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目的:从肠肾相关角度探究慢肾衰状态下的肠道的相关改变及其进一步影响慢肾衰的机理,并观察扶肾颗粒对慢肾衰干预的效应及起效机制。
方法:本研究分为四部分内容。研究一采用文献研究与理论探讨相结合的方法,对CRF肠-肾轴相关内容做了系统梳理,并结合中医对CRF的认识,阐述了中医的脾肾相关与肠肾相关的紧密联系,为后续扶肾颗粒在CRF肠肾相关方面的研究奠定理论基础。研究二为动物实验,将105只SPF级雄性SD大鼠随机分为假手术组30只,造模组75只。以5/6肾切除法制作大鼠CRF模型,5/6肾切除后一周,将造模组大鼠按体重分层后随机分为模型组、中药低剂量干预组、中药高剂量干预组、dh404组、dh404溶剂对照组各15只,并将假手术组随机分为假手术组、中药低剂量对照组各15只。其中模型组及假手术组按1ml/100g/d灌服0.9%生理盐水;中药高剂量干预组按4.86g/200g/d灌服扶肾颗粒高剂量水煎剂,中药低剂量干预组及中药低剂量对照组按1.215g/200g/d灌服扶肾颗粒低剂量水煎剂;dh404组按照2mg/kg/d灌服dh404(溶剂为芝麻油),dh404溶剂对照组按1ml/100g/d灌服芝麻油。灌胃周期10周。实验全程给予普通饲料喂养,自由进水。分别在6周末及10周末分两批杀检,收集大鼠血清及肠、肾组织以备后续检测。采用生化法检测大鼠血肌酐、血尿素氮、血尿酸、血清白蛋白、总胆固醇含量;采用高效液相色谱-质谱联用法检测血清硫酸吲哚酚IS、硫酸对甲酚PCS含量;采用HE染色及Masson染色观察肾脏病理改变;采用Elisa法测定血清炎症因子肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、中性粒细胞趋化因子3(CINC3)、单核细胞趋化蛋白1(MCP1)、L选择素(Lselectin)含量,进而观察扶肾颗粒对CRF大鼠的整体状态、肾功能及相关生化指标、肠源性毒素及微炎症状态的影响。研究三与研究二采用同一批动物,分别于0、4、6、10周末上午10:00左右无菌留取大鼠粪便,并在第8周及第10周末通过目内眦取血、离心并将血清储存于无热源炮弹管中以备后续LPS检测。采用革兰氏阴性菌脂多糖检测试剂盒(显色法)测定血清中LPS含量;采用Elisa试剂盒检测血清D乳酸含量;采用免疫印迹法(WB)及免疫组化法(IHC)检测结肠组织紧密连接蛋白Claudin1、ZO-1含量及在肠道的表达情况;采用HE染色评估结肠病理改变;采用IHC检测肠道炎症因子MCP1、CINC3的表达;采用免疫荧光法(IF)检测肠道活性氧ROS;采用WB检测结肠Nrf2蛋白、磷酸化NF-κB蛋白、Keap1蛋白含量;并采用扩增子测序法分析肠道菌群的改变。进而观察扶肾颗粒对CRF大鼠肠屏障功能及肠道菌群的影响,并探讨其深层作用机制。研究四为细胞实验,以高剂量尿素(72mg/dl)干预T84细胞制备肠上皮损伤模型,并据干预因素的不同分为空白组、尿素组、Nrf2激动剂组、NF-κB抑制剂组、脲酶组、扶肾颗粒低剂量含药血清组、扶肾颗粒高剂量含药血清组。采用WB检测肠上皮紧密连接Clauidin1、ZO-1蛋白及Nrf2、NFκB、Keap1蛋白含量,以进一步观察扶肾颗粒对肠屏障损伤的作用及机制。各组数据采用SPSS25.0软件进行统计学分析,计量资料以均值±标准差表示,组间比较采用单因素方差分析(onewayANOVA),方差齐者采用LSD法,方差不齐采用Dunnett’s法进行后续统计分析。P<0.05表示差异有统计学意义,P<0.01表示差异具有显著统计学意义。
结果:1、肠肾相关是对“CRF影响胃肠道结构及功能,胃肠道改变后进一步促进CRF进展”过程的概括。其中,肠屏障的损伤及肠道菌群的改变是造成肠源性毒素增多及系统性炎症加重的主要原因,也是CRF肠道改变后进一步促进CRF进展的关键环节。脾肾亏虚、湿浊瘀血内停是CRF的主要中医病机,胃肠道是中医脾胃功能的主要实现部位,CRF状态下肠肾间的密切关系,与中医脾肾相关在CRF进展中的作用有很多共通之处。2、扶肾颗粒对CRF大鼠肾脏功能及系统性炎症的影响:与假手术组相比,模型组大鼠血肌酐、血尿素氮含量的显著升高(P<0.05),伴有肠源性毒素IS、PCS含量升高(P<0.05),肾组织存在不同程度的慢肾衰病理改变,出现肾小球的坏死、萎缩、代偿性肥大,肾小管的坏死及肾间质的纤维化。与此同时,模型组大鼠血清TNFα、CINC3、MCP1、Lselectin含量升高(P<0.05)。与模型组相比,扶肾颗粒及dh404治疗后可不同程度下调血肌酐、血尿素氮及肠源性毒素IS、PCS含量(P<0.05),减轻肾脏病理改变,同时对慢肾衰状态下的血清炎症因子的高分泌起到一定的抑制作用(P<0.05)。3、扶肾颗粒对CRF大鼠肠屏障功能及肠道菌群的影响:与假手术组相比,模型组血清LPS的变化值最大(P<0.05),血清D乳酸水平出现显著上升(P<0.05),同时肠上皮紧密连接蛋白Claudin1、ZO-1表达显著降低(P<0.05)。同时,模型组肠道存在炎性病理改变,出现肠壁水肿、炎性细胞浸润等表现,伴有结肠组织炎症因子MCP1及CINC3等表达的增多及结肠局部ROS表达的增强。结肠组织Nrf2蛋白表达下降,同时磷酸化NFκB蛋白含量升高(P<0.05)。Keap1蛋白含量无明显变化。与假手术组相比,模型组大鼠肠道菌群OTUs数量减少,在门水平表现为厚壁菌门细菌数量的相对下降及拟杆菌门细菌数量的相对上升,属水平主要体现为乳酸菌含量的减少。与模型组相比,扶肾颗粒及dh404干预后,可减少血清LPS及血清D乳酸含量(P<0.05),并上调肠上皮紧密连接蛋白Claudin1、ZO-1表达(P<0.05),改善结肠局部氧化应激及炎症状态,上调Nrf2蛋白含量并下调NFκB蛋白表达(P<0.05)。与此同时,扶肾颗粒还可增加菌群OTUs数量,上调慢肾衰大鼠肠道厚壁菌/拟杆菌比例及乳酸菌含量。4、扶肾颗粒对尿毒素诱导的肠屏障损伤的干预机制研究:与对照组相比,尿素组及脲酶组出现Claudin1、ZO-1蛋白含量的显著下降(P<0.05),伴随着Nrf2蛋白含量的下降及NFκB、MCP1蛋白表达的上升(P<0.05)。与尿素组相比,扶肾颗粒含药血清、Nrf2通路激动剂dh404、NF-κB通路抑制剂PDTC可上调Claudin1、ZO-1蛋白含量(P<0.05),同时上调Nrf2蛋白表达,抑制NFκB及MCP1蛋白的表达(P<0.05)。
结论:1、“肠肾相关”是对CRF状态下胃肠道病变与肾脏病变相互作用这一关系的概括,中医理论中“脾肾相关”在CRF进展中发挥的作用与“肠肾相关”对CRF进展的影响存在诸多共通之处。2、扶肾颗粒可通过改善CRF状态下肠屏障损伤及肠道菌群结构紊乱,减轻肠源性炎症-系统性炎症的级联反应,进而延缓CRF进展。其深层机制与扶肾颗粒调控Nrf2-NFκB信号通路密切相关。
方法:本研究分为四部分内容。研究一采用文献研究与理论探讨相结合的方法,对CRF肠-肾轴相关内容做了系统梳理,并结合中医对CRF的认识,阐述了中医的脾肾相关与肠肾相关的紧密联系,为后续扶肾颗粒在CRF肠肾相关方面的研究奠定理论基础。研究二为动物实验,将105只SPF级雄性SD大鼠随机分为假手术组30只,造模组75只。以5/6肾切除法制作大鼠CRF模型,5/6肾切除后一周,将造模组大鼠按体重分层后随机分为模型组、中药低剂量干预组、中药高剂量干预组、dh404组、dh404溶剂对照组各15只,并将假手术组随机分为假手术组、中药低剂量对照组各15只。其中模型组及假手术组按1ml/100g/d灌服0.9%生理盐水;中药高剂量干预组按4.86g/200g/d灌服扶肾颗粒高剂量水煎剂,中药低剂量干预组及中药低剂量对照组按1.215g/200g/d灌服扶肾颗粒低剂量水煎剂;dh404组按照2mg/kg/d灌服dh404(溶剂为芝麻油),dh404溶剂对照组按1ml/100g/d灌服芝麻油。灌胃周期10周。实验全程给予普通饲料喂养,自由进水。分别在6周末及10周末分两批杀检,收集大鼠血清及肠、肾组织以备后续检测。采用生化法检测大鼠血肌酐、血尿素氮、血尿酸、血清白蛋白、总胆固醇含量;采用高效液相色谱-质谱联用法检测血清硫酸吲哚酚IS、硫酸对甲酚PCS含量;采用HE染色及Masson染色观察肾脏病理改变;采用Elisa法测定血清炎症因子肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、中性粒细胞趋化因子3(CINC3)、单核细胞趋化蛋白1(MCP1)、L选择素(Lselectin)含量,进而观察扶肾颗粒对CRF大鼠的整体状态、肾功能及相关生化指标、肠源性毒素及微炎症状态的影响。研究三与研究二采用同一批动物,分别于0、4、6、10周末上午10:00左右无菌留取大鼠粪便,并在第8周及第10周末通过目内眦取血、离心并将血清储存于无热源炮弹管中以备后续LPS检测。采用革兰氏阴性菌脂多糖检测试剂盒(显色法)测定血清中LPS含量;采用Elisa试剂盒检测血清D乳酸含量;采用免疫印迹法(WB)及免疫组化法(IHC)检测结肠组织紧密连接蛋白Claudin1、ZO-1含量及在肠道的表达情况;采用HE染色评估结肠病理改变;采用IHC检测肠道炎症因子MCP1、CINC3的表达;采用免疫荧光法(IF)检测肠道活性氧ROS;采用WB检测结肠Nrf2蛋白、磷酸化NF-κB蛋白、Keap1蛋白含量;并采用扩增子测序法分析肠道菌群的改变。进而观察扶肾颗粒对CRF大鼠肠屏障功能及肠道菌群的影响,并探讨其深层作用机制。研究四为细胞实验,以高剂量尿素(72mg/dl)干预T84细胞制备肠上皮损伤模型,并据干预因素的不同分为空白组、尿素组、Nrf2激动剂组、NF-κB抑制剂组、脲酶组、扶肾颗粒低剂量含药血清组、扶肾颗粒高剂量含药血清组。采用WB检测肠上皮紧密连接Clauidin1、ZO-1蛋白及Nrf2、NFκB、Keap1蛋白含量,以进一步观察扶肾颗粒对肠屏障损伤的作用及机制。各组数据采用SPSS25.0软件进行统计学分析,计量资料以均值±标准差表示,组间比较采用单因素方差分析(onewayANOVA),方差齐者采用LSD法,方差不齐采用Dunnett’s法进行后续统计分析。P<0.05表示差异有统计学意义,P<0.01表示差异具有显著统计学意义。
结果:1、肠肾相关是对“CRF影响胃肠道结构及功能,胃肠道改变后进一步促进CRF进展”过程的概括。其中,肠屏障的损伤及肠道菌群的改变是造成肠源性毒素增多及系统性炎症加重的主要原因,也是CRF肠道改变后进一步促进CRF进展的关键环节。脾肾亏虚、湿浊瘀血内停是CRF的主要中医病机,胃肠道是中医脾胃功能的主要实现部位,CRF状态下肠肾间的密切关系,与中医脾肾相关在CRF进展中的作用有很多共通之处。2、扶肾颗粒对CRF大鼠肾脏功能及系统性炎症的影响:与假手术组相比,模型组大鼠血肌酐、血尿素氮含量的显著升高(P<0.05),伴有肠源性毒素IS、PCS含量升高(P<0.05),肾组织存在不同程度的慢肾衰病理改变,出现肾小球的坏死、萎缩、代偿性肥大,肾小管的坏死及肾间质的纤维化。与此同时,模型组大鼠血清TNFα、CINC3、MCP1、Lselectin含量升高(P<0.05)。与模型组相比,扶肾颗粒及dh404治疗后可不同程度下调血肌酐、血尿素氮及肠源性毒素IS、PCS含量(P<0.05),减轻肾脏病理改变,同时对慢肾衰状态下的血清炎症因子的高分泌起到一定的抑制作用(P<0.05)。3、扶肾颗粒对CRF大鼠肠屏障功能及肠道菌群的影响:与假手术组相比,模型组血清LPS的变化值最大(P<0.05),血清D乳酸水平出现显著上升(P<0.05),同时肠上皮紧密连接蛋白Claudin1、ZO-1表达显著降低(P<0.05)。同时,模型组肠道存在炎性病理改变,出现肠壁水肿、炎性细胞浸润等表现,伴有结肠组织炎症因子MCP1及CINC3等表达的增多及结肠局部ROS表达的增强。结肠组织Nrf2蛋白表达下降,同时磷酸化NFκB蛋白含量升高(P<0.05)。Keap1蛋白含量无明显变化。与假手术组相比,模型组大鼠肠道菌群OTUs数量减少,在门水平表现为厚壁菌门细菌数量的相对下降及拟杆菌门细菌数量的相对上升,属水平主要体现为乳酸菌含量的减少。与模型组相比,扶肾颗粒及dh404干预后,可减少血清LPS及血清D乳酸含量(P<0.05),并上调肠上皮紧密连接蛋白Claudin1、ZO-1表达(P<0.05),改善结肠局部氧化应激及炎症状态,上调Nrf2蛋白含量并下调NFκB蛋白表达(P<0.05)。与此同时,扶肾颗粒还可增加菌群OTUs数量,上调慢肾衰大鼠肠道厚壁菌/拟杆菌比例及乳酸菌含量。4、扶肾颗粒对尿毒素诱导的肠屏障损伤的干预机制研究:与对照组相比,尿素组及脲酶组出现Claudin1、ZO-1蛋白含量的显著下降(P<0.05),伴随着Nrf2蛋白含量的下降及NFκB、MCP1蛋白表达的上升(P<0.05)。与尿素组相比,扶肾颗粒含药血清、Nrf2通路激动剂dh404、NF-κB通路抑制剂PDTC可上调Claudin1、ZO-1蛋白含量(P<0.05),同时上调Nrf2蛋白表达,抑制NFκB及MCP1蛋白的表达(P<0.05)。
结论:1、“肠肾相关”是对CRF状态下胃肠道病变与肾脏病变相互作用这一关系的概括,中医理论中“脾肾相关”在CRF进展中发挥的作用与“肠肾相关”对CRF进展的影响存在诸多共通之处。2、扶肾颗粒可通过改善CRF状态下肠屏障损伤及肠道菌群结构紊乱,减轻肠源性炎症-系统性炎症的级联反应,进而延缓CRF进展。其深层机制与扶肾颗粒调控Nrf2-NFκB信号通路密切相关。