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成果名称: 姜黄及姜黄素对抗晚期糖基化终末产物引起的糖尿病肾病的作用及机制研究

成果登记号: 9612019J0085

第一完成单位: 陕西中医药大学

联 系 人: 仝武宁

成果类型: 基础理论

成果体现形式 : 论文

技术领域: 生物、医药和医疗器械

应用行业: 科学研究和技术服务业

成果简介:

    糖尿病肾病是糖尿病患者重要的微血管并发症,也是导致病人住院和死亡的主要原因,这类病人肾病发生率明显高于一般人群而且发病年龄提前。糖尿病微血管并发症的发生发展, 与蛋白质在高糖环境下发生非酶促蛋白糖化有关。即葡萄糖分子先与蛋白质上的-氨基形成可逆性的醛亚胺, 后形成几乎为不可逆性的酮胺( 果糖胺) , 若为半衰期长的蛋白质, 则继续经脱氢、脱水和分子重排等反应形成复杂和不可逆的大分子糖化终产物( advanced g lycat ion end products, AGEs) 。AGEs是一组在蛋白质,脂肪酸,或核酸的氨基基团与还原糖的醛基之间发生非酶性糖基化反应所形成的一系列具有高度活性产物的总称,及结构具有高度异质性AGEs在体内的聚集引起糖尿病的各种并发症,原蛋白蛋白糖基化并交联,体内脂质增加,内皮下单核细胞受体与AGEs,单核细胞分泌细胞因子都会增加血管僵硬化发生的机会,正常情况下,单核巨噬系统通过内吞方式清除作为衰老的标志的糖基化结构并分泌细胞因子刺激新基质合成。AGEs抑制作用可能与其自由基清除的作用机制有关,产生的反应性氧的产物,使脂质发生氧化,形成氧化型低密度脂蛋白 ,其难以通过一般的代谢途径清除,其对糖尿病血管并发症的发生、发展起到重要的作用,据文献报道及实验研究表明AGEs 可影响组织蛋白和血清蛋白的正常结构与功能,AGEs量过高时基质过度增加,导致糖尿病血管并发症的发生。AGEs并且能够诱导产生氧化压力,氧化应激与糖尿病及并发症的发生发展密切相关,继而导致多种细胞的炎症与血栓的形成,糖尿病患者血管并发症中AGEs-RAGE系统的作用患者体内的葡萄糖醛基抑或酮基和白质氨基以非酶催化形式进行反应后,能够生成Schiff碱,而高血糖的持续环境也促使其Schiff碱进行结构重排以及转化成比较稳定的Amadori产物(酮胺化学物),其经过脱氢与重排等相关反应,在最后就生成了非常稳定的AGEs,它能够导致患者血管的内皮细胞出现功能损伤,主要包括将血管弹性降低,以及减少NO的含量;而AGEs与RAGE的结合导致细胞内的ROS(活性氧成分)增多,最终促进患者动脉粥样硬化的相关基因出现表达增加。所以,AGEs-RAGE系统于糖尿病患者血管并发症的发生与发展过程中具有关键性作用。因此对AGEs的形成进行抑制,并阻断AGEs同其受体RAGE的相互作用同时抑制RAGE所介导的信号路径,就可能是对糖尿病患者血管并发症进行治疗的关键,对防止蛋白质非酶糖化以减缓糖尿病慢性并发症的发生和发具有重要的意义。

    血管通透性升高和血管的渗出是糖尿病血管病变的早期和主要的病理生理基础。晚期糖基化终产物(advanced glycation end product ,AGEs)是糖尿病血管并发症发生的重要介质。内皮细胞的通透性增高是一种常见的重要病理生理现象,参与了糖尿病血管并发症的发生和发展过程。内皮细胞的通透性增高是一个复杂的过程,有众多的中间蛋白和信号通路参与其中。AGEs和多种炎症介质作用于内皮细胞,可使原分布在细胞周边的肌动蛋白收缩移位并形成应力纤维,导致内皮细胞形态变化,通透性增高。

    姜黄素(curcumine)是从姜科植物姜黄(Curcuma longa L.)中提取的天然色素。姜黄是一种传统植物药,是姜科姜黄属多年生草本植物,主产于日本、美国、非洲、中国等地。中医认为姜黄能行气、散风活血、通经止痛,可用于治疗胸胁刺痛、风湿肩臂疼痛、跌打肿痛、闭经、癞瘕等多种病证。实验研究表明:姜黄素,去甲氧基姜黄素和双去甲氧基姜黄素是姜黄发挥药理作用的主要成分,而姜黄素(Curcumin)是最重要的活性成分。姜黄素具有抗炎、抗氧化、防癌、抗癌,抗动脉粥样硬化、降血脂等功效。而且一直以来被印度传统医学用来治疗糖尿病等疾患,研究表明姜黄素能降低糖尿病大鼠的蛋白尿,有关其防治2型糖尿病肾病的确切效果和机制值得继续探讨,本研究为姜黄素在临床上大量用于治疗糖尿病肾病提供了理论依据,积极的内科疗法可减少有创性治疗,为更多的患者提供更安全的治疗方法,减少疾病所带来的痛苦。

    本项目创新之处在于:1.本研究采用AGEs建立氧化应激内皮细胞损伤模型,观察不同浓度的姜黄素对内皮细胞氧化应激损伤的保护作用,研究显示AGEs可诱导HUVECs活性下降及诱导其产生氧化应激,姜黄素能够通过抑制细胞内ROS的产生及MDA含量,同时上调SOD的活性,对AGEs诱导HUVECs氧化应激损伤的保护作用;。2.采用高脂高糖饲料加小剂量STZ制备2型糖尿病肾病模型,对姜黄素改善DN作用进行了全面科学评价,结果显示姜黄素可增加模型大鼠的体重,降低血糖、CRE和BUN,改善模型大鼠肾脏病理损伤,有一定肾脏保护作用。

    本项目研究结果发表论文3篇(SCI收录2篇,核心期刊1篇)。