木糖醇对大鼠肾小球系膜细胞损伤的实验研究

目的: 1.观察不同剂量木糖醇(Xy)对链脲佐菌素(STZ)诱导的糖尿病(DM)大鼠肾小球超微结构的影响,并探讨可能的机制。 2.观察不同浓度Xy、葡萄糖、尿酸培养条件下大鼠肾小球系膜细胞(MCs)的增殖情况及Ⅳ型胶原(Col-Ⅳ)和基质金属蛋白酶-2(MMP-2)的表达水平,观察Xy对肾脏细胞是否有直接损害作用以进一步评价Xy作为DM患者食品甜味添加剂的利弊。 方法: 1.体内实验:将100只雄性Wistar大鼠分为五组:随机选取16只为正常对照组(NC组),余84只予STZ 50mg/kg尾静脉一次性注射,72 h后测血糖≥16.7mmol/L为造模成功,取80只成模大鼠按照喂养饲料不同平均分为糖尿病对照组(DC组)、5%Xy组(D+5%Xy组)、10%Xy组(D+10%Xy组)和20%Xy组(D+20%Xy组)。于8 w末处死动物,摘取左侧肾脏,应用透射电子显微镜观察肾小球超微结构的改变。 2.体外实验:采用噻唑蓝(MTT)法分别检测24h、48h和72h时不同浓度Xy(1、5、10、20mmol/L)、尿酸(0.1、0.2、0.4、0.8mmol/L)、葡萄糖(15、25mmol/L)培养条件下大鼠MCs的增殖情况,通过测定光密度(OD)值评价各干预因素对细胞有无损害作用及其作用强度;应用免疫细胞化学法测定48h时各组细胞Col-Ⅳ和MMP-2的表达。 结果: 1.体内实验:①各组大鼠体重和血糖的变化:8 w时DM各组与NC组比较,体重均减轻(P＜0.05),血糖升高(P＜0.05);喂食Xy的各组与DC组比较,体重均有所增加,血糖均有所下降,其中D+20%Xy组体重增加、血糖下降有统计学意义(P＜0.05)。②肾重指数的变化:DM各组较NC组升高(P＜0.05);D+20%Xy组较DC组下降(P＜0.05)。③肾小球超微结构的变化:透射电镜下可见NC组肾小球形态结构正常,系膜区无扩张;DC组基底膜厚薄不均,局部呈均质样增厚,足细胞肿胀,部分足突扁平融合,系膜细胞和系膜基质增生;与DC组相比,D+20%Xy组无明显变化,而D+10%Xy组肾小球损伤更严重:基底膜均质样增厚,系膜细胞和基质明显增生,系膜区扩张显著。 2.体外实验:①不同浓度Xy对MCs增殖的影响:各Xy组OD值与同期NC组相比差别无统计学意义,各Xy组间差别亦无统计学意义(P＞0.05);②不同浓度尿酸对MCs增殖的影响:同期内各尿酸干预组OD值均大于NC组,差异有统计学意义(P＜0.05);③不同浓度葡萄糖对MCs增殖的影响:两高糖组OD值均大于同期NC组(P＜0.05);随葡萄糖浓度升高,OD值有增加趋势,但两高糖组间差别无统计学意义(P＞0.05);④不同浓度Xy对MCs分泌Col-Ⅳ和MMP-2的影响:各浓度Xy培养条件下,MCs表达Col-Ⅳ和MMP-2的水平与NC组相比并无变化(P＞0.05);⑤不同浓度尿酸对MCs分泌Col-Ⅳ和MMP-2的影响:各浓度尿酸组与NC组相比,Col-Ⅳ呈高表达,MMP-2呈低表达,且0.4 mmol/L和0.8 mmol/L尿酸组与NC组差别有统计学意义(P＜0.05);⑥不同浓度葡萄糖对MCs分泌Col-Ⅳ和MMP-2的影响:各高糖组与NC组相比Col-Ⅳ呈高表达,MMP-2呈低表达,差别有统计学意义(P＜0.05); 结论: 1.Xy对STZ诱导的DM大鼠具有降低血糖、增加体重的作用;动物实验表明Xy可升高血清尿酸水平,后者可加重糖尿病大鼠的肾小球超微结构改变。 2.木糖醇对体外培养的MCs并无直接损伤作用,而尿酸和高糖能刺激MCs增殖,并影响其Col-Ⅳ和MMP-2的表达水平,进而影响糖尿病肾病进程。