胡佳雯 崔當鴿 周 宇 鄭迷雪 項曉駿#
1 浙江中醫(yī)藥大學附屬第一醫(yī)院 浙江 杭州 310006
2 浙江大學醫(yī)學院附屬邵逸夫醫(yī)院 浙江 杭州 310020
本研究通過采用缺血再灌注法誘導急性腎損傷(AKI)小鼠模型,以期探討消瘀泄?jié)犸媽KI小鼠的保護作用和潛在機制。
1.1 實驗動物:8周齡清潔級雄性C57BL/6小鼠30只。購于上海斯萊克實驗動物有限責任公司,動物生產許可證號為SCXK(滬)2017-0005;飼養(yǎng)于杭州鷹旸生物科技有限公司動物中心,動物使用許可證號為SYXK(浙)2020-0024。飼養(yǎng)期間允許自由飲食飲水。
1.2 實驗材料:分述如下。
1.2.1 藥材:生黃芪15g,川牛膝、桃仁、地龍各6g,制大黃5g,車前草10g,配方藥品由醫(yī)院中藥房提供。加水熬制濃縮到500ml,得到濃度為96mg/ml的消瘀泄?jié)犸嫛?/p>
1.2.2 試劑:小鼠超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、一氧化氮合成酶(NOS)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-PX)、過氧化氫酶(CAT)、ELISA試劑盒(批號:MM-0389M1、MM-0388M1、MM-0453M1、MM-0758R1,購于酶免)。抗體:LC3A/B、BECLIN 1、SQSTM1/P62、PI3K P85 ALPHA、AKT2、PHOSPHO-MTOR(SER2448)、MTOR、β-ACTIN(批號:AF5402、AF5128、AF5384、AF6241、AF6264、AF3308、AF7803、AF7018,購于 AFFINITY)。山羊抗兔 IGG H&L(HRP)(批號AB97080,購于ABCAM)
1.2.3 設備:C16000型全自動生化檢測儀,雅培公司生產;RM2016病理切片機,上海徠卡儀器有限公司生產;NIKON ECLIPSE E100型正置光學顯微鏡,日本尼康生產;UTP-313型電子天平,上?;ǔ鄙a;EPS300型電泳儀、VE186型轉膜儀,天能生產。
1.3 實驗方法:分述如下。
1.3.1 小鼠AKI模型建立:30只C57BL/6小鼠隨機分為5組,術前禁水12小時。腹腔注射戊巴比妥鈉麻醉(45mg/kg),備皮,剪開小鼠背部肋骨下緣皮膚,鈍性分離輸尿管與腎動脈、腎靜脈,用夾子阻斷雙側腎動脈血液運輸,使腎臟供血受阻。夾持35分鐘后去掉夾子,實現再灌注,假手術組僅進行鈍性分離操作。AKI模型制備完成后,消瘀泄?jié)犸嫿M小鼠分別進行不同濃度劑量的給藥操作:生藥量96mg/ml、192mg/ml和384mg/ml,連續(xù)14天灌胃。假手術組和AKI模型組分別給予等體積生理鹽水連續(xù)灌胃14天。
1.3.2 體重、腎臟指數:測量各組小鼠體重并記錄。行常規(guī)解剖摘取腎臟進行稱重,計算腎臟指數。
1.3.3 生化指標:取血,收集血清于半自動生化檢測儀中檢測肌酐(CRE)、血尿素氮(BUN)、尿素(UREA)、血尿酸(UA)、總膽固醇(CHO)的含量。
1.3.4 氧化應激指標:參照試劑盒,ELISA法檢測腎臟上清液中SOD、MDA、NOS、GSH-PX、CAT含量。
1.3.5 HE、PAS染色:取腎組織固定,制備石蠟切片。分別行HE和PAS染色,顯微鏡檢拍照分析。
1.3.6 免疫組化:腎組織石蠟切片預處理后加入一抗P62和二抗孵育,進行顯色、封片、鏡檢。
1.3.7 Western Blot檢測:取腎組織樣品,SDS-PAGE電泳,封閉反應后加一抗、二抗孵育,洗膜ECL化學發(fā)光儀顯影,分析蛋白表達量。ECL化學發(fā)光儀顯影,分析蛋白表達量。
2.1 消瘀泄?jié)犸媽KI小鼠體重、腎重和腎臟指數的影響:如圖1。與假手術組相比,模型組腎臟指數顯著升高(P<0.05);與模型組相比,消瘀泄?jié)犸嬛?、高劑量組腎重和腎臟指數顯著降低(P<0.05或P<0.01)。
圖1 小鼠體重、腎重變化情況(±s,n=6)
2.2 消瘀泄?jié)犸媽KI小鼠生化指標影響:見表1。與假手術組相比,模型組血清CRE、BUN、UREA、UA和CHO含量均顯著上升(P<0.01);與模型組相比,消瘀泄?jié)犸嫷汀⒅?、高劑量組血清CRE、BUN、UREA、UA和CHO含量顯著性降低(P<0.05或P<0.01)。
表1 小鼠血清中CRE、BUN、UREA、UA和CHO含量變化情況(±s,n=6)
表1 小鼠血清中CRE、BUN、UREA、UA和CHO含量變化情況(±s,n=6)
注:與假手術組比較,▲▲P<0.01;與模型組比較,★P<0.05,★★P<0.01。
組別假手術組模型組消瘀泄?jié)犸嫷蛣┝拷M消瘀泄?jié)犸嬛袆┝拷M消瘀泄?jié)犸嫺邉┝拷MCHO(G/DL)3.57±0.44 18.63±2.18▲▲8.88±0.96★★11.70±0.79★★8.90±1.01★★CRE(UMOL/L)15.98±2.00 49.57±4.76▲▲29.56±2.62★★28.41±2.58★★31.10±3.70★★BUN(MMOL/L)3.75±0.56 19.94±2.00▲▲11.90±1.50★★9.69±0.48★★7.94±0.57★★UREA(MMOL/L)5.15±0.69 19.93±2.40▲▲16.54±1.42★13.85±1.35★★12.05±1.12★★UA(UMOL/L)85.66±9.97 136.92±10.50▲▲106.81±11.03★★111.28± 5.38★★99.86± 9.61★★
2.3 消瘀泄?jié)犸媽KI小鼠腎組織氧化應激的影響:與假手術組相比,模型組血清中SOD、GSH-PX和 CAT含量顯著性降低,NOS和MDA含量顯著上升(P<0.01);與模型組相比,消瘀泄?jié)犸嫷?、中、高劑量組血清中SOD、GSH-PX和CAT含量顯著性上升,NOS和MDA含量顯著降低(P<0.05或P<0.01)。見圖2。
圖2 小鼠血清中SOD、MDA、NOS、GSH-PX和CAT含量變化情況(±s,n=6)
2.4 HE染色結果分析:見圖3,與假手術組比,模型組出現腎小管擴張,腎間質炎性細胞出現大量浸潤,與模型組相比,消瘀泄?jié)犸嫺深A后,腎小管擴張情況得到了改善,并且其中的炎性細胞浸潤也相應減少。
圖3 小鼠腎組織病理學改變(HE染色,200、400倍)
2.5 PAS染色結果分析:見圖4,對比假手術組,模型組出現大量的紅色基質;對比模型組,可看到用藥后紅色基質明顯減少,表明消瘀泄?jié)犸媽τ谀I損傷有一定的修復作用。
圖4 小鼠腎組織病理學改變情況(PAS染色,200、400倍)
2.6 消瘀泄?jié)犸媽KI小鼠腎組織自噬相關蛋白P62的影響:見圖5。模型組小鼠腎組織P62蛋白表達量顯著上升;與模型組相比,消瘀泄?jié)犸嫷?、中、高劑量組小鼠腎組織P62蛋白表達顯著降低(P<0.05或P<0.01)。
圖5 小鼠腎組織中自噬相關蛋白P62的表達(免疫組化,200、400倍)
2.7 消瘀泄?jié)犸媽KI小鼠腎組織自噬相關蛋白及PI3K/AKT/MTOR通路的影響:見圖6。與假手術組比,模型組小鼠腎組織中LC3Ⅱ/Ⅰ、BECLIN1的蛋白表達水平降低,P62、P-PI3K/PI3K、P-AKT/AKT、P-MTOR/MTOR的蛋白表達水平升高。與模型組相比,消瘀泄?jié)犸嫷?、中、高劑量組小鼠腎組織中LC3Ⅱ/Ⅰ、BECLIN1的蛋白表達水平均顯著升高,P62、P-PI3K/PI3K、P-AKT/AKT、P-MTOR/MTOR的蛋白表達水平均顯著降低(P<0.05或P<0.01)。
圖6 小鼠腎組織中P62、P-PI3K/PI3K、P-AKT/AKT、PMTOR/MTOR蛋白表達情況(±s,n=3)
腎臟是維持人體生命活動的重要代謝器官,而AKI會直接影響正常腎功能,使得腎小球濾過率減低,腎小管出現擴張、系膜增生等癥狀,給腎臟帶來嚴重的負擔[1]。魯科達[2,3]等利用5/6腎切除同時低蛋白飲食的方式建立慢性腎衰竭小鼠模型,發(fā)現消瘀泄?jié)犸嬆軌虮Wo慢性腎衰竭小鼠腎功能;采用單側輸尿管結扎模型,研究發(fā)現消瘀泄?jié)犸嬆軌蛴行а泳從I間質纖維化程度,因此我們推斷消瘀泄?jié)犸嬁赡茉谥委烝KI過程中亦具有較好的效果。
本研究利用C57BL/6小鼠,通過夾閉腎動脈造成腎缺血再灌注損傷構建AKI模型開展實驗。結果顯示用藥組腎小管擴張及炎性細胞浸潤顯著改善,且高劑量更顯著?;钚匝酰≧OS)會在組織缺血再灌注的過程中大量產生,可造成較為嚴重的氧化應激反應。MDA是不飽和脂質氧化反應的終產物,可正向影響氧化應激,而SOD與之相反。結果顯示,用藥后SOD、GSH-PX和CAT的含量上升,NOS和MDA的含量降低,表明消瘀泄?jié)犸嬁梢愿纳艻/R造成的腎組織氧化應激損傷。
AKI模型中,近端小管的自噬能力降低或缺失將直接影響腎小管的功能。Lawrence J.[4]研究表明,腎臟疾病進展中PI3K/AKT具有至關重要的作用,參與糖尿病腎病腎功能損傷,且PI3K/AKT也是抑制自噬的主要信號通路。本次研究發(fā)現,腎缺血再灌注損傷會造成抑制自噬相關蛋白表達水平顯著升高,促進自噬相關蛋白表達水平顯著降低,表明AKI會造成機體自噬能力的降低。而用藥后結果相反,表明給藥治療能夠促進腎組織自噬,這與劉浩等利用缺血再灌注小鼠所得出的實驗結論一致。
綜上所述,本研究認為消瘀泄?jié)犸媽θ毖俟嘧е碌腁KI模型小鼠腎損傷有一定的改善作用。其作用機制可能是通過上調LC3Ⅱ/Ⅰ、BECLIN1的蛋白表達,下調P62、P-PI3K/PI3K、P-AKT/AKT、P-MTOR/MTOR的蛋白表達,作用PI3KAKT/MTOR通路來改善自噬作用,使細胞活力增強,加速新陳代謝,進而起到修復受損腎組織的作用。