轮叶党参总皂苷对糖尿病大鼠心肌组织MDA、TNF-α、sICAM-1及sVCAM-1表达的影响

张艳英 王晓刚 支晓慧

作者单位：1 临沂市精神卫生中心药学部，山东 临沂 276004

2 山东医学高等专科学校附属医院内分泌科，山东 临沂 276004

糖尿病患者因胰岛素分泌减少或胰岛素抵抗使机体长期处于高糖环境下，易导致内脏（尤其是心脏）功能异常，出现心肌细胞代谢紊乱、心肌损伤、心肌肥大、心肌纤维化等病理生理改变，可引起左心室肥厚、心脏舒缩功能障碍，最终进展为终末期心力衰竭[1]。糖尿病心肌病的发病机制目前尚不清楚，代谢紊乱、炎症反应、氧化应激等曾被证实参与其发生发展[2，3]。

轮叶党参为桔梗科党参属多年生藤本植物，主要含有挥发油类、生物碱类及三萜皂苷等成分，具有抗氧化、抗炎、抗血小板聚集、神经保护等多种药理作用[4]。轮叶党参的皂苷组分可以抑制免疫细胞介导的炎症反应；三萜类化合物具有一定的抗炎活性，其抗炎作用是通过其对巨噬细胞介导的炎症反应的调节来实现的[5]。现通过研究轮叶党参在糖尿病心肌病大鼠模型中的作用，进一步探讨其心肌保护作用。

1 材料与方法

1.1 实验动物与试剂4 周龄雄性SPF 级大鼠，体质量100～120g，购自济南蓬月实验动物育种有限公司[SCXK（Lu）20140007]。动物实验均按照《保养和使用指南》进行，对动物的处理均已得到动物保护和使用委员会的批准。普通饲料和高脂饲料购自北京蕙特比科技有限公司。

链脲佐菌素（STZ）购自美国 Sigma 公司；肿瘤坏死因子α（Tumor necrosis factor α，TNF-α）试剂盒由上海创赛科技有限公司提供；丙二醛（Malonaldehyde，MDA）测定试剂盒（BC0025）由北京索莱宝科技有限公司提供；ROS 测定试剂盒（E004-1-1）及超氧化物歧化酶 （Superoxide dismutase，SOD）测定试剂盒（A001-3-2）由南京建成生物工程研究所提供；胞浆蛋白提取试剂盒（KTP3001）由武汉艾美捷科技有限公司提供。

1.2 方法

1.2.1 轮叶党参总皂苷制备 轮叶党参经过水提、乙醇沉淀、石油醚以及乙酸乙酯萃取、D-101 大孔吸附树脂过柱、乙醇、蒸馏水洗脱等步骤得到轮叶党参总皂苷（纯度≥90%）。

1.2.2 模型创建及动物分组 领取符合要求的90 只大鼠，随机选取30 只接受普通基础饲料喂养的作为正常对照组，其他60 只接受高糖高脂饲料（添加20%蔗糖和20%猪油）喂养，任选其中30 只作为模型对照组，其余30 只作为轮叶党参组。正常对照组生理盐水灌胃、模型对照组生理盐水灌胃、轮叶党参组给予轮叶党参总皂苷（80mg·kg-1·d-1）灌胃，给药8周。8 周后，高糖高脂喂养的大鼠观察到胰岛素抵抗后在腹膜内注射链脲佐菌素（STZ）40mg/kg。72h 和7d 后测定空腹血糖，两次空腹血糖值≥11.6mmol/L为糖尿病大鼠。

1.3 观察指标心脏组织匀浆，取上清液，采用酶联免疫吸附法（ELISA）检测心肌组织匀浆上清液中TNF-α、SOD 及MDA 的含量，采用Western、IP 细胞裂解液提取蛋白，聚丙烯酰胺凝胶蛋白电泳检测可溶性细胞间粘附分子-1（sICAM-1）和可溶性血管细胞粘附分子-1（sVCAM-1）的表达。

1.4 统计学分析采用SPSS 17.0 软件对数据进行统计学分析，计量资料用±s表示，多组间比较采用方差分析，两组间比较采用t检验。以P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 各组心肌组织中SOD、MDA、TNF-α 含量比较与正常对照组比较，模型对照组及轮叶党参组SOD 活性均明显降低，但轮叶党参组SOD 活性高于模型对照组（P<0.05）。与正常对照组比较，模型对照组及轮叶党参组MDA 和TNF-α 含量均明显升高，但轮叶党参组低于模型对照组（P<0.05）。见表1。

表1 各组心肌组织中SOD、MDA、TNF-α 含量比较（±s）

表1 各组心肌组织中SOD、MDA、TNF-α 含量比较（±s）

注：与正常对照组比较，*P<0.05；与轮叶党参组比较，△P<0.05

分组动物数SOD(U/mg prot)MDA(nmol/mg prot)TNF-α(pg/mg prot）正常对照组3032.00±7.221.28±0.507.50±3.19模型对照组3011.63±5.19*△ 5.36±6.01*△ 18.56±7.80*△轮叶党参组3022.33±14.80* 4.54±0.61*9.09±0.91*

2.2 各组心肌组织中sICAM-1、sVCAM-1 含量比较与正常对照组比较，模型对照组及轮叶党参组sICAM-1、sVCAM-1 含量均明显升高，但轮叶党参组低于模型对照组（P<0.05）。见表2。

表2 各组心肌组织中sICAM-1、sVCAM-1 含量比较（±s，ng/ml）

表2 各组心肌组织中sICAM-1、sVCAM-1 含量比较（±s，ng/ml）

注：与正常对照组比较，*P<0.05；与轮叶党参组比较，△P<0.05

分组动物数sICAM-1 sVCAM-1正常对照组30663.32±103.23467.35±73.45模型对照组301221.24±213.23*△876.25±53.26*△轮叶党参组30789.22±93.23*576.17±45.22*

3 讨论

糖尿病心肌病变易引发心脏舒缩功能障碍，严重者可导致终末期心力衰竭，严重影响患者预后及生活质量，是导致患者死亡的重要因素，目前发病机制尚不清楚。代谢失衡、氧化应激、炎症反应等都曾被证实参与心肌病变的发生与发展，其中炎症反应发挥重要作用[2，3]。研究发现，心肌细胞及众多炎症细胞可分泌促纤维化因子和炎症因子，引起心肌细胞损伤，刺激心肌纤维化，并通过多种复杂炎症信号引起心脏异常。在糖尿病合并心衰患者及糖尿病心肌病的动物模型中，白介素-6（Interleukin 6，IL-6）、TNF-α、VCAM-1 及ICAM-1 等多种细胞因子的表达均明显升高[6]。疾病早期，炎症反应是机体应对高糖损害的一种保护性反应，若此种损害持续存在，炎症反应慢性化，则导致心肌细胞受损、心肌重塑、心肌纤维化，最终导致心脏功能异常[6]。上述研究均表明，炎症反应在糖尿病心肌病变的发生发展中起重要作用，且巨噬细胞是介导炎症反应的主要参与者。

轮叶党参为多年生藤本植物，含有生物碱类及三萜皂苷等成分，具有显著的抗炎作用[5]。有研究发现，党参水提液及单体成分Lancemaside A 可通过靶向LPS/TLR4 复合物来抑制炎症反应[7]，还可通过抑制NF-κB 的活性改善结肠炎小鼠的临床症状[8]。Xu 等[9]发现从轮叶党参中分离出的三帖皂苷具有显著的抗炎作用。Byeon 等[10]研究发现轮叶党参的皂素馏分，可显著抑制免疫细胞介导的炎症反应。

VCAM-1、ICAM-1 及TNF-α 均可作为炎性标记物，VCAM-1 及ICAM-1 由白细胞、内皮细胞及上皮细胞等表达，是免疫球蛋白超家族成员，可参与细胞信号转导、活化等过程。sICAM-1 及sVCAM-1是由ICAM-1 及VCAM-1 的膜外段脱落而形成。研究发现，糖尿病状态下这些粘附分子的异常表达，可通过参与介导血管内皮细胞与单核细胞粘附引起内皮细胞损伤、血管通透性增加及血栓形成等，进而影响糖尿病血管病变的发生发展[11，12]。本研究发现，与正常对照组比较，模型对照组及轮叶党参组sICAM-1、sVCAM-1 及TNF-α 含量均明显升高（P<0.05）；但与模型对照组相比，轮叶党参组sICAM-1、sVCAM-1、MDA 及TNF-α 含量明显下降（P<0.05）。

慢性持续高血糖状态可致活性氧自由基生成增加，激活细胞因子及炎症相关因子，导致脂质过氧化、蛋白变性、细胞氧化损伤等。作为脂质过氧化的主要产物，MDA 的生成亦明显增加。SOD 为抗氧化防御体系中主要抗氧化酶，具有显著的抗氧化作用，可降低MDA 表达，提高心肌抗氧化水平。

本研究显示，轮叶党参可显著提高SOD 活性，提高心肌抗氧化水平，减少MDA 的表达，同时可显著减少大鼠心肌细胞sICAM-1、sVCAM-1 及TNF-α 的表达，具有一定的心肌保护作用。