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目的:
探讨长期给予大剂量商陆水煎液致大鼠肾毒性的机制。
方法:
1.商陆肾毒性机制的初步研究
雄性Wistar大鼠随机分为商陆高剂量组(20g生药·kg-1·d-1)、低剂量(10g生药·kg-1·d-1)组和对照组,连续灌胃给药或纯水49天,停药恢复7天。于不同时间点收集血液、尿液及肾组织样本。用全自动生化仪分别检测血清BUN、CR、GLU、TC、TG、HDL、LDL和尿液GLU、TP、ALB;另取肾脏进行HE/PAS/Masson染色,光镜/电镜下观察肾脏组织病理学改变。
1.1.商陆对大鼠肾组织氧化应激反应的影响:试剂盒法检测肾组织中SOD活性、MDA含量、GSH-px活力、NO含量、NOS活力,计算SOD/MDA比值。
1.2.商陆对大鼠肾组织炎症介质的影响:采用酶联免疫吸附法检测肾组织中IL-1β、IL-6、TNF-α的含量,采用免疫组化技术检测肾组织NF-κB的表达。
2.基于基因芯片的商陆肾毒性机制研究
基因芯片技术检测肾组织样本。采用Agilent Genespring GX筛选各组别差异表达基因,并对差异基因进行功能分类和通路分析;采用RT-PCR对部分差异基因进行验证。
3.基于代谢组学的商陆肾毒性机制研究
通过GC/MS检测尿液中代谢物质,采用主成分、偏最小二乘法和正交偏最小二乘法的多元统计分析,寻找差异代谢产物,进行鉴定,分析代谢产物的代谢途径。
结果:
1.商陆肾毒性机制的初步研究
长期给予商陆水煎液可致大鼠肾损伤。与对照组相比,商陆高、低剂量组BUN和CR在给药21天开始显著升高(P<0.05或0.01);组织病理以肾小管上皮细胞变性、脱落、坏死、蛋白管型和肾小管间质纤维化为主要表现;有一定的时-量-效关系。
1.1.商陆对大鼠肾组织氧化应激反应的影响:与对照组相比,商陆高剂量组肾组织NO含量升高(P<0.01),SOD/MDA和GSH-px活性降低(P<0.05或0.01),显示肾组织过氧化物增多,脂质过氧化反应增强。
1.2.商陆对大鼠肾组织炎症介质的影响:与对照组相比,商陆高、低剂量组肾组织炎症介质IL-1β、IL-6、TNF-α含量升高(P<0.05或0.01),高剂量组NF-κB表达量显著增加(P<0.01),显示商陆致肾毒性与炎性细胞的浸润及大量炎性介质的激活生成有关.
2.基于基因芯片的商陆肾毒性机制研究
商陆引起肾损伤的功能通路主要包括:信号转导(MAPK、VEGF、Erb B、Tcell receptor、TGF-beta等)及细胞凋亡、蛋白消化吸收、嘌呤代谢等通路。研究显示在商陆高、低剂量组IL-1β、CACN、FGFR、p38、NF-κB、TGF-β1表达增多,可能通过参与MAPK信号转导通路中的MAP、JNK、p38的三条信号通路,引起大鼠肾组织炎症反应及细胞凋亡。TGF-β1表达的增加,可调节p38MAPK信号传导通路促进肾小管上皮细胞-间充质转分化,引起肾小管间质纤维化。采用RT-PCR技术对基因芯片上发生差异表达的IL-1β、EGFR、TGF-β1基因进行验证,结果与基因芯片基本一致。
3.基于代谢组学的商陆肾毒性机制研究
与对照组相比,商陆引起的尿液代谢物发生了明显改变,并随着给药时间延长,有一定时-效关系。高剂量组尿液中α-酮戊二酸、丙酮酸、苹果酸含量升高,可能与能量代谢紊乱有关。丙氨酸为丙酮酸代谢产物,其含量在尿液中减少,则提示糖脂代谢中间产物进入了三羧酸循环,三羧酸循环异常增高,可引起肾细胞线粒体功能的改变,进而引起细胞凋亡。由于机体在氧化与抗氧化平衡中不断消耗GSH以保护细胞免受过氧化损害,尿液中半胱氨酸、甘氨酸的含量减少,显示氧化应激反应加强。
结论:
商陆致大鼠肾毒性机制与氧化应激反应、炎症反应、细胞凋亡等相关,以直接或间接激活MAPK、Jak-STAT、TGF-beta等信号转导通路及能量代谢紊乱为主要途径。