糖尿病视网膜病变 ( diabetic retinopathy,DR) 目前是主要的致盲原因之一[1],也是糖尿病最为常见和严重的微血管并发症之一。糖尿病视网膜病变基本的病理改变为毛细血管内皮细胞增生、基底膜增厚、内皮细胞损伤、通透性增加、新生血管形成和纤维组织化[2]。基底膜为细胞外基质的存在方式之一,层粘连蛋白( LN) 和纤维粘连蛋白( FN) 是细胞外基质( ECM)的主要成分,其主要功能是介导细胞间的黏附、增殖、迁移及分化等过程[3]。本实验应用 KK/Upj-Ay 自发性 2 型糖尿病小鼠模型,观察通心络胶囊对糖尿病视网膜组织 LN、FN 表达的影响,进一步探讨糖尿病视网膜病变的发病机制。
1 材料与方法
1. 1 实验动物 SPF 清洁级 KK / Upj-Ay 糖尿病小鼠40 只,体重 30 ~ 40 g; SPF 清洁级 C57BL /6 小鼠,体重25 ~ 30 g,均为雄性,12 周龄,购于北京华阜康生物科技股份有限公司,动物许可证号: SCXK-( 京) 2009-0002。
1. 2 药品与试剂 通心络胶囊购于石家庄以岭药业股份有限公司,层粘连蛋白( FN) 、纤维粘连蛋白( LN) 抗体均购于 abcam 公司。
1. 3 实验分组与给药 KK / Upj-Ay 小鼠按空腹血糖值( FBG) 随机分为模型组、通心络高剂量组、通心络中剂量组、通心络低剂量组,对照组使用 C57BL/6 小鼠,每组均为 10 只。通心络高、中、低剂量组分别给予生药量 4、2、1 g/kg 的通心络胶囊,对照组和模型组分别给予等体积的蒸馏水,每组均采用灌胃途径给药,1 次 / d,连续给药 3 个月。
1. 4 Real Time PCR( qPCR) 方法测定 FN、LN mRNA的表达 取小鼠眼球,仔细分离视网膜组织,常规方法提取 RNA,进行 qPCR 扩增,以 GAPDH 作为内参照。GAPDH 引物: 上游 5 '-TGCTGAGTATGTCGTGGAGTC-3‘,下游 5'-TGCTGAGTATGTCG TGGAGTC-3’,产物片段143 bp; FN 引物: 上游 5 '-GGAGAACCAGGAGAGCA-CAC-3 ‘,下游 5 '-CACAAACTGTAGGTCCGTCG-3 ’,产物片段 97 bp; LN 引物: 上游 5'-AAGGGCTTTGGGATGT-CAT-3‘,下游 5 '-CGAGTCCAGTTCAGCGTGA-3 ’,产物片段88 bp; 实验结果与对照组进行比较后的相对值记为最终结果,对照组设置为 1。
1. 5 Western blot 法检测 FN、LN 蛋白的表达 取视网膜组织,低温储存,常规方法提取蛋白质,化学发光法显色,对条带进行吸光度积分扫描。GAPDH 作为内参照。用目的蛋白吸光度值/内参照吸光度值的比值进行比较。
1. 6 统计学分析 应用 SPSS 17. 0 统计软件,计量资料以 x珋 ± s 表示,采用单因素方差分析,两两比较应用S-N-K 法,P < 0. 05 为差异具有统计学意义。
2 结果
2. 1 视网膜 FN、LN mRNA 表达变化 与对照组比较,模型组小鼠视网膜组织 LN mRNA 表达明显增高( P <0. 05) ; 通心络低、中、高各剂量组 LN mRNA 表达水平均较模型组明显下降( P <0. 05) ,随着剂量的增加 LN 的表达逐渐下降,各组之间互相比较差异均具有显着性( P <0. 05) 。与对照组相比,模型组小鼠视网膜组织 FN mRNA 表达明显升高( P < 0. 05) ; 而低、中、高剂量组 FN mRNA 表达水平均较模型组明显降低( P <0. 05) ,而高剂量组较中、低剂量组的表达下调更为明显( P <0. 05) 。见表 1。【1】
2. 2 视网膜 FN、LN 蛋白的表达变化 Western blot结果显示模型组小鼠视网膜 FN、LN 蛋白表达均明显高于对照组( P < 0. 05) ; 与模型组比较,通心络各剂量组 FN、LN 蛋白表达均显着下降( P <0. 05) 。见表2,图 1。【2】
3 讨论
DR 是一种世界性的致盲眼病,是糖尿病患者的主要并发症之一,高血糖是 DR 视网膜损伤的重要始发因素[4]。持续性的高血糖状态可以诱发包括蛋白激酶 C 激活、氧化应激、氨基己糖通路活性增高等一系列代谢异常,诱发一系列复杂的级联反应造成视网膜循环障碍[5],使周围毛细血管内皮细胞失去调节能力,毛细血管内皮细胞的基底膜增厚,进而造成毛细血管的阻塞引起周围组织缺血水肿,伴微血栓形成甚至血管闭塞[6]。视网膜微血管闭塞性改变,属中医“络病”范畴,临床用药清除瘀血,通其血脉,偏重治络,药物选择应在整体辨证的基础上,加上辛味药和虫类药的应用,以达到扶正及祛邪通络的目的[7]。通心络是一种由人参、水蛭、全蝎、蜈蚣、土鳖虫、蝉蜕、赤芍等组成的中药复方制剂; 有研究表明,其可改善糖尿病患者视网膜微循环,减轻视网膜及黄斑水肿,疗效确切[8]。随着对细胞外基质( ECM) 的分子结构和功能的研究,发现 ECM 在 DR 发生中具有重要的作用,已引起中外学者的关注[9]。FN、LN 是 ECM 大家族中的重要成员,是构成基底膜的主要成分,FN 可以与细胞外基质各类成分相结合,并促进细胞外基质其他成分的沉积; LN 则可以引起细胞黏附并影响基底膜的电荷选择性,导致毛细血管通透性改变,加重视网膜损伤[10]。
因此,FN、LN 作为细胞与间质相互作用的桥梁,在 DR的发生发展中起着重要作用。
本实验观察通络药物通心络胶囊对自发性 2 型糖尿病小鼠( KK/Upj-Ay 小鼠) 视网膜病变的影响。结果显示模型组小鼠视网膜组织 FN、LN 的表达与对照组比较显着升高( P < 0. 05) ,给予通心络灌胃治疗后,通心络高、中、低剂量组小鼠视网膜组织 FN、LN 的表达明显减少( P <0. 05) ,提示通心络胶囊可通过抑制糖尿病小鼠视网膜组织 FN、LN 的合成,缓解糖尿病视网膜病变,为中医治疗 DR 提供了理论依据。
参考文献
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4 Choudhuri S,Dutta D,Sen A,et al. Role of N-? -carboxy methyl lysine,advanced glycation end products and reactive oxygen species for thedevelopment of nonproliferative and proliferative retinopathy in type 2 di-abetes mellitus. Mol Vis,2013,19: 100-113.
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9 Kowluru RA,Tang J,Kern TS. Abnormalities of retinal metabolism in dia-betes and experimental galactosemia. VII. Effect of long-term administra-tion of antioxidants on the development of retinopathy. Diabetes,2001,50: 1938-1942.
10 苑维,金明,潘琳,等. 红参对糖尿病大鼠视网膜微血管病变细胞外基质的影响. 中国中医眼科杂志,2004,14: 200-203.