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目的:糖尿病肾病(diabeticnephropathy,DN)是糖尿病最严重和最常见的慢性并发症之一,我国1型糖尿病患者DN的患病率约为30%-40%,2型糖尿病约为15%-20%,若不积极治疗,最终可发展为终末期肾衰竭(endstagerenaldisease,ESRD),如何有效地预防和治疗DN是当前医学领域研究的重要课题。DN发病机制还不十分明确,长期高血糖是DN发生的最关键原因,还可能与脂代谢紊乱和血管活性物质、生长因子、细胞因子等激活有关。DN的基本病变是肾小球细胞外基质(extracellularmatrix,ECM)积聚,其主要原因是由于ECM合成增加和降解减少,针对如何遏止或减少ECM的积聚研究日益受到重视,肾小球系膜细胞是分泌、产生细胞外基质的主要细胞之一,对糖尿病肾病病理改变起着重要作用。高血糖对系膜细胞的影响在糖尿病性肾小球硬化中起重要作用,一方面高糖刺激磷酸肌酸激酶(proteinkinaseC,PKC)活性增加和转化生长因子β(transforminggrowthfactor-beta,TGF-β)及糖基化终末产物(advancedglycationendproducts,AGEs)产生增加,从而导致细胞外基质合成增加,另一方面近年来又发现高糖或糖尿病能使系膜细胞的基质降解能力明显下降,早先的研究主要集中在ECM合成方面,而系膜细胞降解能力下降在DN发病中的重要地位是近期才开始受到关注。并有学者认为糖尿病时基质金属蛋白酶(matrixmetalloproteinase,MMPs)在系膜基质降解中起主要作用,由于Ⅳ型胶原是糖尿病肾病系膜区积聚的最主要基质成分,而MMP-2又是降解Ⅳ型胶原的主要MMP,因此对MMP-2的研究成为当前的热点。文献报道30mmol/L葡萄糖培养的系膜细胞产生的MMP-2活性较10mmol/L糖培养的明显降低,这可能也是导致DN中细胞外基质积聚的重要原因之一。DN发生率高,当前治疗效果不佳,迄今为止尚无有效的西药能阻止DN肾功能损害的自然进程,在治疗上也有一定的局限性和不良反应。中药具备多靶点、多层次结合治疗作用和功能调节作用,对糖尿病的治疗不仅仅针对降低血糖,还在于能有效地阻止和延缓DCC的发生和发展。如何应用中医中药延缓其病程进展已引起广大学者的关注,近年来,中医药在防治DN的研究方面做了大量的工作。资料表明生地黄、山药、茯苓、赤芍、泽泻、山萸肉、黄连、葛根等可调节糖脂代谢,改善微循环,抑制肾系膜增生保护肾功能,但单味药疗效不佳,中药复方制剂在临床上使用日益广泛,而大多机理不清楚。为此,本课题选用上述中药组成的复方制剂糖肾饮观察其对肾脏保护作用,体外培养大鼠肾小球系膜细胞,并运用血清药理学方法,利用高糖为刺激物,造成了系膜细胞的急性反应,观察高葡萄糖环境中糖肾饮对大鼠肾小球系膜细胞MMP-2的影响,了解糖肾饮对DN作用的可能机制,为探索糖尿病肾病防治的新途径奠定基础。
方法:将10只雄性Wistar大鼠随机分成2组:实验组(n=5),用糖肾饮进行灌胃,正常对照组(n=5)用等量生理盐水灌胃2周,于末次灌胃2h后,用5%水合氯醛腹腔内注射麻醉,下腔静脉取血,离心取血清,分别制成正常血清和中药复方糖肾饮血清,分装冻存。采用体外培养法培养正常大鼠肾小球系膜细胞,将系膜细胞以3×104/孔接种于是24孔板内,每孔1m1,孵育24h后换成无血清培养液再孵育24h使细胞同步化,弃上清液,将已孵育2次的系膜细胞分为A、B、C、D、E、F、G、H8个组,用含有血清和葡萄糖的培养液培养,其浓度分别为A组:10%正常血清低糖,B组:20%正常血清低糖,C组:10%正常血清高糖,D组:20%正常血清高糖,E组:10%糖肾饮血清低糖,F组:20%糖肾饮血清低糖,G组:10%糖肾饮血清高糖,H组:20%糖肾饮血清高糖,以上各组中高糖葡萄糖的浓度为30mmol/L,低糖葡萄糖的浓度为5.6mmol/L,48h后吸取各组系膜细胞上清液,用酶联免疫法(ELISA)检测MMP-2含量。
结果:1.各组系膜细胞上清液MMP-2浓度分别为:25.92±0.78ng/ml、25.88±0.54ng/ml、23.36±0.77ng/ml、23.21±0.81ng/ml、25.74±0.76ng/ml、25.96±0.87ng/ml、24.23±0.63ng/ml、25.01±0.59ng/ml。
2.正常大鼠血清对系膜细胞上清液MMP-2浓度影响:A组MMP-2浓度与B组差异无显著性(t=0.22,P>0.05),C组MMP-2浓度与D组差异无显著性(t=0.60,P>0.05),表明大鼠肾系膜细胞可分泌MMP-2,正常血清对低糖、高糖培养的大鼠肾系膜细胞MMP-2表达无影响。
3.高糖对系膜细胞上清液MMP-2浓度影响:正常血清高糖组MMP-2浓度较正常血清低糖组明显下降(t=10.17,P<0.01),表明高糖可明显降低体外培养的大鼠肾系膜细胞上清液MMP-2表达。
4.糖肾饮血清对系膜细胞上清液MMP-2浓度影响:G组和H组MMP-2浓度较C组均有不同程度上升(F=4.91,P<0.05),G组MMP-2浓度与C组差异有显著性(q=4.37,P<0.05),H组MMP-2浓度与C组差异有显著性(q=6.12,P<0.01),且MMP-2浓度随糖肾饮血清浓度增加而增加,H组MMP-2浓度与G组差异有显著性(q=4.21,P<0.05),表明糖肾饮血清可提高高糖培养的大鼠肾系膜细胞上清液中MMP-2含量,并有一定量效关系。
结论:1.大鼠肾系膜细胞可分泌MMP-2,正常血清对低糖、高糖培养的大鼠肾系膜细胞MMP-2表达均无影响;
2.高糖可抑制大鼠肾系膜细胞分泌MMP-2;
3.糖肾饮促进高糖环境下肾小球系膜细胞MMP-2分泌,并有一定量效关系,其保护肾脏功能作用可能与之有关。