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[研究背景]
糖尿病周围神经病变(Diabetic peripheral neuropathy,DPN)是糖尿病(Diabetesmellitus,DM)严重的并发症之一。近年来,随着经济和社会的发展以及生活方式的改变,患病率正以惊人的速度增长,随之而来的DM多种血管神经并发症所导致的死亡、失明、肢残也在逐年增加。根据文献报道,DPN的发生率在15%~95%之间。临床DPN患病率与病程相关,出现神经病变后5-10年的死亡率达到50%,严重影响患者的生活质量,造成巨大的经济和社会负担。因此,延缓和阻止DPN的病程进展,提高DM患者的生存质量,成为国内外医学界关注的热点。本课题在前期研究基础上,进一步通过实验,从整体、组织、细胞、蛋白和基因分子水平探讨中药糖痹康对DPN神经保护作用及相关机制。
[研究目的]
从整体、细胞及分子水平,研究中药糖痹康对糖尿病大鼠周围神经保护作用,以及糖痹康含药血清对高糖环境下大鼠雪旺细胞增殖、凋亡及信号转导通路影响。
[研究方法]
1.整体实验:
建立高脂+小剂量STZ糖尿病大鼠模型,随机分为正常组、模型组、弥可保组,糖痹康小剂量组、糖痹康中剂量组、糖痹康高剂量组。所有实验大鼠灌胃16w处死。检测各组大鼠干预前及干预后4w、8w、12w和16w血糖和体重变化,坐骨神经传导速度和血液流变学指标;通过免疫组织化学染色法观察大鼠坐骨神经病理改变;用酶免法(ELISA)测定坐骨神经cAMP、cGMP、Na+-K+-ATP酶活性,测定血清中超氧化物歧化酶(SOD)、一氧化氮(NO)、神经生长因子(NGF)的含量。Western blot检测坐骨神经中NGF、NF-κB、Caspase-3蛋白表达水平的变化;Real-time PCR检测坐骨神经中NGF、IGF-1、IGF-IR、NF-κB、Caspase-3mRNA_的表达。实验数据用SPSS13.0进行统计学处理。
2.细胞实验:
从SD乳鼠坐骨神经取材,原代培养并纯化雪旺细胞,S-100蛋白免疫细胞化学法进行鉴定,MTT比色法鉴定细胞增殖情况。取第3代雪旺细胞,加入不同条件含药血清和正常血清培养基,分为正常对照组、高糖对照组、弥可保组、糖痹康高剂量组、糖痹康中剂量组、糖痹康低剂量组进行培养,Western blot检测NGF、NF-κB、β-catenin蛋白表达水平的变化,Real-time PCR检测雪旺细胞NGFmRNA、NF-κB mRNA、β-catenin mRNA的表达。
[研究结果]
1.整体实验
1.1 STZ-DM大鼠血糖值均显著高于正常组(P<0.01);药物干预后,治疗组血糖在同一时间点与模型组相比有明显差异(P<0.05);治疗组间血糖在各时间点均有差异(P<0.05)。干预前后,各组大鼠的体重在同一时间点有明显差异(P<0.05)。与正常组比较,模型组全血粘度、红细胞指数显著升高(P<0.05),与模型组比较,糖痹康各剂量组全血粘度(中切、高切)、红细胞指数(刚性、变形)均不同程度降低(P<0.05),而高剂量组更明显,其效果优于弥可保组;病理和免疫组织化学染色显示各治疗组大鼠坐骨神经病理改变较模型组轻。
1.2与模型组比较,糖痹康高剂量组坐骨神经MNCV显著加快(P<0.01)。与正常组比较,模型组cAMP、cGMP和Na+-K+-ATP酶活性均显著减低(P<0.05);与模型组比较,糖痹康组和弥可保组cAMP、cGMP和Na+-K+-ATP酶活性显著升高(P<0.05),糖痹康高剂量组优于弥可保组(P<0.05)。
1.3与模型组比较,糖痹康治疗组血清SOD、NO含量增高,血清NGF水平显著增高。弥可保和糖痹康高剂量组NGF、IGF-1蛋白及其受体IGF-IR显著升高;糖痹康高剂量组坐骨神经中NGF mRNA、IGF-1 mRNA含量显著增高,NF-κB和caspase-3蛋白及mRNA表达显著减低。
2.细胞实验
2.1原代培养雪旺细胞在50mmolGlu环境培养48h后,OD值显著降低(P<0.01)。与50mmolGlu组相比,糖痹康组与弥可保组的OD值显著升高(P<0.05);糖痹康组及弥可保组比较OD值有统计学差异(P<0.05)。
2.250mmolGlu组及治疗组雪旺细胞NGF mRNA、β-catenin mRNA表达水平较正常组明显降低(P<0.01),NF-κB mRNA表达水平较正常组明显升高(P<0.01);与50mmolGlu组相比,糖痹康组与弥可保组雪旺细胞NGF mRNA、β-cateninmRNA表达水平增高(P<0.01)、NF-κB mRNA表达水平降低(P<0.01);糖痹康高剂量组雪旺细胞NGF mRNA、β-catenin mRNA表达水平高于弥可保组(P<0.05),NF-κB mRNA表达水平低于弥可保组(P<0.05)。
[结论]
1.整体实验
●糖痹康可有效改善DPN大鼠坐骨神经传导速度减慢,对DPN有一定的神经保护作用;
●糖痹康可有效改善坐骨神经病理损害和血液流变学指标,具有阻止糖尿病早期神经病变发生、发展的作用;
●糖痹康可减轻氧化应激造成的周围神经损害,具有抗氧化应激的作用;
●糖痹康可改善细胞功能,提高神经细胞抗氧化能力,这些可能是其对DPN神经保护作用的机制之一。
2.细胞实验
●采用组织贴块法,经差速贴壁结合低浓度胰蛋白酶消化和G-418纯化法可成功建立坐骨神经雪旺细胞原代培养模型;
●高糖环境培养雪旺细胞,可建立具有糖尿病性损害特点的雪旺细胞模型,可作为治疗糖尿病神经病变有效药物筛选及其机理研究的平台;
●糖痹康可有效促进高糖环境下大鼠坐骨神经雪旺细胞的增殖,可调整Wnt/β-catenin信号通路的功能紊乱,这可能是糖痹康对DPN神经保护的有效作用靶点之一。