陳雪風(fēng) 吳漢利
(山東省濰坊市益都中心醫(yī)院,山東 青州 262500)
慢性腎衰竭的病理基礎(chǔ)是細(xì)胞外基質(zhì)不適當(dāng)?shù)姆e聚[1]。已有部分臨床資料表明褐藻多糖硫酸酯(FPS)能延緩慢性腎衰竭的進(jìn)展[2],但其作用機(jī)理尚不清楚。本實驗通過建立阿霉素腎硬化大鼠模型,觀察該藥對實驗性大鼠腎組織纖連蛋白(FN)、轉(zhuǎn)化生長因子(TGF)-β、基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)-9 的影響,以探討其對實驗性腎小球硬化的防治作用及可能機(jī)制。
1.1 動物 SPF級健康雌性SD大鼠40只,體質(zhì)量(190±10)g,由中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院實驗動物中心提供,許可證號:SCXK-(軍)2011-004。 大鼠自由飲水(水為清潔自來水)、攝食,室內(nèi)溫度控制在20~24℃,實驗室濕度55%~60%,保持環(huán)境安靜。
1.2 藥品及試劑 海昆腎喜膠囊:吉林省輝南長龍生化藥業(yè)股份有限公司,每粒裝0.22 g(含褐藻多糖硫酸酯 100 mg),批號:國藥準(zhǔn)字Z20030052。鹽酸貝那普利:北京諾華制藥有限公司,10 mg/片,批號:國藥準(zhǔn)字Z20030514。阿霉素:注射用鹽酸多柔比星(阿霉素):深圳萬樂藥業(yè)有限公司,10 mg/支,批號:國藥準(zhǔn)字H44024359。
1.3 模型制備 阿霉素腎病模型建立按Bertani等[3]法造模。適應(yīng)喂養(yǎng)兩周后,動物稱體質(zhì)量,固定,用酒精擦試尾部,使其尾靜脈充分暴露,以1毫升注射器配7號針頭,按照7 mg/kg體質(zhì)量,抽取阿霉素注入尾靜脈。如尾部無迂曲、腫脹則表示注射成功,正常組同法注射等量生理鹽水。
1.4 分組及給藥 成模大鼠隨機(jī)分為模型組、鹽酸貝那普利組、海昆腎喜組,每組10只。各組均自由飲水、攝食。大鼠用藥量按照《實驗動物學(xué)》計算,約為人1d劑量的20倍。正常組、模型組每天灌胃等體積生理鹽水,鹽酸貝那普利組按0.4 mg/(100 g·d)灌胃鹽酸貝那普利,海昆腎喜組按20 mg/(100 g·d)灌胃海昆腎喜。實驗結(jié)束模型組3只、鹽酸貝那普利組2只、海昆腎喜組1只大鼠因腹瀉、全身浮腫在造模2周內(nèi)死亡。模型組尿蛋白平均(187.50±12.14) g/L,共喂養(yǎng) 8 周。
1.5 標(biāo)本采集與檢測 8周后大鼠放血處死,生理鹽水經(jīng)主動脈灌注,取腹正中切口,暴露并切除腎臟。腎臟冠狀面取腎組織,甲醛固定石蠟包埋組織切片,厚度為2 μL,用于PAS染色、免疫組化。腎部分皮質(zhì)用于Western blot檢測。
1.5.1 腎臟系膜基質(zhì)指數(shù) 腎組織切片經(jīng)常規(guī)脫水、脫蠟后行PAS染色。光鏡下觀察腎小球及間質(zhì)小管的病變程度。每張切片在400倍目鏡下隨機(jī)取6個完整腎小球,應(yīng)用圖像分析系統(tǒng)測定腎小球面積(G)與系膜基質(zhì)面積(M),計算系膜基質(zhì)指數(shù)(M/G),此值即為腎小球基質(zhì)相對面積。
1.5.2 腎臟組織纖維連接蛋白(FN)光密度 腎組織切片經(jīng)常規(guī)脫水、脫蠟后行免疫組化檢測。棕色或者棕褐色著色面積作為陽性面積。應(yīng)用計算機(jī)醫(yī)學(xué)病理圖像分析系統(tǒng)對腎臟組織切片的免疫組織化學(xué)染色的結(jié)果進(jìn)行分析,在200倍光學(xué)顯微鏡下每個組織切片采集10個不重疊視野中的陽性染色面積,然后計算每個視野內(nèi)的染色區(qū)域的平均光密度數(shù)值,數(shù)據(jù)匯總后應(yīng)用SPSS統(tǒng)計分析軟件進(jìn)行分析。
1.5.3 TGF-β、MMP-9蛋白表達(dá) 用含蛋白酶抑制劑的組織裂解液(30 mmol/L Tris,pH 7.5,150 mmol/L NaCl,1 mmol/L PMSF,1 mmol/L Na3VO4,1%Nonidet P-40,10%甘油) 在研磨器中研磨,離心取上清液即為總蛋白。每孔加75 μg總蛋白進(jìn)行8%SDS聚丙烯酞胺凝膠電泳,濕轉(zhuǎn)儀濕轉(zhuǎn)至硝酸纖維素膜。5%脫脂奶室溫封閉60 min,加一抗于4℃過夜。然后加相應(yīng)的辣根過氧化物酶(HRP)標(biāo)記的羊抗兔二抗,室溫反應(yīng)120 min,用ECL化學(xué)發(fā)光劑(美國Santa Cruz)在X光片上曝光,顯影、定影、沖洗晾干后掃描蛋白條帶。以β-actin為內(nèi)參,采用cymentre2000柯達(dá)活體成像儀進(jìn)行定量分析。
1.6 統(tǒng)計學(xué)處理 應(yīng)用SPSS11.5統(tǒng)計軟件。計量資料以(±s)表示,多組間比較采用單因素方差分析,P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義;兩變量間相關(guān)關(guān)系采用雙變量相關(guān)分析(Spearman相關(guān)系數(shù))。
2.1 各組腎臟系膜基質(zhì)指數(shù) (腎小球基質(zhì)面積Ms/腎小球面積Gs)變化 見表1,圖1。與正常組相比,模型組、鹽酸貝那普利組、海昆腎喜組腎臟系膜基質(zhì)指數(shù)明顯升高(P<0.05或0.01);與模型組相比,鹽酸貝那普利組、海昆腎喜組腎臟系膜基質(zhì)指數(shù)明顯降低(P<0.05或0.01);海昆腎喜組腎臟系膜基質(zhì)指數(shù)明顯低于鹽酸貝那普利組(P<0.05)。
2.2 各組大鼠腎臟組織纖維連接蛋白(FN)光密度積分比較見表1,圖2。與正常組相比,模型組、鹽酸貝那普利組、海昆腎喜組腎臟FN光密度明顯升高(P<0.05或0.01);與模型組相比,鹽酸貝那普利組、海昆腎喜組FN光密度明顯降低(P<0.05或0.01);海昆腎喜組腎臟FN光密度明顯低于鹽酸貝那普利組(P<0.05)。
表1 各組腎臟系膜基質(zhì)指數(shù)、FN光密度積分比較(±s)
表1 各組腎臟系膜基質(zhì)指數(shù)、FN光密度積分比較(±s)
與正常組比較,*P<0.05,**P<0.01;與模型組比較,△P<0.05,△△P<0.01;與鹽酸貝那普利組比較,▲P<0.05,▲▲P<0.01。下同。
組 別 系膜基質(zhì)指數(shù) FN光密度積分正常組 0.35848±0.005 0.164±0.013模型組 0.63023±0.017** 0.466±0.037**鹽酸貝那普利組 0.52800±0.006**△ 0.249±0.027**△△海昆腎喜組 0.41637±0.012*△△▲ 0.207±0.009*△△▲
圖1 各組8周腎臟系膜基質(zhì)(PAS,×400)
圖2 8周腎臟FN光密度改變(×200)
2.3 各組 TGF-β、MMP-9 Western blot結(jié)果比較 見表2,圖3。模型組TGF-β蛋白表達(dá)增加、MMP-9蛋白表達(dá)下降,與正常組相比均有明顯差異(P均<0.01);與模型組相比,鹽酸貝那普利組和海昆腎喜組TGF-β表達(dá)下降、MMP-9表達(dá)上升 (P<0.05或0.01);海昆腎喜組TGF-β蛋白表達(dá)低于鹽酸貝那普利組(P<0.05),而MMP-9蛋白表達(dá)海昆腎喜組高于鹽酸貝那普利組(P<0.01)。
2.4 相關(guān)性分析 結(jié)果顯示 TGF-β 值與 FN (r=0.769,P<0.01)、系膜基質(zhì)指數(shù)(r=0.856,P<0.01)均呈正相關(guān);MMP-9 值與 FN(r=-0.894,P<0.01)、系膜基質(zhì)指數(shù)(r=-0.699,P<0.01)均呈負(fù)相關(guān)。
表2 各組 TGF-β、MMP-9 蛋白表達(dá)比較(±s)
表2 各組 TGF-β、MMP-9 蛋白表達(dá)比較(±s)
組 別 TGF-β(TGF-β/β-actin) MMP-9(MMP-9/β-actin)正常組 0.263±0.015 0.416±0.015模型組 0.447±0.026** 0.2321±0.011**鹽酸貝那普利組 0.416±0.015**△ 0.327±0.019**△△海昆腎喜組 0.329±0.027△△▲ 0.394±0.021△△▲▲
圖3 8周腎臟 TGF-β、MMP-9 Western blot結(jié)果
阿霉素腎病模型(ADR)由 Bertani等[3]在 1982 年創(chuàng)建的,是研究人類局灶階段性腎小球硬化的理想模型。模型組實驗結(jié)束時出現(xiàn)大量蛋白尿,病理出現(xiàn)系膜基質(zhì)明顯增多,腎小球階段硬化,提示局灶階段性腎小球硬化模型造模成功。
FN是ECM的主要成分,其合成增多在腎臟纖維化早期即可出現(xiàn)明顯變化。FN的合成可為其他ECM的沉積和膠原的形成提供一個支架,同時促進(jìn)腎小球系膜細(xì)胞產(chǎn)生和分泌ECM增加[4]。因此FN可作為檢測腎臟纖維化的主要指標(biāo)之一。本研究發(fā)現(xiàn)FPS可明顯抑制系膜基質(zhì)的增生和FN的產(chǎn)生,與文獻(xiàn)[5]報道類似。
腎小球內(nèi)系膜基質(zhì)積聚與細(xì)胞因子調(diào)控失衡引起的ECM合成增加和(或)降解減少密切相關(guān)[6]。TGF-β在細(xì)胞增殖及纖維化中具有重要作用,在促進(jìn)基質(zhì)沉積和組織硬化中是關(guān)鍵的細(xì)胞因子之一[7-8]。 另外,大量研究[9]證明,基質(zhì)降解蛋白酶活性受到抑制是引起基質(zhì)成分不斷積聚,從而導(dǎo)致腎小球硬化的另一重要機(jī)制。而TGF-β具有降低MMP活性并增加此酶抑制劑TIMP活性,從而使基質(zhì)降解減少[10-11]。本研究發(fā)現(xiàn)FPS可明顯降低TGF-β表達(dá),與報道類似[5],同時提高M(jìn)MP表達(dá),相關(guān)性分析研究顯示,TGF-β值與FN、系膜基質(zhì)指數(shù)呈正相關(guān);MMP-9值與FN、系膜基質(zhì)指數(shù)呈負(fù)相關(guān);提示海昆腎喜可能通過調(diào)控TGF-β及MMP-9表達(dá),減輕FN沉積,從而抑制腎小球硬化,這為臨床應(yīng)用海昆腎喜治療慢性腎臟病提供了理論依據(jù)。
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