PCSK9Qβ-003疫苗改善肾脏纤维化及作用机制研究

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第一部分PCSK9Qβ-003疫苗改善肾脏纤维化小鼠的有效性研究目的:我们团队在前期工作中开发了一种针对人PCSK9的治疗性疫苗PCSK9Qβ-003,本研究旨在探讨PCSK9Qβ-003疫苗在小鼠肾脏纤维化模型中的治疗效果。动物实验使用LDLR+/-小鼠,采取单侧输尿管结扎术(UUO)及e NOS抑制剂(L-NAME)方法建立两种不同的肾脏纤维化模型。方法:将PCSK9-003短肽与Qβ-2aa病毒样颗粒(VLP)用化学耦联剂Sulfo-SMCC耦联制备PCSK9Qβ-003疫苗。选用4周龄LDLR+/-雄性小鼠,给予高胆固醇饮食(胆固醇含量1%)喂养6周后,将小鼠随机分为四组:(1)假手术(Sham)组:仅在左下腹做手术切口;(2)磷酸盐缓冲液(PBS)组:将磷酸盐缓冲液(PBS)按100μg/只第10,12,14及18周皮下多点免疫;(3)Qβ病毒样颗粒(VLP)组:将QβVLP按100μg/只第10,12,14及18周皮下多点免疫;(4)PCSK9Qβ-003(Vaccine)组:将PCSK9Qβ-003疫苗按100μg/只第10,12,14及18周皮下多点免疫。在第20周时建立UUO模型观察2周。所有小鼠每周称量体重,每两周测定PCSK9-003特异性抗体滴度及血脂四项,每四周测定心率、血压。第22周时,使用代谢笼收集实验小鼠尿量并测定24小时尿蛋白量。在实验结束时,检测血肌酐、尿素氮水平,病理检查肾脏病理结构改变。此外本研究还建立了L-NAME诱导的肾脏纤维化模型,选用4周龄LDLR+/-雄性小鼠,给予高胆固醇饮食(胆固醇含量1%)喂养6周后,将小鼠随机分为四组:(1)对照(Control)组:无特殊处理;(2)PBS组;(3)VLP组;(4)PCSK9Qβ-003(Vaccine)组;分别给予PBS,VLP及PCSK9Qβ-003疫苗按100μg/只第10,12,14,18及22周皮下多点免疫。第22至28周,在PBS组、VLP组及PCSK9Qβ-003组饮用水中加入L-NAME(50 mg/kg/day),第26、28周使用代谢笼收集实验小鼠尿量并测定24小时尿蛋白量。其余检测项目同前。结果:PCSK9Qβ-003疫苗可产生较高滴度抗PCSK9-003抗体,并可有效降低LDLR-/+高血脂小鼠的血脂水平,总胆固醇最高降幅达21%。PCSK9Qβ-003疫苗明显改善小鼠脂肪肝形成并调节肝脂肪变性相关转录因子的表达水平。疫苗免疫治疗后可降低不同肾脏纤维化模型小鼠24小时尿蛋白量,血肌酐、尿素氮水平,病理学结果显示PCSK9Qβ-003疫苗显著改善肾小管扩张、水肿、炎症细胞浸润和间质纤维化。结论:PCSK9Qβ-003疫苗可有效改善单侧输尿管结扎及L-NAME诱导的肾脏纤维化合并高血脂模型小鼠的肾功能和血脂水平,并减轻肾脏病理损害。第二部分PCSK9Qβ-003疫苗肾脏保护机制研究目的:本研究主要从炎症纤维化和脂肪酸氧化代谢途径的调控两方面探讨PCSK9Qβ-003疫苗的肾脏保护作用机制。方法:运用两种肾脏纤维化小鼠模型,并行相应实验分组以进行相关机制探讨(同第一部分研究)。油红O染色观察肾脏脂质沉积面积大小。研磨肾脏组织,测定肾脏实质中脂质含量。实时定量聚合酶链反应(q RT-PCR)检测脂肪酸代谢(PPARs,PGC-1α,Cpt1/2,ACOX1/2,CD36)、胆固醇转运相关分子(LDLR,SREBP-1/2,ABCA1、ABCG1、ACAT1等)和促纤维化生长因子m RNA表达水平。低密度脂蛋白受体(LDLR),胆固醇调节元件结合蛋白2(SREBP2),PPARα和促纤维化生长因子等表达水平采用蛋白免疫印迹(Western blot)进行检测。结果:在两种不同的肾脏纤维化小鼠模型中,PCSK9Qβ-003疫苗组较其他各组明显减少了肾小管区域的脂质沉积,脂质分析显示疫苗组肾脏TC和TG的含量明显减少。PCSK9Qβ-003疫苗增加了LDLR、VLDLR和SREBP2的表达,并且显著上调肾脏脂肪酸代谢相关因子水平,包括PPARα、PPARγ、PGC1、ACOX1、CD36和LPL。与PBS和VLP组相比,PCSK9Qβ-003疫苗免疫后明显降低了TGF-β和p Smad3的水平,PCSK9Qβ-003疫苗可明显减轻肾脏间质纤维化程度,延缓疾病进程。结论:本研究中PCSK9Qβ-003疫苗主要通过调控肾脏脂肪酸氧化代谢途径和抑制纤维化两方面发挥其肾脏保护作用。
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