金 實,金 華,陳 瑛,李 燦,金海峰,崔鎮(zhèn)花
(延邊大學附屬醫(yī)院腎內(nèi)科,吉林延吉 133000)
糖尿病腎?。―N)是常見的糖尿病微血管并發(fā)癥之一,其主要的病理改變是毛細血管基底膜增厚及系膜基質(zhì)增生,最終導致腎小球硬化。目前DN的確切發(fā)病機制尚未完全闡明。近年的研究發(fā)現(xiàn)炎癥因子及促炎癥因子與DN的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān),并認為DN是一種炎癥性疾病[1]。MCP-1是單核/巨噬細胞特異性的趨化因子,在糖尿病腎病的發(fā)生、發(fā)展中起著很重要的作用,可趨化單核/巨噬細胞在腎組織的浸潤,與細胞外基質(zhì)(ECM)的沉積、腎小球硬化密切相關(guān)[2]。ACEI主要通過阻斷血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)的生成,阻斷腎素-血管緊張素系統(tǒng)(RAS)、抑制一系列炎癥因子的分泌,抑制或減輕DN炎性病理損害,故在DN的治療中已被臨床廣泛使用;來氟米特是一種新型的免疫抑制劑,可減少IgG免疫復合物在腎小球內(nèi)的沉積以及DN大鼠腎組織中MCP-1的表達,起到保護腎臟的作用。兩者聯(lián)合應用可能更好地保護腎臟功能,延緩DN進展,為探討此可能性。
來氟米特(商品名為愛諾華)由蘇州長征-欣凱制藥有限公司提供,貝那普利(商品名為洛汀新)由北京諾華制藥有限公司提供。鏈脲佐菌素(STZ)(美國Sigma公司),兔抗大鼠 MCP-1抗體、SABC免疫組織化學試劑盒(武漢博士得生物工程有限公司)。血糖儀(美國強生穩(wěn)豪血糖儀及其配套試紙),日立7600全自動生化分析儀。
取體重在180 g-200 g的Wistar雄性大鼠(由延邊大學醫(yī)學部動物科提供)40只,按晝夜時程平衡飼料喂養(yǎng),自由飲水、進食,經(jīng)1周喂養(yǎng)適應期后,測定血糖,均正常。禁食12小時后,隨機取10只大鼠作為正常對照組(NC,n=10);其余30只大鼠,一次性腹腔注射STZ[4](65 mg/kg,溶于pH4.5,0.1 mol/L枸櫞酸鈉緩沖液,冰浴新鮮配制),NC組注射等量的枸櫞酸鈉緩沖液。48 h后取大鼠尾尖血,測血糖值均≥16.7 mmol/L,DN模型成功。正常對照組血糖正常。將模型組30只大鼠隨機分成三組,即對照組(DN組,n=10)、貝那普利組(n=10)和貝那普利+來氟米特組(聯(lián)合用藥組,n=10)。造模成功第二天起,貝那普利組每天給予貝那普利(10mg/kg/d)灌胃,聯(lián)合用藥組每天給予來氟米特(10mg/kg/d)和貝那普利(10mg/kg/d)灌胃,NC組與DN組每天給予等量蒸餾水灌胃。
在實驗第4周末、8周末、12周末,測體重;將大鼠置于清潔的代謝籠中,收集24小時尿,測量24小時尿蛋白排泄量(24 hUPE)、尿肌酐(Ucr);乙醚吸入麻醉后,采用斷尾法采約2ml血,測血糖(Glu)、血肌酐(Scr),計算內(nèi)生肌酐清除率(Ccr)。由于Ccr受體表面積的影響,采用Ccr/體重(kg)加以校正。
Ccr(m l·min-1·kg-1)=尿肌酐(μmol/l)×每分鐘尿量(m l/min)/[血肌酐(μmol/l)·體重(kg)]
(1)在實驗第12周末,用10%水合氯醛腹腔注射麻醉,剖開腹腔,取出腎臟,取2mm厚的腎組織,用10%中性福爾馬林固定,常規(guī)石蠟包埋,行PAS染色(過碘酸雪夫氏染色)和MCP-1免疫組化染色的光鏡樣品制備。(2)免疫組織化學染色(MCP-1):切片厚 4μm,以酒精梯度常規(guī)脫蠟至水;含3%H2O2的甲醇室溫孵育10min,阻斷內(nèi)源性過氧化物酶;高壓修復抗原;加入1∶100稀釋的兔抗鼠單克隆抗體,置濕盒中4℃過夜;1∶100稀釋生物素化羊抗兔IgG,37℃孵育25min;DAB顯色:1m l蒸餾水加入試劑盒中A、B、C試劑各一滴,混勻后加至切片,室溫顯色,鏡下控制反應時間5-10m in;蘇木素輕度復染細胞核,脫水、透明、中性樹膠封片。光鏡下觀察腎組織細胞漿內(nèi)有棕褐色顆粒者為陽性。每批均設(shè)有陰性對照。采用雙盲法在光鏡下隨機選擇20個腎小球/片,計數(shù)腎小球的陽性細胞數(shù)及細胞總數(shù),MCP-1在腎小球細胞中的標記值為陽性細胞數(shù)/細胞總數(shù)。
數(shù)據(jù)采用SPSS11.5軟件進行統(tǒng)計學處理,數(shù)據(jù)均以均數(shù)±標準差(±s)表示,兩組間比較采用LSD-t檢驗,兩組以上比較采用單因素方差分析(One-way ANOVA),P<0.05有統(tǒng)計學意義。
DN組、貝那普利組及聯(lián)合用藥組大鼠血糖較NC組明顯升高(P<0.01),且維持在較高水平上。DN組和貝那普利組及聯(lián)合用藥組大鼠之間血糖值相近,無顯著性差異(P>0.05)(見表1)。
DN組、貝那普利組及聯(lián)合用藥組大鼠24hUPE較NC組顯著升高(P<0.01),同期貝那普利組和聯(lián)合用藥組較DN組顯著降低(P<0.01),聯(lián)合用藥組較貝那普利組明顯降低,均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。(見表2)
表1 不同時期各組實驗大鼠血糖(mmol/l)比較(±s)分組 4w 8w 12w NC組 6.50±0.31 6.46±0.20 6.50±0.57 DN組 25.70±0.83* 24.73±0.92* 25.49±1.67*貝那普利組 24.81±1.06* 23.21±0.93* 24.20±1.15*聯(lián)合用藥組 24.48±1.07* 24.22±0.85* 24.68±1.16*注:*與對照組相比,P<0.01
表2 不同時期各組實驗大鼠24hUPE(mg)比較(±s)分組 4w 8w 12w NC組 8.41±0.19 8.59±0.18 8.47±0.18 DN組 21.89±1.251) 28.18±2.041) 35.07±1.721)貝那普利組 17.31±1.411)3)19.29±0.801)2)22.06±0.651)2)聯(lián)合用藥組 13.24±1.501)2)4)14.11±1.261)2)5)17.50±0.951)2)5)注:1)與對照組比較,P<0.01;2)與模型組比較,P<0.01;3)與模型組比較,P<0.05;4)與貝那普利組比較,P<0.05;5)與貝那普利組比較,P<0.01
DN組、貝那普利組及聯(lián)合用藥組大鼠Ccr較NC組顯著升高(P<0.01),貝那普利組及聯(lián)合用藥組較DN組顯著降低(P<0.01),聯(lián)合用藥組較貝那普利組更低,均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。(見表3)
表3 不同時期各組大鼠 Ccr(m l·m in-1·kg-1)比較( ±s)分組 4 w 8w 12 w NC組 3.52±0.45 3.38±0.30 3.39±0.21 DN 組 6.17±0.361) 5.85±0.141) 5.38±0.241)貝那普利組 5.13±0.231)2) 4.71±0.361)2) 4.20±0.131)2)聯(lián)合用藥組 4.74±0.321)2)3)4.42±0.921)2)3)4.01±0.171)2)3)注:1)與對照組比較,P<0.01;2)與模型組比較,P<0.01;3)與貝那普利組比較,P<0.05
(1)PAS染色:DN組表現(xiàn)為腎小球體積明顯增大、系膜基質(zhì)增生、基底膜增厚等典型的DN病理表現(xiàn)。聯(lián)合用藥組與貝那普利組腎組織病理改變較DN組輕,腎小球體積有所縮小,系膜基質(zhì)增生較DN組輕。聯(lián)合用藥組與貝那普利組相比,上述改變更輕。(見圖1)(2)免疫組化染色:MCP-1在腎小球內(nèi)的表達:NC組在光鏡下腎小管著色,腎小球不著色或微量著色;DN組、貝那普利組及聯(lián)合用藥組,腎小球MCP-1表達顯著增加(P<0.01)。(3)MCP-1表達半定量分析:與DN組比較,貝那普利組與聯(lián)合用藥組MCP-1陽性細胞數(shù)顯著下降(P<0.01);而聯(lián)合用藥組與貝那普利組比較,MCP-1陽性細胞數(shù)也明顯下降(P<0.05)。(見圖2、表4)
表4 各組實驗大鼠腎臟MCP-1陽性細胞標記值比較(±s)NC組 DN組 貝那普利組 聯(lián)合用藥組MCP-1 0.02±0.01 0.46±0.051) 0.35±0.031)2) 0.23±0.031)2)3)注:1)與對照組比較,P<0.01;2)與模型組比較,P<0.01;3)與貝那普利組比較,P<0.05
圖1 各組大鼠腎組織PAS染色(×400)
圖2 各組大鼠腎組織免疫組化(MCP-1)(×400)
最近Katherine[3]提出把糖尿病腎病看作是一種由代謝紊亂引起的炎癥性疾病,在動物模型和人DN腎活檢標本中均發(fā)現(xiàn)有巨噬細胞在腎小球和腎小管間質(zhì)中浸潤。DN組織中,多種炎癥介質(zhì)、細胞因子、粘附分子以及趨化因子如TNF-a、MCP-1、IL-6、ICAM-1、VCAM-1、骨橋蛋白(OPN)、巨噬細胞集落刺激因子等表達增多,NF-KB活性增加。糖尿病患者體內(nèi)存在增強的炎癥反應并參與了糖尿病腎病的發(fā)生[4]。可見,炎癥反應和炎癥過程參與了DN的發(fā)生與發(fā)展,其重要作用不容小視。因此認為,用某種途徑抑制這些炎癥因子的表達,能夠延緩DN的發(fā)生和發(fā)展,從而為DN的抗炎治療提供了理論依據(jù)。
MCP-1是特異性的單核/巨噬細胞趨化因子,能促進單核細胞的移動和活化,在慢性炎癥的發(fā)病過程中起關(guān)鍵作用。研究發(fā)現(xiàn)MCP-1在糖尿病腎病的發(fā)生、發(fā)展中起著很重要的作用,可趨化單核/巨噬細胞在腎組織的浸潤,與細胞外基質(zhì)(ECM)的堆積、基底膜增厚、腎小球硬化密切相關(guān)[2]。MCP-1由單核細胞、巨噬細胞、內(nèi)皮細胞、成纖維細胞、腎小球系膜細胞等表達,其在生理情況下呈低水平表達,糖尿病時在高血糖、蛋白非酶糖基化產(chǎn)物、血管緊張素Ⅱ、氧化應激、炎癥和腎小球血流動力學改變等刺激因素影響下表達明顯上調(diào)[5]。在DN,由于高血糖刺激系膜細胞使MCP-1表達增多,MCP-1作為一種炎性細胞的趨化因子,誘導血循環(huán)中單核/巨噬細胞向腎內(nèi)聚集、活化,活化的巨噬細胞能分泌TNFa、IL-6、轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)及氧自由基(ROS)等炎性細胞因子和炎性介質(zhì),這些細胞因子通過自分泌和旁分泌的級聯(lián)作用,使這些細胞因子持續(xù)增高,趨化更多的炎癥細胞(如單核細胞、中性粒細胞、淋巴細胞等)向腎內(nèi)浸潤,使腎內(nèi)炎癥持續(xù)。同時,細胞因子(如TNFa、IL-6、TGF-β等)刺激系膜細胞增殖,合成大量的Ⅳ型膠原、層黏蛋白(FN)等細胞外基質(zhì)(ECM)成份,同時抑制ECM降解,導致ECM聚集,腎小球硬化,增高的細胞因子同樣能促使腎小管上皮細胞增殖,引起腎間質(zhì)纖維化。本研究也證實DN時腎組織內(nèi)MCP-1的表達明顯增加,而聯(lián)合應用貝那普利和來氟米特,明顯抑制了DN大鼠腎組織中MCP-1的表達,使腎組織病理改變及腎功能損害得到緩解,從而起到保護腎臟的作用,延緩DN進展。
ACEI主要通過阻斷AngⅡ的生成,阻斷腎素-血管緊張素系統(tǒng)(RAS)、抑制一系列炎癥因子的分泌,減輕或抑制DN炎性病理損害,故在DN的治療中已被臨床廣泛使用。已有實驗證實使用血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑(ACEI)和血管緊張素Ⅱ受體拮抗劑(ARB)能明顯抑制糖尿病腎小球MCP-l基因的表達,并伴隨蛋白尿的減少和腎小球中浸潤巨噬細胞數(shù)量的減少[6]。也有研究報道,貝那普利能減少MCP-1在DN大鼠腎組織中的表達[7],本文研究結(jié)果與此結(jié)論一致。
有實驗表明來氟米特能減少IgG免疫復合物在腎小球內(nèi)的沉積,明顯減輕腎小球腎炎的病理表現(xiàn)[8]。本研究顯示聯(lián)合用藥組效果優(yōu)于單用貝那普利組,說明兩者聯(lián)合應用可以更好地保護腎臟功能,延緩DN進展,為來氟米特在DN治療上的應用提供了理論依據(jù)。本研究中顯示聯(lián)合治療組和貝那普利組,均能使24hUPE、Ccr減少,而聯(lián)合治療組較貝那普利組更顯著。12周末腎組織病理顯示DN組腎小球體積增大,腎小球系膜增生,基底膜增厚;而聯(lián)合治療組和貝那普利組上述病理改變顯著減輕、MCP-1表達顯著下降,而且聯(lián)合治療組優(yōu)于貝那普利組。說明應用免疫抑制劑來氟米特聯(lián)合ACEI貝那普利不僅抑制血管緊張素Ⅱ的生成,而且降低了腎組織內(nèi)MCP-1的表達,從而減少單核/巨噬細胞在腎小球的廣泛浸潤,減少其導致的細胞外基質(zhì)堆積及基底膜增厚,進而延緩腎小球硬化,最終達到延緩DN的發(fā)生發(fā)展。雖然本研究提示貝那普利聯(lián)合應用來氟米特可延緩DN發(fā)展,但貝那普利和來氟米特分別通過哪些作用機制來抑制MCP-1的表達有待于進一步研究。
[1]Mora C,Navarro JF.The role of inflammation as pathogenic factor in the developmentof renal disease in diabetes[J].Curr Diab Rep,2005,5(6):399.
[2]葉迎春,李 竟,甘佩珍等.纈沙坦對糖尿病腎病大鼠腎臟MCP-1表達的影響.實用醫(yī)學雜志.2004,20(8):866.
[3]Katherine R Tuttle.Linking Metabolism and Immunology:Diabetic Nephropathy Is an Inflammatory Disease[J].JAm Soc Nephrol,2005,16(6):1537.
[4]隋 蕾,李素梅,葉山東等.糖尿病腎病患者外周血單核細胞NF-κB和單核細胞趨化蛋白-1蛋白表達的變化及意義[J].中國現(xiàn)代醫(yī)學雜志,2008,18(21):3210.
[5]Yamagishi S,MatsuiT,NakamuraK,et al.Olmesartan blocks inflammatory reactions in endothelial cellsevoked by advanced glycation end productsby suppressing generation of reactive oxygen species[J].Ophthalm ic Res,2008,40(1):10.
[6]Kato S,Luyckx VA,OtsM,etal.Renin-angiotensin blockade lowersMCP-1 expression in dialectic rats[J].Kidney lnt,1999,56:1037.
[7]趙光吉,許鐘鎬,崔文鵬等.貝那普利對糖尿病腎病腎組織MCP-1表達的影響[J].中國老年學雜志,2008,28(21):2095.
[8]Chow KM,Szeto CC.Leflunomide and anti-glomerular basementmembrane glomerulonephritis:commen on the letter by Bruyn[J].Arthritis Rheum,2004,50(1):336.