★ 周昕 李蕓 楊俊 易鐵鋼 易無庸(深圳市中醫(yī)院/廣州中醫(yī)藥大學第四臨床醫(yī)學院腎病科廣東 深圳 518033)
慢性腎臟?。╟hronic kidney disease,CKD)是一類嚴重威脅人類健康的疾病,蛋白尿是CKD進展的重要危險因素,蛋白尿引起的腎小管損傷在腎臟疾病進展中扮演了重要角色[1]。蛋白尿導致的腎小管上皮細胞(tubular epithelial cell,TEC)凋亡是腎小管萎縮進而走向小管間質纖維化的重要因素[2]。在各種凋亡通路中,內質網(wǎng)應激相關 PERK-CHOP(PKR-like endoplasmic reticulum kinase,C/EBP-homologous protein) 通 路 在 蛋 白尿腎小管損傷中起到了重要作用[3]。阿霉素腎?。╝driamycin nephropathy,AN)動物模型是一種慢性持續(xù)性蛋白尿模型,對研究持續(xù)性蛋白尿誘導的腎小管損傷具有很好的價值[4-6]。有研究顯示黃芩素對腎臟疾病有一定的保護作用[7-9],但其是否通過調節(jié)PERK-CHOP凋亡通路起到腎小管保護作用尚未見報道,本研究擬從PERK-CHOP凋亡通路探討黃芩素對蛋白尿腎小管損傷的保護作用。
1.1 材料
1.1.1 實驗動物 18只雄性Wistar大鼠,體重170~220 g,購自南方醫(yī)科大學實驗動物中心,實驗期間自由飲水、攝食。
1.1.2 實驗用藥、試劑及主要儀器 阿霉素(Sigma Aldrich,St. Louis,MI,USA),黃芩素(南京崇原生物有限公司),p-PERK一抗(Cell signaling Tec,MA,USA),western blot濃度為1∶500,免疫組化濃度1∶100,CHOP一抗(Cell signaling Tec,MA,USA),western blot濃度為1∶1000,免疫組化濃度為 1∶100,二 抗(Cell signaling Tec,MA,USA),免疫組化試劑盒(Maixin-Bio,F(xiàn)uzhou,China),TUNEL 檢測試劑盒(Merck,Darmstadt,Germany),大鼠代謝籠(Tecniplast,Buguggiate,Italy),熒光顯微鏡(Nikon Corporation,Tokyo,Japan),垂直電泳儀(Bio-Rad,Hercules,CA,USA),轉膜儀(Bio-Rad,Hercules,CA,USA),羅氏全自動生化分析儀。
1.2 方法
1.2.1 動物模型制作及干預 將18只雄性Wistar大鼠隨機分為正常對照組(正常組,n=6)、阿霉素腎病組(模型組,n=6)和阿霉素腎病+黃芩素觀察組(觀察組,n=6),模型組和觀察組一次性尾靜脈注射阿霉素2.0 mg/kg誘導阿霉素腎病動物模型,正常組注射等量生理鹽水。造模后第1d開始,觀察組予黃芩素300mg/(kg·d)灌胃,正常組和模型組予等量蒸餾水灌胃,共治療12周。
1.2.2 標本采集與保存 黃芩素干預12周后,使用大鼠代謝籠收集各組大鼠24h尿液標本。血液和腎臟組織樣本采集:10%水合氯醛按35mg/100g腹腔注射麻醉,沿腹正中線剖開腹腔,從腹腔靜脈采集血液樣本,離心后留取血清,摘除腎臟,切取一半左腎用10%福爾馬林固定,經脫水,透明,石蠟包埋,切片4μm,行腎組織細胞凋亡檢測(TUNEL試劑盒測定)及免疫組織化學染色(p-PERK及CHOP)。剩余腎組織分離皮髓質后凍存于-80℃冰箱,使用Western blot方法檢測腎皮質中p-PERK和CHOP蛋白含量。
1.2.3 標本測定 使用羅氏全自動生化分析儀測定24h尿蛋白定量、血清白蛋白、血清總蛋白、血肌酐、血尿素氮。使用TUNEL試劑盒檢測腎組織細胞凋亡情況,計數(shù)方法:每個樣本隨機選取5個高倍鏡下視野(HPF,40×物鏡),每個視野計數(shù)TUNEL陽性TEC個數(shù),計算其平均值。免疫組化方法檢測腎組織中p-PERK和CHOP的表達分布,Western blot方法檢測腎皮質組織中p-PERK及CHOP蛋白的含量,結果以β-actin作為內參進行比較,使用Bio-Rad全能成像儀(Bio-Rad Laboratories,California,USA)進行統(tǒng)計分析。
2.1 各組大鼠24h尿總蛋白定量變化 第12周時,與正常組比較,模型組24h尿總蛋白定量明顯升高,黃芩素干預12周后,觀察組較模型組有明顯降低(圖1)。
圖1 各組大鼠24h尿總蛋白定量變化圖
2.2 各組大鼠血清白蛋白、總蛋白、血肌酐、血尿素氮變化 第12周時,與正常組比較,模型組血清白蛋白明顯下降(圖2a),血清總蛋白、血肌酐、血尿素氮變化無明顯統(tǒng)計學意義(圖2b,c,d);觀察組血清白蛋白較模型組明顯升高(圖2a),血清總蛋白、血肌酐、血尿素氮變化無統(tǒng)計學意義(圖2b,c,d)。
圖2 各組大鼠血清白蛋白、總蛋白、血肌酐、血尿素氮變化圖
2.3 各組大鼠腎小管上皮細胞凋亡情況 第12周時,與正常組比較,模型組TUNEL陽性TEC數(shù)量明顯增加,觀察組較模型組明顯減少(圖3)。
圖3 各組大鼠腎小管上皮細胞凋亡情況圖
2.4 免疫組化染色顯示 p-PERK和CHOP主要表達于腎小管,腎小球可少量表達(圖4a)。Western blot結果顯示腎皮質組織中,模型組p-PERK、CHOP較正常組明顯增多,黃芩素治療12周后p-PERK、CHOP明顯下降(圖4b,c,d)。
圖4 各組大鼠免疫組化染色比較圖
腎小管損傷在CKD進展中起到重要作用,持續(xù)大量蛋白尿可通過誘導TEC凋亡促進小管萎縮、間質纖維化的發(fā)展[10]。細胞凋亡是細胞在一定信號刺激下出現(xiàn)的自主性、程序性細胞死亡,PERK是定位于內質網(wǎng)膜上的一種跨膜蛋白,p-PERK為其活化狀態(tài),很多因素可導致內質網(wǎng)功能的內穩(wěn)態(tài)失衡,形成內質網(wǎng)應激,早期可促進細胞存活,隨著內質網(wǎng)應激的延長,PERK則通過誘導CHOP表達促進細胞凋亡[11]。
本研究結果顯示AN進展至12周時,模型組24h尿蛋白定量明顯增加,血清白蛋白明顯降低,這表明動物模型已進入持續(xù)性大量蛋白尿期。該狀態(tài)下,TEC細胞凋亡數(shù)量明顯增加,Western blot結果顯示PERK-CHOP通路顯著活化,而免疫組化染色結果顯示p-PERK、CHOP主要表達在TEC細胞中,腎小球中僅有少量表達,這表明PERK-CHOP凋亡通路可能參與了TEC細胞的凋亡進展。黃芩素治療12周后,觀察組24h尿蛋白定量顯著降低,血清白蛋白明顯升高,TEC凋亡數(shù)量減少,腎皮質組織中p-PERK和CHOP的蛋白含量也明顯下降,表明黃芩素可能通過調節(jié)PERKCHOP凋亡通路起到保護AN腎小管損傷的作用,但其制尚需進一步研究。
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