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桃核承气汤对大鼠糖尿病大血管Toll样受体表达的影响

2017-03-06阳,王

中国中西医结合外科杂志 2017年1期
关键词:桃核承气汤灌胃

徐 阳,王 军

桃核承气汤对大鼠糖尿病大血管Toll样受体表达的影响

徐 阳,王 军

目的:观测桃核承气汤早期干预对糖尿病鼠大血管病变中TOLL样受体2(TLR-2)、TOLL样受体4(TLR-4)及转化生长因子(TGF-β)、胰岛素样生长因子1(IGF-1)表达的影响。方法:雄性SD大鼠130只,正常对照组(A组)30只,其余100只制造糖尿病模型,分为模型对照组(B组)、中药早期干预组(C组)及中药治疗组(D组)。A组不予药物干预;B组给予0.9%氯化钠10 mL·Kg-1·d-1灌胃;C组自造模前予桃核承气汤水溶液灌胃0.9 g·Kg-1·d-1,造模后继续给予桃核承气汤0.9 g·Kg-1·d-1灌胃;D组造模后给予桃核承气汤0.9 g·Kg-1·d-1灌胃。药物干预第1、12、20周处死,分别取材。免疫组化法检测糖尿病大鼠大血管中TLR-2、TLR-4、TGF-β、IGF-1表达情况。结果:药物干预20周后C组大鼠股动脉TLR-2为(3.750±1.282)pg/mL,较B组[(9.333±2.338)pg/mL]明显降低(P<0.05),D组与B组大鼠股动脉TLR-2表达无明显差异(P>0.05)。C组及D组大鼠股动脉TLR-4表达为(3.750±1.282)pg/mL、(5.750±1.982)pg/mL,较B组[(10.333±2.658)pg/mL]明显降低(P<0.05),且C组对大鼠股动脉TLR-4表达干预作用强于D组(P<0.05)。随着用药时间延长,C组与D组大鼠股动脉TLR-2、TLR-4表达干预作用趋于相近(P>0.05)。大鼠股动脉TGF-β C组为(403.438±11.273)pmol/L,D组为(535.313±12.384)pmol/L,均明显降低(P<0.05);IGF-1 C组为(1104.375±55.495)pmol/L,D组为(861.000±28.656),均有明显升高(P<0.05),且C组作用较D组强。结论:中药桃仁承气汤可减轻糖尿病大血管纤维化,且早期干预对糖尿病大血管纤维化有预防作用。

大血管纤维化;早期干预;Toll样受体;转化生长因子β;胰岛素样生长因子1

糖尿病的发病率在全球呈快速增长趋势,已经成为一大严重影响人类生命质量的慢性疾病。糖尿病血管病变是糖尿病的主要并发症之一,是致死、致残的首要原因。大量研究表明,糖尿病大血管病变后可逆性差,故早期干预预防大血管病变的发生发展对于本病至关重要。桃核承气汤原方出自张仲景《伤寒论》,用于治疗中医下焦蓄血症。临床报道的蓄血症的表现涉及病种很繁杂,目前多数研究认为其与血管内皮损伤有关。我们的前期研究证实,桃核承气汤可降低糖尿病大鼠大动脉TGF-β、结缔组织生长因子(CTGF)、血小板衍生生长因子(PDGF)、血管内皮生长因子(VEGF)以及胶原蛋白Ⅰ、Ⅲ的表达,能够较为有效的抑制糖尿病大血管病变向纤维化发展[1-2]。本研究通过对实验性糖尿病大血管病变大鼠进行早期中药干预,探讨桃核承气汤早期干预预防大血管病变的可能性。

1 材料与方法

1.1 材料 动物:清洁级雄性SD大鼠130只,2月龄,体质量160~200 g,平均(187.46±14.52)g。由天津实验动物中心提供。

药物:桃核承气汤(桃仁∶大黄∶桂枝∶甘草∶芒硝= 2∶2∶1∶1∶1),由天津中医药大学颗粒剂药房制作,每克颗粒剂相当于生药10 g。根据人与大鼠体表面积换算,人桃仁用药剂量为30 g时,大鼠的用药剂量约为0.90 g·kg-1·d-1。0.9%氯化钠:天津大家制药有限公司生产。精蛋白锌胰岛素注射液:400 IU/瓶,由江苏万邦生化医药有限公司生产。

仪器:德国罗氏活力型血糖仪。稳压电泳仪,六一仪器,北京。高速离心机,Sigma,美国。水浴箱,精宏实验设备有限公司,上海。干燥消毒烤箱(DHG-9246A),精宏试验设备有限公司,上海。台式离心机,Eppendorf公司,德国。转膜仪,六一仪器,北京。灌胃针、注射器(l mL、5 mL、10 mL)、10 mL玻璃瓶、止血钳、直剪、试管、吸管等。

试剂:TLR-2一抗:Abcam,英国;TLR-4一抗:Abcam,英国;RatTGF-βElisa kit:Geneway,美国;Rat IGF-1Elisa kit Geneway,美国。

1.2 分组 造模前分为正常对照组(A组,n=30)、实验组(n=100)制造糖尿病模型。考虑STZ腹腔注射造糖尿病模型有意外死亡及造模不成功可能,在100只实验组大鼠中随机选取34只作为早期干预组(C组),造模同时给予桃核承气汤0.9 g·Kg-1·d-1灌胃,其余66只随机分为模型对照组(B组)及中药治疗组(D组)。造模意外死亡大鼠3只,另4只大鼠未成模,剔除实验。最终实验动物数量:B组31只,C组31只,D组31只。

1.3 干预方法 所有大鼠适应性喂养2周,A组继续予普通饲料喂养,B、C、D组高脂高糖喂养,诱导胰岛素抵抗。4周后,B、C、D组均采用STZ腹腔注射造糖尿病模型。稳定血糖1周,维持非禁食状态血糖25.0 mmol/L左右,B、C、D组共93只大鼠成功制成糖尿病模型。

A组不予药物干预。B组自造模成功,给予0.9%氯化钠10 mL·kg-1·d-1灌胃。C组自造模前予桃核承气汤0.9 g·kg-1·d-1灌胃,造模后继续予桃核承气汤0.9 g·kg-1·d-1灌胃。D组自造模成功给予桃核承气汤0.9 g·kg-1·d-1灌胃。连续药物干预第1、12、20周,按计划处死大鼠。各组分别取材,保存标本。

1.4 取材方法 分别于第1、12、20周,每组随机选取10只大鼠(若实验过程中出现动物死亡造成标本数量不足,按实际情况减少标本数量)。禁食24 h,用10%的水合氯醛0.3 g/100 g麻醉。将大鼠仰卧位固定在大鼠固定板上,用清水湿润股内侧及腹股沟区的鼠毛,再用剪子剪去鼠毛进行备皮,常规消毒。根据股动脉搏动情况确定股动脉的位置和走行方向,沿股动脉走向纵向切开皮肤,用蚊式钳钝性分离组织,以暴露股动脉鞘。分离时动作要轻柔,不得用刀剪等锐利器械,以防损伤血管和神经。股动脉鞘内有并行的股动脉、股静脉、股神经,直径由粗到细,其中呈粉红色且触之有搏动的粗大血管即为股动脉。用眼科镊顺着血管走向钝性分离股动脉约4~5 cm,两端剪断。PBS(磷酸盐缓冲液)冲洗,平均分成两部分,一部分采用4%多聚甲醛进行固定,另一部分置于无菌冻存管中,-80℃冰箱保存。

1.5 标本TLR-2、TLR-4免疫组化检测 标本固定、包埋、切片。用4%多聚甲醛进行固定,经70%~100%乙醇、二甲苯透明、55℃石蜡、用铜制模具包埋组织块。将厚度5 μm的组织切片附于经多聚赖氨酸附膜的载玻片上,60℃过夜。脱蜡:组织玻片置于二甲苯中浸泡。后水化、抗原煮沸热修复、封闭、一抗孵育、二抗孵育后DAB显色:按DAB显色试剂盒操作说明显色,镜下掌握显色程度。自来水冲洗。复染:苏木素复染30 s到1 min,自来水冲洗。分化:1%盐酸酒精分化1 s,饱和碳酸锂溶液返蓝。脱水:梯度乙醇分别浸泡10 min。透明:组织切片置于二甲苯中浸泡10 min,更换二甲苯后再浸泡10 min。封片:滴加1滴中性树胶,盖玻片从一端倾斜盖下,防止气泡产生。显微镜观察。

镜观采相分析:以胞浆中出现棕黄色颗粒为阳性细胞。定量分析采用HPIAS-1000高清晰度彩色病理图文分析系统,每张切片在高倍镜下(×400)随机选取10个视野并摄像保存,采用IMAGE PRO PLUS软件设置阳性表达的宏程序。在同一条件下,分析不同组别的TLR-2、TLR-4含量,对阳性表达率进行组间比较。

1.6 标本TGF-β、IGF-1酶联免疫吸附试验(ELISA)检测 样品准备:取出标本置于含有PBS的匀浆器中,放置冰上小心研碎并提取蛋白。Elisa检测TGF-β及IGF-1表达:(1)加样:分别设空白孔、标准孔、待测样品孔。空白孔加样品稀释液100 μL,余孔分别加标准品或待测样品100 μL。(2)弃去液体,甩干,不用洗涤。每孔加生物素标记抗体工作液100 μL。(3)温育60 min,弃去孔内液体,甩干,洗板3次,每次浸泡1~2 min,300 μL/孔,甩干。(4)每孔加准备好的ABC溶液100 μL。(5)弃去孔内液体,甩干。(6)依序每孔加TMB底物溶液90 μL。37℃避光显色。(7)依序每孔加终止液100 μL,终止反应。(8)用酶联仪在450 nm波长依序测量各孔的光密度(OD值)。在加终止液后15 min以内进行检测。

结果判断:(1)每个标准品和标本的OD值应减去零孔的OD值。(2)以标准品浓度作横坐标,OD值作纵坐标,以平滑线连接各标准品的坐标点。由标本的OD值在标准曲线上查出其浓度。(3)计算浓度时乘以稀释倍数。浓度单位为pg/mL。

1.7 统计学处理 所有统计计算均用SAS v9.1.3统计分析软件进行,计量资料以均数±标准差()表示,采用方差分析,两两比较采用LSD检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

实验过程中各组死亡大鼠共12只:A组1只,B组5只,C组3只,D组3只。实验结束时各组实验大鼠数量:A组9只,B组6只,C组8只,D组8只。

2.1 大鼠股动脉TLR-2免疫组化检测分析 实验第1周第12周,C组大鼠股动脉TLR-2表达较B组明显降低,D组与B组大鼠股动脉TLR-2表达无明显差异。表明早期干预可减低大鼠股动脉TLR-2表达。实验第20周,C组大鼠股动脉TLR-2与D组无明显差异。说明随着用药时间延长,D组与C组对大鼠股动脉TLR-2表达干预作用相近(见表1)。

2.2 大鼠股动脉TLR-4免疫组化检测分析 实验第1周,C组及D组大鼠股动脉TLR-4表达较B组均明显降低,C组与D组对大鼠股动脉TLR-4干预无明显差别。实验第12周,C组及D组大鼠股动脉TLR-4表达较B组均明显降低,且C组对大鼠股动脉TLR-4表达干预作用强于D组。实验至第20周,D组与C组对大鼠股动脉TLR-4表达干预作用趋于相近(见表2)。

2.3 大鼠股动脉TGF-β检测分析 用药后,自第1周起C组及D组大鼠股动脉TGF-β均有明显降低,且C组对大鼠股动脉TGF-β降低作用较D组强(见表3)。

2.4 大鼠股动脉IGF-1检测分析 用药后,自第1周起C组及D组大鼠股动脉IGF-1均有明显升高,且C组对大鼠股动脉IGF-1升高作用较D组强(见表4)。

表1 鼠股动脉TLR-2免疫组化检测()

表1 鼠股动脉TLR-2免疫组化检测()

第1周 第12周 第20周A组B组C组D组n 10 10 10 10 1.000±0.667 7.800±1.549a3.400±0.966a、b6.900±2.025a、cn 10 10 10 10 1.300±0.483 8.100±2.025a2.800±1.033a、b4.800±1.398a、cn9 6 8 8 1.333±0.500 9.333±2.338a3.750±1.282a、b4.625±2.560a

注:与A组同时间比较组比较,aP<0.05;与B同时间比较组比较,bP<0.05;与C组同时间比较,cP<0.05

表2 大鼠股动脉TLR-4免疫组化检测分析()

表2 大鼠股动脉TLR-4免疫组化检测分析()

注:与A组同时间比较组比较,aP<0.05;与B同时间比较组比较,bP<0.05;与C组同时间比较,cP<0.05

第1周 第12周 第20周A组B组C组D组n 10 10 10 10 1.100±0.568 7.500±1.581a3.000±1.054a、b4.500±1.841a、bn 10 10 10 10 1.100±0.568 9.100±2.283a3.400±0.966a、b4.200±1.135a、b、c n9 6 8 8 1.778±1.302 10.333±2.658a3.750±1.282a、b5.750±1.982a

表3 大鼠股动脉TGF-β检测结果(pmol/L)()

表3 大鼠股动脉TGF-β检测结果(pmol/L)()

注:与A组同时间比较组比较,aP<0.05;与B同时间比较组比较,bP<0.05;与C组同时间比较,cP<0.05

第1周 第12周 第20周A组B组C组D组n 10 10 10 10 169.950±5.134 703.750±26.762a435.950±19.783a、b 570.150±15.474a、b、c n 10 10 10 10 165.150±9.716 880.800±15.550a378.750±10.652a、b 535.100±24.479a、b、c n9 6 8 8 282.500±7.084 1049.333±27.424a403.438±11.273a 535.313±12.384a、b、c

表4 大鼠股动脉IGF-1检测结果(pmol/L)()

表4 大鼠股动脉IGF-1检测结果(pmol/L)()

注:与A组同时间比较组比较,aP<0.05;与B同时间比较组比较,bP<0.05;与C组同时间比较,cP<0.05

第1周 第12周 第20周A组B组C组D组n 10 10 10 10 1439.500±70.834 629.400±30.358a925.000±23.650a、b722.300±18.583a、b、c n 10 10 10 10 1458.500±40.478 452.400±49.896a1082.700±47.542a、b785.500±38.659a、b、c n9 6 8 8 1481.667±45.238 378.000±25.822a1104.375±55.495a、b861.000±28.656a、b、c

3 讨论

研究发现,TGF-β1、CTGF、胶原蛋白I、胶原蛋白III均在中、晚期糖尿病大鼠的大血管中显著增加,提示糖尿病大血管病变可能与纤维化有关。TLR-2和TLR-4在介导肾[3]、心[4]、肝[5]、肺[6]、皮肤等多种组织器官纤维化进程中起十分重要的作用,可能是最主要的致纤维化细胞因子[7-8]。其在动脉纤维化过程中可能起着“分子开关”的重要作用[9-10],是研究器官组织纤维化的热门因子[11]。TGF-β被认为是迄今最强的细胞外基质沉积促进剂,是纤维化疾病发病过程中起核心作用的细胞因子。其可使细胞外基质降解受抑制,沉积增加,最终导致血管纤维化[12-13]。IGF是一类多功能细胞增殖调控因子,IGF-1具有促细胞促有丝分裂,促进细胞的增殖与分化,抑制细胞凋亡的作用。已有充分研究表明,IGF-l对成纤维细胞、成骨细胞、平滑肌细胞等有直接的促增殖作用,并能促进胶原合成,而且还能作为一种促进因子,增强其它与纤维增生有关的细胞因子如TGF-β、CTGF、PDGF等的作用[14]。

本研究发现,用药后C组大鼠股动脉TLR-2表达较B组明显降低,D组与B组大鼠股动脉TLR-2表达无明显差异,用药后C组及D组大鼠股动脉TLR-4表达较B组均明显降低,且C组对大鼠股动脉TLR-4表达干预作用强于D组。但随着用药时间延长,C组与D组大鼠股动脉TLR-2、TLR-4表达干预作用趋于相近。用药后C组及D组大鼠股动脉TGF-β均有明显降低,IGF-1均有明显升高,且C组作用较D组强。结果表明,中药桃仁承气汤可减轻糖尿病大血管纤维化,且早期干预对糖尿病大血管纤维化有预防作用。

“治未病”思想源自《黄帝内经》,历代医家乃至现代医学对“治未病”思想都极为重视。《素问·四气调神大论》中提出:“是故圣人不治已病治未病,不治已乱治未乱,此之谓也。夫病已成而后药之,乱已成而后治之,譬犹渴而穿井,斗而铸锥,不亦晚乎”,就生动地指出了“治未病”的重要意义。通过本实验可以看出,早期使用中药干预对糖尿病大血管纤维化有明显的预防作用,能有效缓解糖尿病血管病变的发生发展。其对于临床糖尿病大血管病变患者的疾病预防有较好的指导意义。

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(收稿:2016-06-26 修回:2016-11-22)

(责任编辑 刘洪斌 屈振亮)

数字的具体要求

表示特定起点与终点定界的时间段时,起点与终点之间以一字线即“—”为分隔符,而不再用波纹线即“~”表示,如2008—2011年(不再用2008~2011年)。除上述时间段之外的其他计数、计量范围的表示,仍然用波纹线“~”,如2~6 kg。表示百分数的范围和偏差时,前一个数字的百分符号不能省略,如:5%~95%不能写成5~95%,(50.2±0.6)%不能写成50.2±0.6%,37℃± 1℃不能写成37±1℃。附带尺寸单位的数值相乘,按下列方式书写:4 cm×3 cm×5 cm,不能写成4×3×5 cm3。幂次相同的参数范围,前一个参数的幂次不能省略,如3×109~5×109不能写成3~5×109,但可写成(3~5)×109。数字的有效位数一般按标准差的1/3来确定,如(3.6±0.42)kg,标准差的1/3为0.14,有效位数在小数点后1位,故应取小数点后1位,即(3.6±0.4)kg;又如(8.61±0.27)cm,标准差的1/3为0.09,有效位数在小数点后2位,故应取小数点后2位,即(8.61±0.27)cm。百分数的有效位数要以分母确定:分母<10,不用百分数表示,宜用分数表示,如5/7;分母10~99,百分数到个位,如57%;分母100~999,百分数到数点后1位,如57.0%,其余以此类推。

The Effect of Tao-He-Cheng-Qi Decoction on Vascular Expression of Toll-like Receptor 2,Toll-like Receptor 4,Transforming Growth Fator-beta and Insulin-like Growth Fator-1 in Rats with Diabetes

XU Yang,WANG Jun. Department of Surgery,First Affiliated Hospital of Tianjin University of Traditional Chinese Medicine,Tianjin(300193),China

ObjectiveTo observe the effects of Tao-He-Cheng-Qi decoction on rat vascular expression of toll-like receptor-2(TLR-2),TLR-4,transforming growth factor-beta(TGFβ),and insulin-like growth factor-1 (IGF-1)expression.MethodsMale SD rats were divided to a control group(A group,n=30),a model group (B group,n=31),an early-treatment group(C group, n=31)and a regular-treatment group(D group,n= 31).Rats in A group had no drug intervention,but re-ceived 0.9%sodium chloride(10 mL/kg)gavage everyday in rats of B group.Rats in C group were received Tao-He-Cheng-Qi decoction by gavage before and after diabetic modeling.The rats of D group were received Tao-He-Cheng-Qi decoction after diabetes modeling.After 1,12,or 20 weeks of intervention,rats were sacrificed.Immunohistochemical methods were used to detect the expression of TLR-2,TLR-4,TGFβ and IGF-1 in large blood vessel.ResultsTwenty weeks after intervention,the levels of TLR-2 expression were(9.333± 2.338)pg/mL in D group,but significantly decreased in C group(3.750±1.282 pg/mL,P<0.05).The levels of TLR-2 expression were not different between D and B group.The levels of TL-4 expression were(3.750± 1.282)pg/mL in C group and(5.750±1.982)pg/mL in D group,which was significantly decreased compared to that in B group(10.333±2.658 pg/mL,P<0.05).The expression levels of TGF-beta was(403.438± 11.273)pmol/L in C group and(535.313±12.384)pmol/L in D group,with significant difference(P<0.05).The expression levels of IGF-1 were(1104.375±55.495)pmol/L in C group and(861.000±28.656)pmol/L in D group.The difference was significant(P<0.05).ConclusionTao-He-Cheng-Qi decoction can reduce diabetic vascular fibrosis,and also can prevent diabetic vascular fibrosis when early intervention.

Macrovascular fibrosis;early intervention;toll-like receptor;transforming growth factor-beta; insulin-like growth factor 1

Q95-33;R654.4

A

1007-6948(2017)01-0060-05

10.3969/j.issn.1007-6948.2017.01.017

国家自然科学基金面上项目(81173268)

天津中医药大学第一附属医院外一科(天津 300193)

王军,E-mail:tjzywangjun@126.com

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