《Phytomedicine Plus》:Effect of
Xanthoceras sorbifolia Bunge seed meal extract on polyuria in rats with kidney deficiency syndrome
编辑推荐:
本研究聚焦于肾虚证多尿这一临床问题,探究了传统药用植物文冠果种子粕的提取物对多尿症的改善作用。研究人员通过构建硫酸卡那霉素诱导的肾虚多尿大鼠模型,发现20%和80%乙醇提取物均能有效减少尿量、增加体重,并上调血清中cAMP、PKA、ACTH、CORT及肾组织AQP2的水平,其作用机制涉及激活cAMP-PKA-AQP2通路和调节下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴功能。该研究为文冠果粕的药用价值提供了现代药理学依据,并为其在治疗泌尿系统疾病方面的深度开发和应用奠定了基础。
在传统中医药的宝库中,文冠果(Xanthoceras sorbifolia Bunge)是一种用途广泛的药用植物,其种子榨油后的副产物——文冠果粕,正是成药“益尿停胶囊”的原料。该胶囊在临床上用于治疗肾气不足、肺脾气虚所致的小儿功能性遗尿,对改善老年尿频、尿急也有一定效果。然而,尽管临床应用有效,文冠果粕发挥“补肾缩尿”功效的具体物质基础和现代药理学机制尚未被系统阐明。传统用药方式与现代药理研究之间缺乏深度融合,这不仅影响了对其药效的科学诠释,也制约了其标准化生产与质量控制体系的建立。为了打破这一局限,来自北京工业大学的研究团队开展了一项研究,旨在利用现代科技手段结合中医药理论,揭示文冠果粕提取物改善多尿症的作用与机制。相关成果已发表于期刊《Phytomedicine Plus》。
为解答上述科学问题,研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先,采用硫酸卡那霉素腹腔注射构建了肾气亏虚型多尿大鼠模型。其次,通过酶联免疫吸附测定法(ELISA)检测了大鼠血清中的促肾上腺皮质激素(ACTH)、皮质醇(CORT)、环磷酸腺苷(cAMP)、蛋白激酶A(PKA)以及肾组织中的水通道蛋白2(AQP2)含量。再者,利用苏木精-伊红(HE)染色观察了肾组织的病理变化。最后,采用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS)技术对20%和80%乙醇提取物(分别简称为XS-20和XS-80)进行了化学成分分析,从大鼠模型中获取的生物学样本是本研究数据的主要来源。
研究结果
4.1. 对大鼠一般体征、体重、尿量、体温和活动的影响
建模20天后,模型组大鼠表现出毛色松散、食欲下降、体重显著降低、尿量显著增加,表明肾虚模型构建成功。给药干预后,与模型组相比,XS-20组和XS-80组能使大鼠毛发整齐光亮,显著增加大鼠体重,并减少尿量。体重和尿量结果显示,20%乙醇提取物的疗效略优于80%乙醇提取物,但两组间无显著差异。建模后,模型组与空白组在体温和活动方面无显著差异,表明肾气虚模型对大鼠体温和活动影响较小。相关数据可参考
4.2. 提取物对肾虚证大鼠cAMP-PKA-AQP2通路的影响
与空白组相比,模型组大鼠血清中cAMP、PKA含量及肾组织AQP2含量不同程度下调。给药干预后,XS-20组和XS-80组的上述指标均显著高于模型组。尽管XS-80组的AQP2蛋白含量有所上调,但仍低于空白组。从AQP2蛋白含量看,20%乙醇提取物略优于80%乙醇提取物。相关指标对比见
4.3. 提取物对肾虚证大鼠HPA轴功能的影响
与空白组相比,模型组血清中ACTH和CORT含量不同程度下调。给药干预后,XS-20组和XS-80组的上述指标均显著高于模型组,但CORT含量仍低于空白组,无显著差异。在恢复CORT指标方面,20%乙醇提取物的效果略优于80%乙醇提取物。
4.4. 器官指数分析
与空白组相比,模型组的肾脏指数显著升高。与模型组相比,XS-20组和XS-80组的肾脏指数有所下降,但无显著差异。
4.5. 提取物对肾虚证大鼠肾组织病理学的影响
HE染色显示,空白组肾组织结构正常。模型组肾组织结构严重异常,部分肾小管上皮细胞萎缩变性,管腔扩张,间质可见大量炎性细胞浸润。XS-20组肾组织结构轻度异常,偶见肾小管上皮细胞变性,管腔扩张,周围有少量炎性细胞浸润,损伤程度较模型组显著改善。XS-80组部分肾小管变性,间质可见少量炎性细胞浸润,损伤程度较模型组有所改善。肾组织病理切片对比见
4.6. 提取物的UPLC-MS分析
对提取物进行UPLC-MS分析,从文冠果粕中共鉴定出106种代谢物。其中,XS-20样品在正、负离子模式下分别鉴定出84和27种次级代谢物,XS-80样品则分别鉴定出37和19种。根据鉴定表,XS-20样品中包含27种黄酮类、20种脂肪酸、13种酚类、8种生物碱、7种苯丙素、5种三萜等物质;XS-80样品中包含13种脂肪酸、8种黄酮类、6种酚类、5种苯丙素、4种生物碱、4种甾醇等物质。不同浓度乙醇提取物的化学成分差异如图所示。成分鉴定汇总见和总离子流图。
结论与讨论
本研究得出结论,文冠果粕提取物能够减少肾虚多尿大鼠的尿量,表明其具有“缩尿”功效。其发挥治疗作用的物质基础可能是多酚类成分。其机制可能是通过激活cAMP-PKA-AQP2通路活性和HPA轴系统来调节机体水代谢,从而发挥减少尿量的作用。
在讨论部分,研究指出硫酸卡那霉素的肾毒性会导致肾损伤和多尿,本研究中模型组大鼠cAMP、PKA和AQP2表达下降,证实肾虚发生时cAMP-PKA-AQP2通路受到抑制,降低了集合管对水的重吸收能力。文冠果粕提取物干预后激活了该通路,改善了多尿症状。同时,模型组大鼠血清ACTH和CORT下调,提示肾虚时HPA轴功能受损,而提取物可上调这两种激素水平,表明其对HPA轴有修复作用。文中还探讨了遗尿、多尿与炎症、氧化的关系,指出酚类和黄酮类成分具有抗炎和抗氧化活性,可能是其发挥作用的物质基础。在提取溶剂选择上,研究发现20%乙醇提取物在恢复CORT和AQP2指标以及改善肾组织损伤方面略优于80%乙醇提取物,且使用20%乙醇水溶液作为提取溶剂更经济、安全。化学成分分析表明,20%乙醇提取物中多为大极性成分,而80%乙醇提取物中多为较小极性成分。
该研究的重要意义在于,它不仅为文冠果粕治疗多尿症提供了实验依据,揭示了其通过现代生物学通路(cAMP-PKA-AQP2和HPA轴)发挥“补肾缩尿”作用的机制,架起了传统中药功效与现代药理学之间的桥梁,而且通过UPLC-MS技术初步明确了其发挥药效的潜在物质群(以黄酮、酚类、脂肪酸为主),为后续质量标志物研究、标准提升及深度开发奠定了基础。此外,研究比较了不同浓度乙醇提取物的效果,为优化提取工艺、实现资源高效利用提供了参考,推动了这种传统药用植物副产物的价值提升与应用拓展。