姜黄素对糖尿病足溃疡小鼠氧化应激、细胞炎症因子和创面血管新生的影响*

梅 希，曾 俊，唐明薇，邱 平

1.成都医学院第一附属医院(成都 610500);2.成都医学院(成都 610500)

糖尿病足溃疡是糖尿病的严重并发症，是糖尿病致残和致死的重要原因之一[1-2]，其具有难治、容易复发以及高截肢率等特点，发病机制尚未完全明确[3-4]，临床上治疗非常棘手。因此，寻找一种安全有效地治疗糖尿病足溃疡方法具有重要意义。姜黄素主要是从姜黄属植物根茎中提取出的酚性结构色素，具有多种药理作用如抗炎、抗氧化应激等作用，且对糖尿病、动脉硬化等具有良好防治作用，越来越受到关注[5]。近年来研究[6-7]发现，细胞炎症因子和氧化应激与糖尿病足发生、发展密切相关。因此，本研究旨在探讨姜黄素对糖尿病足溃疡小鼠氧化应激、细胞炎症因子和创面血管新生的影响。

1 材料与方法

1.1 实验动物

SPF级雄性C57小鼠(BKS背景)60只，体重(27.5±8.0)g，来自于成都医学院动物实验中心[许可证号：SCXK(苏)2018-0008，合格证号：201908536]，自由摄食、饮水，于室温条件下饲养5～7 d。

1.2 药品和试剂

1)药品：姜黄素(陕西森弗生物技术有限公司)，链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)(美国Sigma公司)。2)试剂：丙二醛(malondialdehyde,MDA)试剂盒和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)试剂盒(上海西唐生物科技有限公司)，白介素-1(interleukin-1,IL-1)试剂盒和肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)试剂盒(上海信裕生物工程有限公司)。

1.3 方法

1.3.1 实验分组和模型制备 C57小鼠60只，随机分为对照组、模型组和姜黄素组，每组20只。对照组给予正常饲料喂养，模型组和姜黄素组给予小鼠高脂饲料喂养4周，禁食16 h后，腹腔注射STZ 45 mg/kg；对照组给予小鼠普通饲料喂养4周，腹腔注射等体积的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液。糖尿病建模2周后，行股动脉超声检测，将出现动脉粥样硬化改变的小鼠给予小鼠腹腔注射50 mg/kg戊巴比妥钠麻醉，且于小鼠足背部消毒后用印章作一矩形标记3 mm×7 mm，切除其全层皮肤，每日用0.5%碘伏消毒创面。最后模型组造模成功18只，姜黄素组造模成功17只。3组随机取15只小鼠进行后续实验研究。造模成功后，姜黄素组给予姜黄素100 mg/kg灌胃，1次/d；对照组和模型组小鼠给予等剂量生理盐水灌胃，1次/d。

1.3.2 血浆标本制备 治疗10 d，采集小鼠静脉血4 mL，以3 000 r/min，离心半径15 cm，离心12 min，分离血浆标本，置于-70 ℃下保存待测。

1.4 观察指标

1)观察3组小鼠氧化应激指标变化：取上述血浆标本，采用硫代巴比妥酸法测定MDA含量，采用羟胺法测定SOD活性，检测严格参照试剂盒说明书标准；2)观察3组小鼠炎症因子变化：取上述血浆标本，采用ELISA法测定IL-1和TNF-α水平；3)观察3组小鼠新生毛细血管数密度变化：治疗10 d，取创面肉芽组织，以免疫组织化学观察肉芽组织毛细血管数表达；4)观察3组小鼠创面愈合情况：治疗10 d，采用数码相机观察小鼠溃疡愈合情况，创面愈合率(%)=(治疗前-治疗后)创面/治疗前创面×100%。

1.5 统计学方法

2 结果

2.1 3组小鼠氧化应激指标比较

与对照组比较，模型组和姜黄素组血浆MDA水平升高，而SOD活性下降(P<0.05)；姜黄素组血浆MDA水平低于模型组，而SOD活性高于模型组(P<0.05)(表1)。

表1 3组小鼠氧化应激指标比较

2.2 3组小鼠细胞炎症因子变化比较

与对照组比较，模型组和姜黄素组血浆IL-1和TNF-α水平升高(P<0.05)；姜黄素组血浆IL-1和TNF-α水平低于模型组(P<0.05)(表2)。

表2 3组小鼠细胞炎症因子变化比较

2.3 3组小鼠新生毛细血管数密度比较

与对照组比较，模型组和姜黄素组新生毛细血管数密度降低(P<0.05)；姜黄素组新生毛细血管数密度高于模型组(P<0.05)(表3)。

表3 3组小鼠新生毛细血管数密度比较

2.4 3组小鼠创面愈合率比较

与对照组比较，模型组和姜黄素组创面愈合率降低(P<0.05)；姜黄素组创面愈合率高于模型组(P<0.05)(表4)。

表4 3组小鼠创面愈合率比较

3 讨论

流行病学调查显示，1.25%糖尿病患者有发生糖尿病足溃疡风险，其中2.85%足部糖尿病溃疡可能导致截肢[8]。糖尿病足溃疡主要是由外周血管疾病和外周神经的缺血而发生[9-10]。姜黄素主要是从姜黄属植物根茎中提取出的酚类色素，现代药理研究[11-14]表明，姜黄素可通过疏水性作用通过血浆白蛋白结合运输，容易渗透细胞质，富集于膜性结构如核膜、内质网和质膜，从而发挥抗微生物、降血脂、抗炎、抗肿瘤和抗氧化等药理作用。本研究结果显示，姜黄素组新生毛细血管数密度高于模型组，提示姜黄素可促进创面血管新生；姜黄素组创面愈合率高于模型组，提示姜黄素可促进创面愈合。

IL-1是典型的一种炎症细胞因子，体内各种有核细胞被激活后均可产生，不仅具有内源性免疫防御作用，而且参与组织破坏和纤维化[15]。研究[16]报道，高血糖可激发IL-1 mRNA自身正反馈机制产生大量IL-1，而其中大量IL-1可诱导胰岛β细胞凋亡引起高血糖，形成恶性循环，加重糖尿病病情。糖尿病足溃疡面上IL-1明显增加抑制了成纤维细胞的增殖，导致溃疡难以愈合。TNF-α是具有多种生物学效应的一种细胞因子，不仅可增强中性粒细胞吞噬能力，同时还能够抑制肿瘤细胞的产生[17]。本结果研究显示，姜黄素组血浆IL-1和TNF-α水平低于模型组，提示姜黄素具有明显抗炎作用。

大量研究[18-19]表明，机体患糖尿病时会存在明显的氧化应激反应。氧化应激主要是指机体受各种有害因素刺激，体内产生自由基，从而产生大量氧化中间产物，造成机体组织和细胞损伤的病理状态。氧化应激存在于糖尿病及其并发症包括糖尿病足溃疡的发生发展中，造成细胞损伤，活性氧的增加，引起足细胞损伤[20]。由此可见，氧化应激与糖尿病足溃疡发生、发展密切相关。本研究结果显示，姜黄素组血浆MDA水平低于模型组，而姜黄素组SOD活性高于模型组，提示姜黄素具有抗氧化应激作用。

综上所述，姜黄素对糖尿病足溃疡小鼠可促进创面血管新生和创面愈合，减轻炎症反应，且具有抗氧化应激作用。