李冰 韓琳 韓佳麗 高譽珊 沈一凡 秦建國
摘要 目的:探討通絡(luò)益腎方對單側(cè)輸尿管結(jié)扎大鼠腎間質(zhì)纖維化及腎上腺髓質(zhì)素(ADM)表達的影響,并探究其可能的機制。方法:將50只雄性SD大鼠按隨機數(shù)字表法分為5組:假手術(shù)組、模型組、通絡(luò)益腎方組、纈沙坦組、ADM觀察組,每組10只。分別采取相應(yīng)的干預(yù)措施。Masson染色觀察大鼠腎臟的病理改變;免疫組織化學(xué)法檢測大鼠腎臟E-鈣黏蛋白(E-cadherin)的表達;放射免疫法檢測大鼠血清ADM水平;ELISA檢測大鼠血清Ⅲ型前膠原(PCⅢ)、腎組織ADM水平,并對腎組織ADM和E-cadherin進行相關(guān)性分析。結(jié)果:與假手術(shù)組比較,模型組血清ADM、PCⅢ水平明顯升高(P<0.01),腎組織E-cadherin、ADM水平降低(P<0.01)。與模型組比較,通絡(luò)益腎方組和纈沙坦組血清ADM、PCⅢ水平降低(P<0.01、P<0.05),腎組織E-cadherin、ADM水平升高(P<0.01、P<0.05);ADM觀察組血清PCⅢ水平降低(P<0.05),血清ADM、腎組織E-cadherin、ADM水平升高(P<0.05)。其中腎組織ADM與E-cadherin水平呈顯著正相關(guān)(r=0.62,P<0.01)。結(jié)論:通絡(luò)益腎方能夠改善腎間質(zhì)纖維化模型(UUO)大鼠腎間質(zhì)纖維化,抑制纖維化指標(biāo)PCⅢ的表達,上調(diào)E-cadherin的表達,其作用機制可能是通過上調(diào)腎臟局部ADM蛋白表達而實現(xiàn)的。
關(guān)鍵詞 通絡(luò)益腎方;腎間質(zhì)纖維化;單側(cè)輸尿管梗阻;腎上腺髓質(zhì)素;血清PCⅢ;E-鈣黏蛋白
Abstract Objective:To investigate the effect of Tongluo Yishen Recipe(TLYSR) on renal interstitial fibrosis and ADM expression in UUO rats,and to explore its possible mechanism.Methods:A total of 50 male SD rats were randomly divided into 5 groups:a sham operation group,a model group,a TLYSR group,a valsartan group and a ADM treatment group,with 10 rats in each group.Corresponding intervention measures were taken in each group.The pathological changes of kidney were observed by Masson staining; the expression of E-cadherin in kidney was detected by IHC; the content of serum ADM was detected by radioimmunoassay; the content of serum PCⅢ and ADM in renal tissue were detected by ELISA,and the correlation between ADM and E-cadherin was analyzed.Results:Compared with sham operation group,the levels of serum ADM and PCⅢ in model group were significantly increased(P<0.01),and the levels of E-cadherin and ADM in renal tissue were decreased(P<0.01).Compared with the model group,the contents of serum ADM and PCⅢ in TLYSR group and valsartan group were decreased(P<0.01,P<0.05),and the contents of E-cadherin and ADM in renal tissue were increased(P<0.01,P<0.05); the contents of serum PCⅢ in ADM treatment group were decreased(P<0.05),and the contents of serum ADM,E-cadherin and ADM in renal tissue were increased(P<0.05),and the levels of ADM and E-cadherin in the renal tissue were positively correlated(r=0.62,P<0.01).Conclusion:TLYSR can improve renal interstitial fibrosis in UUO rats,inhibit the expression of fibrosis index PCⅢ and up regulate the expression of E-cadherin,which may be achieved by up regulating the expression of ADM protein in kidney.
Keywords Tongluo Yishen Recipe; Interstitial fibrosis; UUO; ADM; PCⅢ; E-cadherin
中圖分類號:R289.5文獻標(biāo)識碼:Adoi:10.3969/j.issn.1673-7202.2021.20.010
腎間質(zhì)纖維化(Renal Interstitial Fibrosis,RIF)是細胞外基質(zhì)(Extracellular Matrix,ECM)過度沉積而造成的,是影響腎功能的重要因素,是各種慢性腎病進展為終末期腎?。‥nd Stage Renal Disease,ESRD)的主要病因,改善腎間質(zhì)纖維化對于延緩ESRD的進程意義重大[1]。研究表明,腎小管上皮細胞轉(zhuǎn)分化(Epithelial Mesenchymal Transition,EMT)是腎間質(zhì)纖維化的主要機制之一,故進一步研究EMT的調(diào)控機制和減少ECM的合成是拮抗腎間質(zhì)纖維化的重要途徑[2-3]。腎上腺髓質(zhì)素(Adrenomedullin,ADM)是一種血管活性多肽,可通過抑制轉(zhuǎn)化生長因子-β1的表達,抑制腎小管上皮細胞的遷移等發(fā)揮拮抗腎間質(zhì)纖維化的作用[4-5]。本課題組前期實驗研究表明,活血化瘀中藥能減輕腎間質(zhì)纖維化病變,并明顯上調(diào)ADM的表達[6-7]。為進一步證明其可能的作用機制,本研究以通絡(luò)益腎方為干預(yù)藥物,觀察通絡(luò)益腎方對單側(cè)輸尿管梗阻大鼠腎間質(zhì)纖維化及ADM表達的影響,探討該方發(fā)揮抗纖維化可能的作用機制。
1 材料與方法
1.1 材料
1.1.1 動物 選取雄性SD大鼠50只,6周齡,體質(zhì)量(200±10)g,購于北京維通利華實驗動物技術(shù)有限公司[許可證號:SCXK(京)2012-0001]。飼養(yǎng)于SPF動物房內(nèi),飼養(yǎng)室溫為25 ℃左右,濕度為50%左右,恒溫恒濕,12 h/12 h明暗交替環(huán)境,自由飲水和進食。本研究經(jīng)北京中醫(yī)藥大學(xué)實驗動物倫理委員會批準(zhǔn)(BUCM-4-2016111701-4023)。
1.1.2 藥物 通絡(luò)益腎方顆粒(丹參20 g、紅花10 g、雞血藤15 g等,北京康仁堂藥業(yè)有限公司);纈沙坦膠囊(北京諾華制藥有限公司,批號:x1810);腎上腺髓質(zhì)素(AnaSpec公司,美國,貨號:AS-60454)。
1.1.3 試劑與儀器 磷酸鹽緩沖液(PBS)(福建邁新生物技術(shù)有限公司,貨號:PBS-0060);兔抗E-cadherin抗體(Proteintech公司,美國,批號:20874-1-AP);Masson三色染色試劑盒(福建邁新生物技術(shù)有限公司,貨號:MST-8003);ADM放免試劑盒(北京華英生物技術(shù)研究所,批號:20170922);ADM ELISA試劑盒(北京華英生物技術(shù)研究所,批號:20161207);PCⅢ試劑(北京華英生物技術(shù)研究所,批號:HY-E0007);封閉山羊血清工作液(北京康為世紀(jì)公司,貨號:CW0130S);兔超敏二步法免疫組織化學(xué)檢測試劑盒(北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司,貨號:PV-9001);抗原修復(fù)液(福建邁新生物技術(shù)有限公司,貨號:DIG-3008);DAB顯色試劑盒(福建邁新生物技術(shù)有限公司,貨號:DAB-0031);4%多聚甲醛(北京索萊寶生物科技有限公司,貨號:P1110-500);多聚賴氨酸(福建邁新生物技術(shù)有限公司,貨號:GLU-0040)。生物組織包埋機(金華市益通醫(yī)療設(shè)備有限公司,型號:YD-6L);酶標(biāo)儀(無錫華衛(wèi)德朗儀器有限公司,型號:DR-200BS);光學(xué)顯微鏡(Olympus公司,日本,型號:CKX41);分光光度計(上海佑科儀器儀表有限公司,型號:N5000);-80 ℃冰箱(青島海爾公司,型號:DW-86L578J);高速冷凍離心機(Hitachi公司,日本,型號:CP100WX)。
1.2 方法
1.2.1 分組與模型制備 選取50只SD大鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后,分別置于代謝籠里取尿,檢測其尿蛋白和尿紅細胞指標(biāo)均為陰性結(jié)果后開始實驗。將大鼠按隨機數(shù)字表法分為5組:假手術(shù)組、模型組、通絡(luò)益腎方組、纈沙坦組、ADM觀察組,每組10只。給予10%的水合氯醛,按30 mg/(kg體質(zhì)量)的劑量腹腔注射麻醉,切開背部暴露出大鼠右側(cè)腎臟,剝離出輸尿管后于其中上1/3處結(jié)扎并剪斷,縫合腹部。假手術(shù)組僅剝離出輸尿管后不結(jié)扎,隨即縫合腹部。
1.2.2 給藥方法 通絡(luò)益腎方組給予通絡(luò)益腎方1.5 g/(kg·d),灌胃給藥;纈沙坦組給予纈沙坦10 mg/(kg·d),灌胃給藥;ADM觀察組于術(shù)中皮下埋放微量滲透泵,持續(xù)給予ADM(1~50)300 ng/h;假手術(shù)組、模型組、ADM觀察組均每日予以等量的生理鹽水灌胃。各組大鼠灌胃2周后稱重殺檢。由于術(shù)后感染,殺檢時每組只剩下8只大鼠。
1.2.3 指標(biāo)檢測與方法
1.2.3.1 腎組織病理學(xué)檢測 4 ℃條件下迅速剝離右側(cè)腎臟,冠狀位縱向剖開,放入4%多聚甲醛中固定,石蠟包埋腎組織后切片,行Masson染色測定,光學(xué)顯微鏡下觀察腎組織病理學(xué)改變。
1.2.3.2 各組大鼠血清ADM、血清Ⅲ型前膠原(PCⅢ)水平檢測 收集各組血液樣品后,分離血漿,按照說明書進行檢測:腹主動脈取血2 mL,注入含有EDTA和抑肽酶抗凝的試管中,混勻,4 ℃、3 000 r/min離心10 min,離心半徑8 cm,取上清液,置于EP管中,-80 ℃冰箱保存。采用放射免疫法測定血清ADM水平;酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)法測定血清PCⅢ水平。
1.2.3.3 各組大鼠腎組織ADM水平檢測 腹主動脈取血后,處死大鼠,取其新鮮右側(cè)腎臟,剝離腎被膜,吸取血跡,輕輕研磨腎臟組織,于100 ℃的水浴鍋中水浴10 min,再次進行研磨,然后4 ℃,3 000 r/min離心5 min,離心半徑8 cm,取離心后的上清液,保存于-20 ℃的冰箱中。采用ELISA法檢測腎組織ADM水平。
1.2.3.4 各組大鼠腎組織E-cadherin表達檢測 ? 采用免疫組織化學(xué)(SABC)法檢測:一抗為小鼠抗大鼠E-cadherin(1∶800)單克隆抗體,搖勻,放置于濕盒中,用保鮮膜包裹,在4 ℃的冰箱中過夜;二抗為山羊抗小鼠IgG,搖勻,濕盒中放置25 min;DAB顯色,光學(xué)顯微鏡下觀察顯色情況,顯色呈棕黃色后終止染色。采用Image pro plus 6.0圖像分析軟件在200倍光鏡下觀察表達情況,每只大鼠選取5張切片,計算每張切片平均光密度值(累計光密度/視野面積),進行統(tǒng)計學(xué)分析。
1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 20.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析,計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,多組采用單因素方差分析,同時進行方差齊性檢驗,方差齊性采用LSD-t檢驗,方差不齊性采用Tamhane-t檢驗;相關(guān)性采用Pearson相關(guān)性分析。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2 結(jié)果
2.1 各組大鼠腎組織病理改變比較 腎組織Masson染色顯示,假手術(shù)組腎臟基本無病變;模型組可見腎間質(zhì)變寬,充滿藍紫色條索狀膠原,部分腎小管萎縮;與模型組比較,通絡(luò)益腎方組、纈沙坦組、ADM組上述病變有不同程度的減輕。見圖1。
2.2 各組大鼠血清ADM、PCⅢ水平表達比較 與假手術(shù)組比較,模型組血清ADM水平明顯升高(P<0.01);與模型組比較,通絡(luò)益腎方組和纈沙坦組明顯降低(P<0.01),ADM觀察組升高(P<0.05)。其中通絡(luò)益腎方組和纈沙坦組比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表1。
與假手術(shù)組比較,模型組血清PCⅢ水平明顯升高(P<0.01);與模型組比較,通絡(luò)益腎方組、纈沙坦組、ADM觀察組明顯降低(P<0.01、P<0.05、P<0.05),其中3組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表2。
2.3 各組大鼠腎臟E-cadherin、ADM水平比較及相關(guān)性分析 在假手術(shù)組中E-cadherin表達主要見于腎小管細胞胞質(zhì)和胞膜。與假手術(shù)組比較,模型組E-cadherin水平減少(P<0.01);與模型組比較,通絡(luò)益腎方組、纈沙坦組、ADM觀察組增加(P<0.01、P<0.01、P<0.05),3組間兩兩比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。與假手術(shù)組比較,模型組腎組織ADM水平降低(P<0.01);與模型組比較,通絡(luò)益腎方組、纈沙坦組、ADM觀察組升高(P<0.05),其中3組間兩兩比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見圖2,表3。
腎組織ADM水平與E-cadherin水平相關(guān)性分析數(shù)據(jù)顯示,ADM與E-cadherin水平正相關(guān)(r=0.62,P<0.01)。見圖3。
3 討論
腎間質(zhì)纖維化在中醫(yī)上屬于“水腫”“關(guān)格”“癃閉”“溺毒”等范疇。關(guān)于此病的病機認識,目前尚未有統(tǒng)一定論,多數(shù)醫(yī)者認為該病是正氣漸虛,邪毒漸盛,正邪相爭,邪毒旺盛,正氣衰竭的病理過程,以腎虛為本虛之根本,痰濕、濕熱、瘀血、濁毒為標(biāo)實[8-9]。秦建國教授結(jié)合多年臨床經(jīng)驗,基于“久病必瘀”“久病入絡(luò)”的中醫(yī)理論,認為本病是因?qū)嵵绿摱?,病機關(guān)鍵為“腎絡(luò)瘀損”[10-11]。病久瘀血阻于腎絡(luò),腎絡(luò)瘀阻后引起該部分腎絡(luò)結(jié)構(gòu)的損傷和功能的廢用,進而致使其他腎絡(luò)過亢而損傷廢用,最終腎體受傷,腎氣化失司,水飲內(nèi)停,溺毒留滯,百病叢生[12]。提出“通絡(luò)益腎”的治則,治以通絡(luò)益腎方。該方臨床療效顯著,由丹參、紅花、雞血藤組成,結(jié)合本病病程較長,故方中選用了具有較強活血化瘀功效的丹參、紅花,雞血藤活血通絡(luò),可活腎之血絡(luò),通腎經(jīng)之責(zé),三藥合用共奏活血化瘀通絡(luò)之效。
腎小管上皮轉(zhuǎn)分化是腎間質(zhì)纖維化的中心環(huán)節(jié),轉(zhuǎn)分化后形成的肌成纖維細胞能增殖并分泌大量細胞外基質(zhì),肌成纖維細胞的增殖和細胞外基質(zhì)的過度聚集是腎間質(zhì)纖維化的主要病理特征[13]。當(dāng)發(fā)生腎小管上皮轉(zhuǎn)分化時,E-cadherin減少或缺失,上皮細胞黏附性減少,基質(zhì)膠原成分積聚,腎小管基底膜崩解等,其中E-cadherin表達的減少和缺失是最顯著的特征,也是腎小管上皮轉(zhuǎn)分化的第一步[14-15]。Ⅲ型膠原是細胞外基質(zhì)的主要成分之一,血清PCⅢ是Ⅲ型膠原的前體。研究表明,血清PCⅢ是腎間質(zhì)纖維化的獨立影響因素,故將E-cadherin、PCⅢ作為研究腎間質(zhì)纖維化的重要觀察指標(biāo)[16]。本研究Masson染色結(jié)果顯示,各手術(shù)組可見不同程度的纖維組織增生,發(fā)生纖維化改變,各觀察組較模型組膠原纖維沉積減少,纖維化程度減輕,說明通絡(luò)益腎方能夠抑制纖維組織增生;模型組腎組織E-cadherin表達較假手術(shù)組明顯降低,血清PCⅢ表達較假手術(shù)組明顯升高,通絡(luò)益腎方組、纈沙坦組、ADM組腎組織E-cadherin表達較模型組有不同程度升高,血清PCⅢ表達較模型組有不同程度降低,說明通絡(luò)益腎方能抑制腎間質(zhì)細胞的表型轉(zhuǎn)化,減少細胞外基質(zhì)沉積,進而抑制腎間質(zhì)纖維化的進程。
ADM作為一種血管活性多肽,在腎臟中的表達和分布較多,以自分泌或旁分泌的方式,發(fā)揮擴張血管、降低血壓,拮抗TGF-β1表達,抑制細胞增殖,抑制腎小管上皮、內(nèi)皮、血管平滑肌細胞遷移等生物學(xué)作用。目前研究表明,各種腎臟疾病的發(fā)病機制與ADM密切相關(guān),在疾病的進程中存在著不同程度表達的變化,提示ADM在腎臟疾病的治療中可能有重要的前景[17]。
Dong等[18]研究表明,ADM可通過調(diào)節(jié)HIF-1對遠程缺血預(yù)處理引起的大鼠腎臟損傷起到保護作用。郝娟等[19]研究發(fā)現(xiàn),ADM能抑制ALD誘導(dǎo)的HK-2細胞自噬,從而減少腎小管損傷,延緩腎損傷過程。本實驗中,大鼠腎組織ADM檢測結(jié)果顯示,模型組腎組織ADM水平較假手術(shù)組降低,通絡(luò)益腎方組、纈沙坦組、ADM組較模型組升高,說明藥物的治療可以上調(diào)腎組織ADM水平。與此同時,本實驗亦觀察了血清ADM水平變化,發(fā)現(xiàn)模型組血清ADM較假手術(shù)組升高,通絡(luò)益腎方和纈沙坦組較模型組降低,ADM組較模型組升高。說明單側(cè)輸尿管結(jié)扎造成大鼠腎臟損傷時,血清ADM代償性增加,這一點與以往的研究結(jié)果一致[20-22]。給予外源性ADM治療后,血清ADM、腎組織ADM均增加,據(jù)此我們推測ADM對單側(cè)輸尿管結(jié)扎大鼠腎臟的保護作用與血清ADM無關(guān),與腎臟局部ADM密切相關(guān),提示ADM可能以旁分泌的方式參與該病的進程。分析腎組織ADM與E-cadherin的相關(guān)性,結(jié)果顯示,腎組織ADM與E-cadherin呈顯著正相關(guān)性,表明通絡(luò)益腎方能夠改善腎間質(zhì)纖維化模型(UUO)大鼠的腎間質(zhì)纖維化,抑制纖維化指標(biāo)PCⅢ的表達,上調(diào)E-cadherin的表達,其作用機制可能是通過上調(diào)腎臟局部ADM蛋白表達而實現(xiàn)的,但其具體機制尚待進一步研究。
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(2020-11-20收稿 責(zé)任編輯:楊覺雄)