,操作步骤按试剂
盒
书进行。大鼠肾脏组织 50~100 mg,用异丙
醇-乙醇一步法离心提取 RNA,使用晶美生物工程公
司的试剂盒,采用RT-PCR技术对肾脏组织中的mRNA
进行逆转录扩增,以β-actin 作为内参对照,PCR
反应产物进行琼脂糖凝胶电泳,在图像扫描仪下观
察并扫描入电脑,用统计软件处理,得出目的条带
与内参照条带的光密度比值。
1.5.2 血清 AGEs-P 的测定:流动注射分析法[6]。
1.5.3 血浆 HbAlc 的测定: 采用德国拜耳公司的
DCA 2000 型糖化血红蛋白分析仪测定。
1.6 统计方法
数据以 x ±s
示,采用 SAS 6.12 统计软件对
数据进行统计分析。
2 结 果
2.1 LBP 对血清 AGEs 和 HbAlc 含量的影响(表 1)
Table 1 The effect of LBP on AGEs level in serum and
HbAlc level in plasma in type Ⅱdiabetic rats( x ± s)
Group LBP (mg/
kg·bw)
n HbAlc in
Plasma (%)
AGEs-P in
serum (µg/ml)
Model 7 7.7±1.3 5.22±0.80
Low LBP 20 8 6.3±1.3b 3.07±0.45a
Med LBP 40 7 5.8±1.1b 3.01±0.84a
High LBP 80 8 5.2±0.9b 2.73±0.84a
NH 80 7 3.8±0.9a 2.84±0.80a
NC 0 10 3.8±0.7a 2.87±0.56a
Low=low dose,Med=medium dose,High=high dose,NH=high dose of
LBP in normol,NC=normal control;△F=15.89,P<0.001;#F=12.69,
P<0.001;a:compared with the model group (P<0.05) b:compared with
the model group and the normal group (P<0.05) , the same in below
LBP 低、中、高剂量组 HbAlc 水平明显低于模
型组,但仍高于正常对照组,差异有显著性(P<
0.05)。各实验组大鼠血清中 AGE-P 的水平,模型对
照组,显著高于其它各组(F =12.69,P<0.05)。
2.2 LBP 对肾脏病理学改变的影响(图 1A-E)
、
A
B
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A:normal control;B:model;C:LBP low dose group
D :LBP medium dose group;E:LBP high dose group
Fig. 1 The histopathological observation of kidney under
microscope (HE staining)
实验结束时模型组光镜下可见肾小球明显增
大,肾小球毛细血管基底膜弥漫性增厚、系膜区增
宽,近端肾小管上皮细胞呈现大量空泡变性。LBP
低、中、高剂量组与模型组相比,肾小球系膜区增
宽、基底膜增厚均较轻,肾小管空泡变性较少。
2.3 LBP 对模型大鼠肾脏 IL-8 含量影响(图 2 A-E)
A:normal control;B:model;C:LBP low dose group;
D:LBP medium dose group;E:LBP high dose group
Fig. 2 The histopathological observation of kidney under
microscope (immune histochemistry staining)
2.3.1 免疫组化法检测:模型组的肾小球基底膜和
内皮细胞的胞浆中有 IL-8 免疫阳性物质沉积,LBPg
各剂量组的免疫阳性物质沉积率明显降低,肾小球
基底膜上的显色降低,正常对照组不显色。
2.3.2 RT-PCR:实验结束时 LBP 各剂量组肾脏皮质
IL-8 mRNA 含量明显低于模型组,差异显著(P<
0.05),低、中剂量组仍高于正常对照组(P<0.05),
而高剂量组与正常对照组比,差异不显著(P>0.05,
图 3,表 2)。
3 讨 论
DN 是糖尿病特别是非胰岛素依赖型糖尿病的
严重并发症之一。AGEs 是由蛋白质的游离氨基端与
还原糖(如葡萄糖)经过一系列非酶促反应形成的结
构多样的不可逆聚合物,研究发现小分子糖基化终
产物-肽(AGE-P)可与靶组织或蛋白(如胶原、低密度
脂蛋白)再次共价联结形成第二代 AGEs,从而在糖
尿病、尿毒症等慢性血管并发症中发挥更重要的作
用[7]。肾脏对小分子 AGEs-P 清除能力下降可明显
B
C
E
A
C
D
E
D
E
B
50 Acta Nutrimenta Sinica, Feb., 2006, Vol.28 No.2
加重糖尿病患者血管病变的发生和程度[8]。糖尿病
人血清 AGEs 水平明显高于正常人,动物实验或临
床试验证明,运用 AGEs 抑制剂-氨基胍等可预防或
延缓 DN 等并发症的发生[9,10]。另外 Tashiro 等[11]
报道 DN 患者尿中 IL-8 含量明显升高,可通过尿中
IL-8 含量评估 DN 病人肾脏受损程度。IL-8 分泌上
调可使肾小管上皮细胞和间质细胞向肌纤维母细
胞的表型转化,基质产生增多,加速肾小管间质病
变病理过程。
1 2 3 4 5 6 7
1 and 7. molecular weight marker; 2.LBP high dose group;
3.LBP medium dose group; 4. LBP low dose group;
5.diabetic model group; 6.normal group
Fig. 3 The comparison of IL-8 mRNA expression in the
renal cortex
Table 2 The effect of LBP on IL-8mRNA expression in
the renal cortex
Group n
LBP
Supplement
(mg/kg bw)
IL-8mRNA RT-PCR
electrophoresis△
(gray scale)
Model 7 - 0.80±0.22
Low LBP 8 20 0.52±0.18
Med LBP 7 40 0.41±0.12a
High LBP 8 80 0.29±0.04a
High in normal rats 7 80 0.23±0.03a
NC 10 0 0.24±0.05a
△F=78.42,P<0.0001,a:Dunnett’s T-test, compared with the model
group (P<0.05)
本研究表明,各实验组大鼠血清中 AGEs-P 以
模型对照组最高,与我们以往报道的相同[12],也与
孙子林等[1]的结果一致。LBP 各剂量组大鼠血清
AGEs-P与肾脏 IL-8含量均明显低于模型对照组(P
<0.05),说明 LBP 可降低糖尿病大鼠糖基化终产
物的产生,进而降低体内 IL-8 的分泌,从而减轻
糖尿病所引起的肾脏损害,从肾脏病理组织学的改
变也可得到证实。故 LBP 作为降血糖,预防 DN 的
保健食品与药品具有广阔的开发前景。
[参 考 文 献]
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IL-8→
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