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姜黄素对代谢综合征大鼠ICAM           ★★★ 【字体：小 大】
姜黄素对代谢综合征大鼠ICAM
作者：佚名    论文来源：本站原创    点击数：    更新时间：2008-10-1    
作者：陶正贤，龙明智，赵慧娟，谭晓，王迪斌，陶立翠
【关键词】  代谢综合征；细胞黏附分子；姜黄素；内皮功能障碍
　　Effect of curcumin on ICAM1 and relative serum indexes in rats with metabolic syndrome
　　【Abstract】AIM:  To investigate the therapetutic effects of curcumin on metabolic syndrome  (MS) in rats and the underlying mechanism. METHODS:  Thirty SD male rats were randomly separated into 3 groups (n=10 in each one): control, model and curcumin groups. Rats in model and curcumin groups were  treated with   twokidneys oneclipped to induce renal hypertension and fed with a high fructose diet for 4 week to induce MS. Shamoperated rats were taken at random as noninfarction control. After intragastric administration of either curcumin (200 mg/kg・d) in curcumin group or saline (200 mg/kg・d) in model and control groups for 4 weeks, serum glucose, insulin and lipid were tested. The sICAM1 level was measured by ELISA and ICAM1 mRNA level in artery was tested by RTPCR. RESULTS:  Compared with controls, rats in model group had higher levels of sICAM1, serum glucose, insulin, lipid (P<0.01), and curcumin restored these indexes. The ICAM1 mRNA expression in model group was higher than that in shamoperated rats (P<0.01); while in curcumin group, ICAM1 mRNA level was comparable to that in control group (P>0.05). CONCLUSION:  Curcumin reduces serum glucose, insulin and lipid of MS rats and it may be related to the suppression of ICAM1 mRNA expression and the improvement of blood vessel endothelium function.
　　【Keywords】 metabolic syndrome; cell  adhesion molecules; curcumin; endothelial dysfunction
　　【摘要】目的:  探讨姜黄素对代谢综合征（MS）大鼠模型的治疗作用及其机理. 方法:  将清洁级雄性SD大鼠30只随机分为三组：正常对照组，模型组，姜黄素组，每组10只. 模型组、姜黄素组施以两肾一夹术后普通饲料喂养4 wk，诱发肾性高血压，继以高果糖饲料喂养4 wk，诱导建立代谢综合征模型；正常对照组施以假手术. 姜黄素组用姜黄素（200 mg/kg・d）灌胃给药，模型组和正常对照组灌等量的生理盐水. 用药4 wk后，检测血脂、血糖等血清学指标，用ELISA法测定血清sICAM1的水平，用RTPCR检测血管内ICAM1 mRNA水平. 结果:  模型组大鼠血脂、血糖等血清学指标和血清sICAM1水平明显高于正常对照组大鼠，差异有统计学意义（P<0.01）；血管内ICAM1 mRNA水平模型组高于正常对照组，差异有统计学意义（P<0.01）；姜黄素组大鼠血脂、血糖等血清学指标和sICAM1水平明显低于模型组， 差异有统计学意义（P<0.01）；姜黄素组和正常对照组接近， 差异无统计学意义（P>0.05）. 结论:  姜黄素能明显降低MS大鼠血糖、血胰岛素和血脂水平，其抑制血管内ICAM1 mRNA的表达、改善血管内皮功能可能是其作用机制之一.
 
　　【关键词】 代谢综合征；细胞黏附分子；姜黄素；内皮功能障碍
　　0引言
　　自1988年Reaven［1］提出“X综合征”概念后，医学界对代谢综合征（metabolic syndrome， MS）进行了大量研究，但至今对MS的病因、发病机制尚未阐明. 姜黄素（二阿魏酰基甲烷）具有抗氧化，抗炎，抗感染，抗凝，降血脂，抑制肿瘤和免疫调节等作用［2-4］，但姜黄素对细胞黏附分子的影响以及对MS是否具有治疗作用少见报道. 本实验采用两肾一夹术、高果糖饮食诱导建立MS大鼠模型［5］，通过观察姜黄素对血清可溶性细胞间黏附分子1（Soluble intercellular adhesion molecule1， sICAM1）和血管内皮细胞间黏附分子1（intercellular adhesion molecule1， ICAM1）mRNA的影响，进一步探讨其治疗MS的可能机制.
　　1材料和方法
　　1.1材料清洁级雄性SD大鼠30只，体质量（200±20） g，由南京医科大学实验动物中心提供. D果糖（DFructose），批号： S20050118，南京生兴生物技术有限公司生产；姜黄素粉，批号：F20050102，上海国药集团化学试剂有限公司生产；sICAM1 ELISA试剂盒购自上海西唐生物技术有限公司；胰岛素放免试剂盒购自北京北方生物技术研究所；Tripure试剂购自美国罗氏公司；引物由北京塞百盛公司合成. 鼠尾动脉测压仪（HX1型）由南京医科大学循环生理学教研室提供；HITACH717全自动生化分析仪由日本日立公司生产；全自动放射免疫γ计数仪由上海核所日环光电仪器有限公司；FLUKO匀浆机由上海弗鲁克流体机械制造有限公司生产；RTPCR仪由德国Eppendorf 公司生产；微量ONETOUCHⅡ血糖仪由美国强生公司生产.
 
　　1.2方法
　　1.2.1模型制备和药物干预方法将大鼠随机分为三组：正常对照组，模型组，姜黄素组，每组10只. 普通饲料适应性喂养1 wk，术前禁食过夜，用40 g/L戊巴比妥钠（40 mg/kg）腹腔麻醉. 模型组和姜黄素组在无菌状态下，分离左肾动脉，用一间隙为0.25  mm的Ｕ型夹结扎肾动脉，使左肾动脉部分狭窄，右肾及动脉不触及，诱发继发性高血压大鼠模型；正常对照组大鼠除不结扎肾动脉外，其他操作相同，施以假手术. 术后大鼠普通饲料喂养，术后3 d大鼠恢复正常，术后4 wk末于清醒状态下（上午9~12时）用尾套法测大鼠的收缩压，筛选出收缩压>140 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）的大鼠改用高果糖饲料喂养4 wk. 姜黄素组用姜黄素（200  mg/kg・d）灌胃给药，模型组和正常对照组灌等量的生理盐水，干预4 wk. 模型组大鼠造模过程中死亡1只，造模后26 d有1只死亡（n=8），姜黄素组1只SBP<140 mmHg，造模失败（n=9）.
 
　　1.2.2血清学指标检测术后12 wk末，禁食禁水12 h，40 g/L戊巴比妥钠（40 mg/kg）腹腔注射麻醉大鼠，开胸暴露心脏，用12号针头从心脏采血. 空腹血糖用葡萄糖氧化酶化法测定；空腹胰岛素用放免法测定；TG, TC, LDLC, HDLC选用酶法测定；sICAM1水平用双抗体夹心ELISA法（批内变异系数为5%，批间变异系数为8%）；分离升主动脉，剪切动脉1~2 cm，立即放入液氮中保存.
 
　　1.2.3RNA提取每50~100 mg动脉血管加1 mL Tripure，充分匀浆. 匀浆后室温放置 5 min ，加入氯仿200 μL，剧烈振荡 15 s，室温放置2~3 min，4 ℃ 12 000 g 离心15 min. 将上清液转入新离心管中，加等量异丙醇沉淀RNA，室温放置10 min，4 ℃ 12 000 g离心10 min. 弃上清，加1 mL 750 mL/L乙醇，振荡洗涤沉淀，4 ℃ 7500 g 离心5 min. 弃上清，晾干，将RNA溶于 30~50 μL  DEPC 水，测定其浓度，10 g/L琼脂糖凝胶电泳，经凝胶成像系统观察到28 s rRNA与18 s rRNA的比值接近2∶1，将提取的RNA保存于-70℃冰箱.
 
　　1.2.4RTPCR应用Takara RNA PCR Kit（AMV）Ver3.0，将血管总RNA逆转录为cDNA. ICAM1引物序列如下：上游5′ AGACACAAGCAAGAGAAGAA3′，下游 5′ GAGAAGCCCAAACCCGTATG3′. PCR反应条件：94℃ 30 s，54.7℃ 30 s，72℃ 30 s，30个循环，预计扩增产物234 bp. βactin引物序列如下：上游5′GCCCTCTGAACCCTAAG3′，下游5′ ATGTCACGCACGATTTCC3′. PCR反应条件：94℃ 5 min；94℃ 30 s，56.5℃ 1 min，72 ℃ 1 min，35个循环，预计扩增产物314 bp.
 
　　统计学处理：结果以x±s表示. 采用SPSS10.0进行ANOVA及LSDt检验，P<0.05为差异有统计学意义.
2结果
　　2.1姜黄素对MS大鼠血清学指标和收缩压的影响模型组大鼠空腹血脂（TC, TG, LDLC）、血糖、血清胰岛素和收缩压水平较正常对照组明显升高，差异有统计学意义（P<0.01）；姜黄素可显著降低模型组大鼠空腹血脂、血糖、血清胰岛素水平，与模型组大鼠相比差异有统计学意义（P<0.01），与正常对照组相比差异无统计学意义（P>0.05，表1）.
 
　　表1姜黄素对MS大鼠血脂、血糖、血胰岛素和收缩压的影响（略）
　　aP<0.01 vs NG, bP<0.01 vs MG, cP>0.05 vs MG.  NG： 正常对照；MG：模型；CG：姜黄素.
　　2.2姜黄素对MS 大鼠sICAM1水平的影响模型组大鼠血清sICAM1水平（0.91±0.25）pg/mL明显高于正常对照组（0.55±0.66）pg/mL大鼠，差异有统计学意义（P<0 .01）；药物干预4 wk后，姜黄素组大鼠sICAM1水平（0.68±0.24）pg/mL明显低于模型组大鼠，差异有统计学意义（P<0 .01），与正常对照组相比差异无统计学意义（P>0.05）.
  
　　2.3姜黄素对MS大鼠ICAM1 mRNA表达的影响RTPCR结果显示，模型组血管ICAM1 mRNA水平较正常对照组高，应用姜黄素干预后，ICAM1 mRNA水平接近正常组（图1）.
　　1：正常组； 2：模型组； 3：姜黄素组.  M：marker.
　　图1ICAM1基因的表达（略）
　　3讨论
　　MS包括糖耐量异常、高血压、脂质代谢紊乱、中心性肥胖、微量白蛋白尿等代谢方面的异常. 这些异常都是心血管病的危险因素，是近年医学界多学科关注的热点. 目前对MS采取综合防治措施，关键是以纠正胰岛素抵抗（insulin resterance,IR）为基础的全面防治心血管疾病危险因素的综合防治［6］，但单一药物能全面控制MS各项异常少见报道. 傅晓东等［7］用雷氏丹参片治疗MS，虽然能降低血糖和血脂水平，但血胰岛素水平不能得到良好的控制. 本实验通过在短时间内对SD大鼠施以两肾一夹术和高果糖饮食，复制MS动物模型，结果显示，模型组大鼠血糖、血脂、血胰岛素和血压水平明显高于正常对照组，说明动物模型复制成功. 本模型是较为理想的MS及其心血管疾病的一个模型，具有很多与MS患者类似的特点，造模方法简单易行.
 
　　目前血管内皮细胞功能与MS的关系正逐渐受到重视. 在血管内皮功能受到损害时，内皮细胞能产生多种特异性的表面黏附分子. ICAM1属于黏附分子中的免疫球蛋白超家族，是一种跨膜单链糖蛋白，其异常表达可引起内皮损伤；ICAM1可作为内皮功能障碍的标志物［8-9］. 赵慧娟等［10］通过病理切片和透射电镜观察姜黄素干预后MS大鼠主动脉内膜的变化，发现姜黄素干预后MS大鼠内膜形态趋于正常，内膜病理性改变有明显的改善. Tooke等［11］认为，内皮功能障碍可能是IR的前兆，可导致高血压、糖尿病或糖耐量异常及血脂紊乱等代谢性疾病发生和聚集，是众多MS特征中共有的因素. 本实验结果显示，姜黄素可明显降低MS大鼠sICAM1水平和血管内ICAM1 mRNA水平. 提示姜黄素可能是通过降低血管内ICAM1基因表达水平，使血管内皮功能得到改善. 同时姜黄素还能降低MS大鼠的血糖和血脂水平以及MS大鼠的血胰岛素水平，纠正IR. 实验中我们也观察到干预后血压没有明显变化，可能与肾动脉狭窄没有解除有关. 姜黄素能否控制MS的血压仍须进一步研究.
　　【参考文献】
　　［1］Reaven Gm. Role of insulin resistance in human disease ［J］. Diabetes,1988,37:1595-1607.
　　［2］顾军,韩香,顾欣. 姜黄素的基础药理作用［J］. 天津药学,2000,2(2):5-6.
　　［3］陈磊磊,龙明智,杨季明,等.姜黄素诱导的平滑肌细胞凋亡在球囊损伤后内膜增生中的作用［J］. 南京医科大学学报,2003,3(5):452-455.
　　［4］Yadav VS, Mishra KP, Singh DP, et al. Immunomodulatory effects of curcumin［J］. Immunop  harmacol Immunotoxicol, 2005,27(3):485-497.
　　［5］凌宏艳,胡弼,吴端生,等. 实验性X综合征大鼠模型的建立［J］. 中国实验动物学报,2005,13(1):45-47.
　　［6］Grundy SM, Hansen B, Simth SC, et al. Clinical managment of metabolic syndrome:report of the American Heart Association/National Heart,Lung,and Blood Institue/American Diabetes Association conference on scientific issues related to management［J］. Circulation, 2004,109:551-556.
　　［7］傅晓东,牛惠志,何燕铭,等. 雷氏丹参片治疗代谢综合征的临床疗效观察［J］. 中成药,2005,27(10):1173-1176.
　　［8］Ponthieux A, Herbeth B, Droesch S, et al. Biological determinants of serum ICAM1, Eselectin, Pselectin and Lselectin levels in healthy subjects: the Stanislas study［J］. Atherosclerosis, 2004,172:299-308.
　　［9］Marc L, Brigitte BA, Sarah V, et al. Cell adhsion molecule as a marker reflecting the reduction of endothelial activation induced by giucocorticoids［J］. Shock, 2004,21(4):311-314.
　　［10］赵慧娟,龙明智,陶正贤,等. 姜黄素对代谢综合征大鼠血浆TNFα和血清sICAM1的影响［J］.中国康复医学杂志,2006,21(7):599-601.
　　［11］Tooke JE, Hannemann MM. Adverse endothelial function and the insulin resintance syndrome ［J］. J Intern Med, 2000, 247(4):425-431
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