【摘 要】
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背景:尿毒症(Uremia)是各种慢性肾脏病(Chronic kidney disease,CKD)的晚期阶段,其高患病率、高致残率、高死亡率,不仅严重危害到人类健康,也带来巨大的经济和社会负担。心血管疾病(Cardiovascular disease,CVD)是尿毒症期患者最主要的死亡原因,而CKD患者CVD病死率高的主要原因除血管钙化外就是尿毒症心肌病。尿毒症心肌病的发病机制目前仍未完全阐明,
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目(编号:81573732); 广东省自然科学基金项目(编号:2015A030313304);
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背景:尿毒症(Uremia)是各种慢性肾脏病(Chronic kidney disease,CKD)的晚期阶段,其高患病率、高致残率、高死亡率,不仅严重危害到人类健康,也带来巨大的经济和社会负担。心血管疾病(Cardiovascular disease,CVD)是尿毒症期患者最主要的死亡原因,而CKD患者CVD病死率高的主要原因除血管钙化外就是尿毒症心肌病。尿毒症心肌病的发病机制目前仍未完全阐明,其主要病理特点为心肌毛细血管数量减少、心肌间质胶原纤维沉积、心肌细胞肥大变性、心肌重塑,导致心脏左室肥厚(Left ventricularhypertrophy,LVH)、心脏舒缩功能障碍,最终不可避免的诱发心律失常、心力衰竭等并发症。目前的研究结果证实,尿毒症代谢毒物诱发的持续慢性炎症与尿毒症心肌病发病有关,其中以核苷酸结合寡聚化域样受体蛋白-3(Nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor family,pyrin domain-containing 3,NLRP3)炎症小体研究较多,但NLRP3炎症小体与尿毒症心肌病的发病机制仍不明确。目的:探讨NLRP3基因敲除改善尿毒症小鼠模型心肌重塑的相关机制研究。方法:将实验小鼠随机分为野生型假手术组(Wild Type Sham Group)、野生型模型组(Wild Type Model Group)、NLRP3-/-模型组(NLRP3-/-Model Group)。假手术组小鼠仅行开腹手术而不作肾脏切除,模型组小鼠予行5/6肾切除术构建尿毒症模型,手术8周后各组均行超声心动图检查,采血检测各组小鼠血浆肌酐(Serum creatinine,Scr)、血尿素氮(Blood urea nitrogen,BUN)浓度,收集心脏组织行HE染色、MASSON染色,心脏组织NLRP3、Caspase-1、IL-1β、IL-18、COLLAGEN-I、BNP 免疫荧光染色,Western-bloting检测心肌组织NLRP3、Caspase-1、IL-1β、IL-18、COLLAGEN-I、BNP 蛋白表达。结果:与假术组相比,WTModel组、NLRP3-/-Model组血浆Scr、BUN明显升高,均存在明显差异(P<0.05),NLRP3-/-Model组与WTModel组相比血浆肌酐(Scr)、尿素氮(BUN)浓度显著降低,具有明显差异(P<0.05)。超声心动图显示WTModel组与WT Sham组相比左心室存在不同程度肥厚表现,尤以LVAWs、LVAWd和LVPWs明显,具有显著性差异(P<0.05),其中LVPWs三组间比较均具有统计学意义(P<0.05),且NLRP3-/-Model组LVPWs介于三者之间。模型组与假手术组小鼠相比射血分数(EF)明显降低(P<0.05),NLRP3-/-Model组射血分数(EF)与WTModel组相比有上升趋势,但不具有显著性差异。从反映左室舒张功能的E/A、左室等容舒张时间(IVRT)可以看出,模型组较假手术组左室舒张功能有不同程度下降,NLRP3-/-Model组E/A、IVRT介于三者之间,三组间均存在统计学差异(P<0.05)。HE染色结果显示模型组小鼠心肌肥厚,MASSON染色显示模型组小鼠心肌间质胶原纤维沉积,而NLRP3-/-Model组较WT Model组均有所减轻。免疫荧光结果显示模型组小鼠心脏组织 NLRP3、Caspase-1、IL-1β、IL-18、COLLAGEN-I 表达明显增加。心肌织蛋白 Western-Blotting 检测可见 NLRP3、Caspase-1、IL-1β、IL-18、COLLAGEN-I 表达显著上调(P<0.01),NLRP3-/-Model组上述标志物的表达明显低于WTModel组而介于两者之间,且与WTModel组及WTSham组相比均具有统计学意义(P<0.01)。另外WT Model组BNP的表达显著高于NLRP3-/-Model组及WT Sham组,存在明显差异(P<0.01),而NLRP3-/-Model组与WTSham组相比BNP表达有所升高,但未见统计学差异(P>0.05)。结论:NLRP3基因敲除可改善尿毒症小鼠模型的心肌重塑,机制可能与其抑制了 NLRP3炎症小体介导的下游炎症介质有关。
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