虫草素对Ⅱ型糖尿病勃起功能...体组织中CX43表达的影响_周艳芬.pdf

NJA中华男科学杂志National Journal of AndrologyZhonghua Nan Ke Xue Za Zhi2022，28(11):963 969http:/www androl cn论著Basic esearch(基础研究)虫草素对型糖尿病勃起功能障碍大鼠阴茎海绵体组织中 CX43 表达的影响周艳芬1，黄涛2，朱志铭2，任朝兴2，马博2，石亮3，曹晓梅4，商学军4，张琪5(南京工业大学，1 生物与制药工程学院，2 药学院，5 食品与轻工学院，江苏 南京 210009;3 南京大学医学院附属鼓楼医院泌尿外科，江苏 南京 210008;4 南京大学医学院附属金陵医院/东部战区总医院泌尿外科，江苏 南京 210002)【摘要】目的:研究虫草素对型糖尿病勃起功能障碍大鼠阴茎海绵体组织中缝隙连接蛋白 43(CX43)表达的影响。方法:50 只雄性 SD 大鼠，随机选取10 只作为空白对照组喂饲普通饲料，其余大鼠喂饲高脂饲料并单次腹腔注射 STZ 溶液诱发型糖尿病模型。将型糖尿病造模成功的大鼠随机分为 4 组:糖尿病模型组、虫草素低剂量组(10 0 mg/kg)、虫草素高剂量组(30 0 mg/kg)以及阳性药对照组(西地那非 5 0 mg/kg)。连续给药 6 周后观测大鼠的性行为、海绵体内压、阴茎海绵体组织形态并采用免疫组化检测海绵体组织中 CX43 表达。结果:与糖尿病模型组相比，虫草素高剂量组扑捉潜伏期及扑捉次数极显著改善(P 0 01)、海绵体内压与平均动脉压的比值显著提高(P 0 05);虫草素高剂量组的阴茎海绵体组织结构形态明显改善;免疫组化结果显示:CX43 主要表达于阴茎海绵体平滑肌细胞，与模型组相比，虫草素高剂量组阴茎海绵体组织 CX43 表达极显著升高(P 0 01)。结论:虫草素能有效改善型糖尿病大鼠的勃起功能，上调阴茎海绵体组织中缝隙连接蛋白 CX43 表达。【关键词】虫草素;糖尿病;勃起功能障碍;CX43;大鼠中图分类号:698+1文献标志码:Adoi:10 13263/j cnki nja 2022 11 001Effect of cordycepin on CX43 expression in the corpus cavernosum of type II diabetesinduced erectile dysfunction in ratsZHOU Yan-fen1，HUANG Tao2，ZHU Zhi-ming2，EN Chao-xing2，MA Bo2，SHI Liang3，CAO Xiao-mei4，SHANG Xue-jun4，ZHANG Qi51 College of Biotechnology and Pharmaceutical Engineering，2 College of Pharmaceutical Sciences，5 College ofFood Science and Light Industry，Nanjing Tech University，Nanjing，Jiangsu 210009，China;3 Department of Urol-ogy，Nanjing Drum Tower Hospital Affiliated to Medical School of Nanjing University，Nanjing，Jiangsu 210008，China;4 Department of Urology，General Hospital of Eastern Theater Command，Nanjing，Jiangsu 210002，China【Abstract】Objective:To study the effect of cordycepin on the expression of connexin 43(CX43)in the corpus cavernosumtissue of the ED rats with type II diabetic mellitus(DM)Methods:Forty male SD rats were fed with high-fat diet and injected in-traperitoneally with STZ solution to induce type II DM，and then divided into 4 groups of an equal number:DM model control，low-dose cordycepin(10 0 mg/kg/d)，high-dose cordycepin(30 0 mg/kg/d)and sildenafil positive control(5 0 mg/kg/d)Another369基金项目:国家自然科学基金(81773802);江苏省科委社会发展基金(BE2019737)作者简介:周艳芬(1997-)，女，河南济源市人，博士研究生，从事药理学研究。通讯作者:张琪，Email:nancyzhang03 hotmail com10 male SD rats were taken as blank controls and fed with normal diet After 6 weeks of intervention，the sexual behavior of the ratswas observed，the ratio of intra-cavernous pressure to mean arterial pressure(ICP/MAP)measured，and the corpus cavernosal tissueharvested for observation of the morphology and determination of the expression level of CX43 in the corpus cavernosum by immunohis-tochemistryesults:Compared with the DM model controls，the rats in the high-dose cordycepin group showed significantly im-proved latency and frequency of captures(P 0 01)，increased ICP/MAP ratio(P 0 05)，and improved morphology of the cor-pus cavernosal tissue The expression of CX43 was found mainly in the smooth muscle cells of the penile corpus cavernosum，and dra-matically higher in the high-dose cordycepin group than in the DM model controls(P 0 01)Conclusion:Cordycepin can effec-tively improve the erectile function of type diabetic rats by up-regulating the expression of CX43 in the penile corpus cavernosum【Key words】cordycepin;diabetic mellitus;erectile dysfunction;connexin 43;ratCorrespondence to:ZHANG Qi，email:nancyzhang03 hotmail comeceived:January 16，2022;accepted:September 12，2022勃起功能障碍(erectile dysfunctions，ED)影响了全球超过 1 5 亿男性，预计到 2025 年这一数字将达到 3 22 亿1。研究表明，ED 是糖尿病患者的主要并发症，超过一半的糖尿病男性患有 ED2-4。目前治疗糖尿病性 ED 的一线用药是 5 型磷酸二酯酶抑制剂(PDE5 抑制剂)5。然而，PDE5 抑制剂对糖尿病性 ED 的作用低于非糖尿病性 ED6。因此，糖尿病性 ED 需要寻找新的治疗策略。虫草素又称 3-脱氧腺苷，是蛹虫草的主要活性成分之一，具有抗炎7、抗肿瘤8、抗氧化9、抗血栓10 等多种药理作用。蛹虫草在中国长期被认为对男性生殖功能具有滋补作用，用以治疗各种男性生殖相关的疾病，如肾功能衰竭、ED、疲劳等11-12，而作为其主要活性成分的虫草素对相关疾病影响的报道却寥寥无几。因此，本研究通过对建立的型糖尿病大鼠 ED 模型进行给药，评价虫草素对糖尿病大鼠 ED 的治疗效果。1材料与方法1 1实验动物SPF 级健康成年雄性 SD 大鼠 50只，雌性 SD 大鼠 5 只(南京市江宁区青龙山动物繁殖场)，体重 180 220 g，实验动物合格证 No201815412。1 2实验主要材料及仪器链脲佐菌素(STZ，Sigma 公司)，虫草素粗品(含 28 0%虫草素，南京工业大学生化中心提供)，西地那非(100 0 mg/片，辉瑞公司)，葡萄糖检测和精子染色试剂盒(南京建成生物工程研究所)，兔抗大鼠缝隙连接蛋白(CX43)单克隆抗体(CST 公司)，辣根过氧化物酶(HP)标记山羊抗兔 IgG 二抗(Abbkine 公司)，SABC 试剂(碧云天生物技术有限公司)，增强型 DAB 试剂盒(北京索莱宝科技有限公司)。1 3实验方法1 3 1模型建立与给药经适应性喂养 3 d 后的50 只大鼠随机选取 10 只给与普通饲料作为空白对照组，剩余 40 只给予高脂饲料。第 4 周空白对照组大鼠腹腔注射柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液作为对照;喂饲高脂 饲 料 组 的 大 鼠 通 过 连 续 5 d 腹 腔 注 射40 0 mg/(kgd)STZ 溶液(溶剂为柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液，pH 调至 4 2 4 5)诱导型糖尿病大鼠模型，将空腹血糖 16 7 mmol/L 即型糖尿病造模成功的36 只大鼠随机分为4 组:糖尿病模型组(n=12)、虫草素低剂量组(10 0 mg/kg，n=8)、虫草素高剂量组(30 0 mg/kg，n=8)以及阳性药对照组(5 0 mg/kg 西地那非组，n=8)，加上已有的空白对照组(n=10)共 5 组。给药组和阳性药对照组分别灌胃给予虫草素溶液、西地那非溶液，空白对照组和糖尿病模型组灌胃给予等体积的生理盐水，给药频率为每天单次给药。给药结束后每天观察大鼠的行为状态，每周记录体重变化，每两周记录血糖水平，连续观察 6 周，实验流程见图 1。随后通过勃起功能评价判断型糖尿病性 ED 模型是否成功建立，观测各组大鼠性行为并检测海绵体内压与平均动脉压后将大鼠处死，摘取海绵体组织浸泡在 4%多聚甲醛待用。1 3 2勃起功能的评价给药 6 周结束后，在大鼠颈部皮下注射阿朴吗啡溶液(100 0 g/kg)，注射后将大鼠置于易于观察阴茎状态的装置中，观察30 min内大鼠阴茎有无勃起、记录勃起次数并根据本组勃起大鼠的数量计算勃起率。阴茎勃起即阴茎头充血及末端阴茎体露出。469中华男科学杂志2022 年 11 月第 28 卷 第 11 期Natl J Androl，Vol 28，No 11，November 2022图 1实验流程示意图Figure 1 Schematic diagram for the procedures of the experiment1 3 3性行为观测各组分别取4 只大鼠进行性行为观测。将一只试验雄性大鼠单独置于笼中，适应暗环境 5 min。然后放入 1 只正常雌性大鼠并进行 20 min 内雄性大鼠性行为的观测