糖尿病,特别是Ⅱ型糖尿病,影响全球很大一部分的人口,估计有500亿成年人受到影响。糖尿病肾病(Diabetic Nephropathy,DN)是糖尿病中较为常见的微血管并发症,病程进展迅速且具有不可逆性,严重威胁患者生命安全。因此寻找延缓DN进程的药物,为患者争取更多的生存时间,具有重大意义。人参为百草之王,含有人参皂苷、人参多糖(Ginseng Polysaccharides,GPS)、人参多肽和少量的甾类及萜类小分子等化合物。研究报道,GPS具有抗氧化、免疫调节、抗炎等作用。本研究通过纯合子糖尿病小鼠(B6.BKSLeprdb,db/db)模型观察GPS对DN的保护作用,并初步探讨其作用机制。实验目的:观察GPS对db/db小鼠DN的保护作用,并初步探讨其作用机制。实验方法:将12周龄db/db小鼠依据血糖水平并结合体重随机分为模型(Model)组、GPS低剂量组及GPS高剂量组,m/m小鼠为对照(Control)组。Control组和Model组均灌胃(ig)给予蒸馏水,GPS低、高剂量组分别ig给予GPS 100、200 mg/kg,Laboratory Automation Software1次/天,连续给药8周。每周记录小鼠体重及血糖,末次给药1 h后,取尿液,检测尿液中尿素氮(Urea Nitrogen,BUN)、尿肌酐(Urine Creatinine,UCR)、尿蛋白(Urine Protein,UP)含量;取血液,检测血清中总胆固醇(Total Cholesterol,TC)、甘油三酯(Triglyceride,TG)、高密度脂蛋白(High Density Lipoprotein,HDL-c)、低密度脂蛋白(Low Density Lipoprotein,LDL-c)、肿瘤坏死因子-α(Tumor Necrosis Factor-α,TNF-α)、白介素-6(Interleukin-6,IL-6)、白介素-1β(Interleukin-1β,IL-1β)含量;取肾组织,计算肾脏指数,测定丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量及超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)活性;苏木精-伊红染色法(Hematoxylin Eosin Staining,HE)检测肾组织病理学改变,过碘酸雪夫染色(Periodic Acid Schiff Stain,PAS)检测肾小球系膜基质及细胞外基质(Extracellular Matrixc,ECM)增生情况,Masson染色检测肾纤维化程度,透射电镜检测肾小球基底膜(Glomerular Basement Membrane,GBM)厚度,免疫组化技术检测肾组织中α-平滑肌肌动蛋白(α-Smooth Muscle Actin,α-SMA)表达水平,Western Blot检测肾组织中TGF-β1、p-Smad2/Smad2、p-Smad3/Smad3蛋白表达水平。实验结果:1.体重、血糖及肾脏指数:与Control组比较,Model组小鼠体重和空腹血糖均显著升高(P<0.01),肾脏系数显著降低(P<0.01);与Model组相比,GPS 100、200 mg/kg组的小鼠肾脏指数显著提升(P<0.05),体重和血糖无明显变化,均无统计学意义(P>0.05)。2.UCR、BUN及UP含量:与Control组比较,Model组小鼠尿液中UCR、BUN及UP明显升高(P<0.01);与Model组比较,GPS 200 mg/kg可显著降低小鼠尿液中UCR、BUN、UP含量(P<0.01),GPS 100 mg/kg可显著降低小鼠尿液中UP含量(P<0.05),GPS 100 mg/kg有降低db/db小鼠尿液中UCR、BUN含量的趋势,但无统计学意义(P>0.05)。3.TC、TG、HDL-c、LDL-c含量:与Control组比较,Model组血清中TC、TG、LDL-c含量显著升高(P<0.01),HDL-c含量显著降低(P<0.01);与Model组比较,GPS 200 mg/kg可显著降低小鼠血清中TC含量(P<0.01),提高血清HDL-c含量(P<0.05),GPS 100、200 mg/kg可显著降低小鼠血清中TG(P<0.01)、LDL-c含量(P<0.05),GPS 100 mg/kg有降低小鼠血清中TC含量、升高HDL-c含量的趋势,但无统计学意义(P>0.05)。4.TNF-α、IL-1β及IL-6含量:与Control组比较,Model组小鼠血清中TNF-α、IL-1β及IL-6含量显著升高(P<0.01);与Model组比较,GPS 100、200mg/kg可显著降低血清中TNF-α及IL-6含量(P<0.01),GPS 200 mg/kg可显著降低血清中IL-1β含量(P<0.01),GPS 100 mg/kg有降低血清中IL-1β含量的趋势,但无统计学意义(P>0.05)。5.MDA含量及SOD活性:与Control组相比,Model组MDA含量显著升高(P<0.01),SOD活性显著降低(P<0.01);与Model组相比,GPS 100、200 mg/kg可显著降低MDA含量(P<0.05或P<0.01),显著升高SOD活性(P<0.05或P<0.01)。6.组织病理学观察:6.1 HE染色:Control组小鼠肾小球结构形态正常、清晰,基底膜光滑,肾小球形态规则,肾间质无异常,肾小管排列整齐,无炎性细胞浸润;Model组小鼠肾小球体积增大,基底膜增厚,周围可见炎性细胞浸润,且肾小管结构紊乱,出现扩张现象;GPS 100 mg/kg组小鼠肾脏有所改善;GPS 200 mg/kg组小鼠肾小球体积明显减小,基底膜厚度降低,selleck NSC 125973仅有少量炎性细胞浸润,肾小管排列紧密。6.2 PAS染色:Control组小鼠肾脏结构完整、清晰,GBM光滑,肾小球形态规则,肾小管排列紧密整齐,无炎性细胞浸润,未见肾小囊中糖原沉积;Model组小鼠GBM增厚,ECM积聚,肾小囊内有大量紫红色糖原沉积;GPS100 mg/kg组小鼠GBM增厚、ECM积聚,肾小囊内沉积紫红色糖原减少;GPS200 mg/kg组小鼠肾小球形态正常,肾小管排列规则,GBM厚度基本正常,肾小囊有少量糖原沉积现象。6.3 Masson染色:Control组小鼠肾小管排列正常及肾小球形态正常,未见胶原纤维增生,可见管状基底膜;Model组小鼠肾间质组织中可见大量染色胶原,间质纤维组织呈束状和网状增生;GPS 100 mg/kg组小鼠肾小球体积减小,纤维组织增生症状减轻;GPS 200 mg/kg组小鼠肾小管排列较规则,可见少量胶原纤维增生。6.4透射电镜:Control组小鼠肾组织GBM宽度正常,足突明显且呈现梳子齿状;Model组小鼠足突融合明显呈现线状且排列紊乱,ECM增生及GBM增厚;GPS 100 mg/kg组小鼠GBM厚度变薄,足突融合程度降低,ECM增生程度减轻;GPS 200 mg/kg组小鼠足突排列重现梳子齿状,足突融合现象显著减轻,GBM厚度变薄,ECM增生程度减轻。7.免疫组织化学:Control组小鼠肾小管、肾小球及肾间质均未见α-SMA表达,仅在血管平滑肌细胞少量表达;Model组小鼠α-SMA蛋白除在肾小管平滑肌肌层外,部分肾小管上皮细胞内出现棕黄色颗粒,主要在GBM侧和肾间质细胞胞浆中表达;GPS 100、200 mg/kg组小鼠GBM侧和肾间质细胞胞浆中α-SMA蛋白表达减少。8.TGF-β1、Smad2/3蛋白表达:与Control组相比,Model组小鼠肾组织中TGF-β1、p-Smad2/Smad2、p-Smad3/Smad3蛋白表达水平显著升高(P<0.01);与Model组比较,GPS 100、200 mg/kg组的p-Smad2/Smad2、p-Smad3/Smad蛋白表达水平均显著降低(P<0.01),GPS 100、200 mg/kg组的TGF-β1蛋白表达水平显著降低(P<0.05或P<0.01LGK-974化学结构)。实验结论:GPS可改善db/db小鼠肾功能,调节血脂代谢,抑制炎症因子释放,提高抗氧化能力,减轻DN的肾损伤,延缓肾纤维化发生发展,其作用机制可能与抑制TGF-β1/Smad2/3信号通路有关。