秦思文,姜紅
(中國醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院兒科,沈陽 110001)
衰老和慢性腎臟疾病都會影響腎臟功能,最終導致腎纖維化。腎纖維化是一種慢性、進行性過程,目前尚無減緩腎纖維化的靶向療法[1]。過氧化物酶2(peroxiredoxin2,Prx2)是哺乳動物細胞中常見的抗氧化酶,主要存在于細胞質(zhì)和細胞膜中,參與凋亡、增殖、分化、炎癥、癌癥和先天免疫缺陷等多種細胞過程[2]。Prx2在肺臟[3]、肝臟[4-5]等實質(zhì)器官纖維化疾病過程中都有特異性表達。然而,腎纖維化組織中Prx2表達情況尚未見報道。本研究擬探討Prx2在腎纖維化大鼠腎組織中的表達情況,旨在為闡明其與腎臟纖維化的關系提供依據(jù)。
將24只8周齡、體質(zhì)量180~200 g的雄性SD大鼠(購自北京維通利華公司)隨機分為假手術組(n=8)和單側(cè)輸尿管梗阻(unilateral ureteral obstruction,UUO)組(n=16,UUO組)。假手術組大鼠戊巴比妥鈉麻醉后沿腹中線開腹,自中下1/3 交界處至劍突,暴露左側(cè)腎臟及左輸尿管,游離左側(cè)輸尿管而不結扎。UUO組大鼠入路方式同假手術組,暴露左側(cè)腎臟及左輸尿管結扎輸尿管上下兩端,中間剪斷。假手術組術后3 d處死大鼠并獲取腎組織,UUO組分別于術后3、7、14、21 d處死大鼠并獲取腎組織。一部分腎組織4%多聚甲醛固定24 h,制作石蠟切片,另一部分保存于-80 ℃冰箱待用。
1.2.1 HE染色:2組術后3 d的石蠟切片(2 μm)染色,按照染色試劑盒(中國索萊寶公司)說明書操作,光鏡下觀察腎臟組織形態(tài)。
1.2.2 免疫組化染色檢測大鼠腎臟組織中Prx2的表達:2組術后3 d的石蠟切片(4 μm)常規(guī)脫蠟、水化,浸入檸檬酸緩沖液,微波爐加熱,修復抗原冷卻后洗滌,血清封閉;一抗Prx2(英國Abcam公司,1 ∶1 000)4 ℃過夜。二抗37 ℃溫箱30 min,DAB染色后蘇木素輕度復染,常規(guī)脫水、透明、封片、光鏡觀察。陰性對照組用 PBS 代替一抗進行反應。采用Image J軟件對 Prx2結果進行半定量分析,每張切片在光鏡(400 倍)下觀察 20 個不同的腎間質(zhì)區(qū)域,測定光密度并計算平均值。
1.2.3 實時PCR 檢測Prx2、α-SMA和VimentinmRNA的表達:使用Trizol試劑從大鼠腎臟組織中分離提取總RNA。按照試劑盒說明書操作進行反轉(zhuǎn)錄,合成cDNA,配制20 μL反應體系,取反轉(zhuǎn)錄后的cDNA產(chǎn) 物2 μL,使 用ChamQ Universal SYBR qPCR Master Mix(Q3定 量PCR儀,美 國Thermo Fisher 公司)進行PCR反應。引物序列:Prx2,上游引物5’-GACCTACCTGTGGGACGCTCTG-3’,下游引物5’-TCCAGCCAGCAGGACAGACTTC -3’;α-SMA,上游引物5’-AGCCAGTCGCCATCAGGAAC -3’,下游引物5’-CCGGAGCCATTGTCACACAC -3’;Vimentin,上游引物5’-CGTTTCCAAGCCTGACCTCACC-3’,下游引物5’-GCCATCTTTACATTGAGCAGGT-3’;GAPDH,上游引物5’-TGATGCTGGTGCTGAGTAT G-3’,下游引物5’-AGATGATGACCCTTTTGGC-3’。反應條件預變性95 ℃30 s,循環(huán)反應95 ℃10 s,62 ℃30 s;溶解曲線95 ℃15 s,60 ℃60 s,95 ℃15 s,共40次循環(huán)。以GAPDH為內(nèi)參,采用2-ΔΔCt方法計算。
1.2.4 Western blotting檢測Prx2、α-SMA和Vimentin蛋白的表達:提取腎組織蛋白,濃度定量后加入1/4體積上樣緩沖液95 ℃10 min變性,每個上樣孔道20 μL裂解蛋白經(jīng)十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)還原分離,轉(zhuǎn)移至PVDF膜。將膜浸泡在無蛋白快速封閉液(中國雅酶公司)中,室溫置于搖床15 min,然后4 ℃一抗[Prx2(英國Abcam公司)、α-SMA(美國Affinity公司)、Vimentin(英國Abcam公司)和GAPDH(美國Affinity公司)]孵育過夜。第2天洗膜3次后加入HRP二抗(英國Abcam公司)室溫搖床孵育1 h,去除二抗并洗膜3次后曝光顯影。使用Image J軟件對條帶進行定量分析。
采用SPSS 26.0進行統(tǒng)計分析,計量資料采用±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)計學意義。
結果顯示,假手術組未見腎臟病理改變;UUO組腎間質(zhì)水腫炎性滲出,腎小管擴張,表明大鼠腎纖維化模型構建成功。見圖1。
圖1 2組腎組織HE染色結果 ×400Fig.1 HE staining of the kidney tissue between sham group and UUO group ×400
結果顯示,假手術組(0.31±0.02)腎小管上皮可見Prx2少量表達;而UUO組(0.47±0.01)腎小管上皮Prx2表達明顯升高(P<0.01)。見圖2。
圖2 2組腎組織Prx2表達的免疫組化學結果 ×400Fig.2 Prx2 expression in renal tissues between sham group and UUO group by immunohistochemical staining ×400
結果顯示,UUO組大鼠腎組織Prx2、α-SMA和VimentinmRNA表達水平隨著時間延長明顯增加(F分別為261.412、43.291、1247.781,均P<0.01)。見表1。
表1 術后3、7、14、21 d大鼠腎組織Prx2、α-SMA和Vimentin mRNA表達比較Tab.1 mRNA expressions of Prx2,α-SMA and Vimentin in renal tissues of UUO rats at the 3rd day,7th day,14th day,and 21st day after surgery
結果顯示,UUO組大鼠腎組織Prx2、α-SMA和Vimentin蛋白的表達水平隨著時間延長明顯增加(F分別為538.66、330.167、500.706,均P<0.01),與實時PCR結果一致。見表2、圖3。
圖3 Western blotting檢測Prx2、α-SMA和Vimentin 蛋白表達Fig.3 Protein expression of Prx2,α-SMA,and Vimentin by Western blotting
表2 UUO組大鼠術后3、7、14、21 d 時Prx2、α-SMA和Vimentin蛋白的表達Tab.2 Protein expression of Prx2,α-SMA and Vimentin in renal tissues of UUO rats at the 3rd day,7th day,14th day,and 21st day after surgery
腎纖維化是慢性腎臟疾病的共同特征。腎小球和腎間質(zhì)區(qū)域過多的細胞外基質(zhì)蛋白沉積是腎纖維化的典型標志[6]。氧化應激在腎纖維化的病因?qū)W中起著至關重要的作用。Prx2是抗氧化酶,對氧化反應敏感,可作為氧化應激標志物[7-8]。因此,Prx2對于維持哺乳動物體內(nèi)的氧化還原平衡起重要作用,在氧化應激的發(fā)展過程中,Prx2的表達水平增加[9-10]。另外,過氧化物濃度增加后,過氧化形式Prx2向其寡聚形式(具有分子伴侶活性)轉(zhuǎn)化,發(fā)揮分子伴侶功能,參與調(diào)節(jié)細胞間信號傳導[11-12];Prx2還與許多轉(zhuǎn)錄因子(NF-κB、HIF-1α、HIF-2α、STAT3、P53、AP-1、c-MYC等)、血小板衍化生長因子受體和激酶(ASK1、JNK、p38、MAPK等)相互作用,影響細胞的生長、分化和凋亡[13-14]。研究顯示Prx2在多種纖維化疾病(肺纖維化[15]、肝纖維化[16]等)中發(fā)揮作用,因此推測Prx2與腎纖維化的發(fā)生發(fā)展也存在聯(lián)系。
UUO是公認的梗阻性腎病實驗模型,Vimentin和α-SMA是檢測腎纖維化發(fā)生的有效指標。本研究成功建立了UUO大鼠模型,免疫組化結果顯示 Prx2主要表達于腎小管上皮細胞的胞質(zhì)中,間質(zhì)也有少量表達。Western blotting和實時PCR證實了UUO組大鼠腎組織Prx2的表達水平隨著時間延長呈增加趨勢,因此推測Prx2與腎纖維化存在密切聯(lián)系。
綜上所述,Prx2在UUO大鼠腎組織中高表達,并呈現(xiàn)時間依賴性,其表達增高可能與腎纖維化密切相關。Prx2可能參與了腎纖維化發(fā)病機制,今后還需進一步研究論證。