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目的:从分子水平探讨肾小球硬化的发病机制,观察。肾小球硬化大鼠蛋白尿等肾病表现及肾组织病理改变,从蛋白水平分析肾小球硬化相关因子的作用以及NF-кB与肾小球硬化、细胞凋亡的关系。应用反义寡核苷酸技术抑制肾组织NF-кB的基因翻译表达,观察对肾小球硬化的保护作用,为合理应用反义寡核苷酸技术提供理论和实验依据。
方法:将45只SD大鼠右侧肾切除加尾静脉注射阿霉素 (6mg/kg)制作肾小球硬化大鼠模型,随机分成四大组:病理模型组(B组,9只),正义核酸组(C组,12只),无义核酸组(D组,12只),反义核酸组(E组,12只)。其中C、D、E组三组又各自分成两小组,分别为:C1组,正义核酸组6只;C2组,正义核酸+脂质体组6只。D1组,无义核酸组6只;D2组,无义核酸+脂质体组6只。E1组,反义核酸组6只;E2组,反义核酸+脂质体组6只。另9只为假手术组(A组),假手术1周后,给予尾静脉注射0.4ml生理盐水。大鼠分笼饲养,自由饮水及饮食,共8周。8周后C1、D1、E1、C2、D2、E2组分别给予不同的药物干预,A、B组分别给予等量的5%GS。
分别在三个不同的时间点:A时间点(建模8周)、B时间点(给药3天后)、C时间点(给药7天后)留取血、尿标本测定血白蛋白(ALB)、胆固醇(CHOL)、尿素氮(BUN)、肌酐(Cr),测定24h尿蛋白排泄量。肾脏标本部分放置于10%福尔马林液,部分分离肾皮质,一70℃保存。
用Western-blot检测肾皮质TGF-β1、磷酸化NF-кBp65的蛋白表达;免疫组化检测肾组织活化NF-кBp65、Caspase-3的表达及分布;TUNEL 检测肾小球细胞凋亡;ELISA方法测定血清IL-6、TNF-α水平。HE染色观察肾组织形态学变化,利用图像分析系统计算肾小球硬化指数(GI)。数据以均数±标准差(s±s)表示,采用SPSS10.0统计学软件进行统计学分析,组间比较用单因素方差分析(One-way ANOVA),多样本均数间的多重比较采用LSB-t检验,等级资料采用非参数检验。变量间关系采用直线相关分析,P<0.05有统计学意义。
结果:
1.生化改变
在A时间点,B组出现明显蛋白尿,血白蛋白下降及CHOL、BUN升高,与A组比较,差异有统计学意义(P<0.05)。
在B时间点,与B组比较,E2组的尿蛋白、CHOL、BUN降低56%、42%、71%。E1组尿蛋白、CHOL 与B组比较降低40%,57%,差异均有统计学意义 (P<0.05)。
在C时间点,与B组比较,E2组的尿蛋白、CHOL、BUN降低65%、38%、46%,血白蛋白升高23%,差异均有统计学意义(P<0.05)。E1组除CHOL有所升高外,其余指标与B组比较无差异(P>0.05)。
2.病理结果
A组肾小球及肾小管间质结构基本正常。B组部分肾小球出现节段性硬化,多数呈现节段性系膜细胞和基质增生、玻璃样变性、泡沫细胞的增多或伴有球囊粘连、囊腔扩大,部分肾小球呈现代偿性肥大。肾小管上皮细胞变性,多灶性萎缩,部分代偿性肥大,蛋白管型,肾间质纤维化,弥漫性炎症细胞浸润。随着时间的推移,硬化的肾小球数目逐渐增多,硬化面积逐渐扩大,出现较多的全肾小球硬化,硬化指数(GI)C时间点分别是B时间点、A时间点的1.11、1.28倍。E2组病理改变明显轻于B组。E1组在B时间点与B组相比,病理改变有所减轻,GI值比B组减少33%;但在C时间点与B组相比无差异。其余各干预组病理改变与B组大致相同,GI值差异无统计学意义(P>0.05)。
3.肾皮质TGF-β1、磷酸化NF-кBp65的蛋白表达
A时间点,B组TGF-β1、NF-кBp65的蛋白表达比A组升高2.75、6.87倍。B时间点,E2组 TGF-β1、NF-кBp65蛋白表达比B组降低43%、60%。C时间点,E2组TGF-β1、NF-кBp65蛋白表达比B组降低了53%、56%,所有差异均有统计学意义核因子кB在肾小球硬化中的作用及反义核酸的干预(P<0.05)。而E1组FGF-β1、NF-кBp65蛋白表达与B组比较,只在B时间点有降低,C时间点无差异。
4.肾小球Caspase-3、活化NF-кBp65的表达
A时间点,B组的Caspase-3、NF-кBp65阳性表达指数分别是A组的2.86、3.55倍。B时间点,E2组Caspase-3表达比B组减少47%,E1组则与B组无差异;E1、E2组NF-кBp65表达比B组减少了51%、55%。C时间点,E2组Caspase-3、NF-кBp65的表达量与B组相比分别减少了34%、52%;而E1组两因子的表达量与B组无差异。
5.肾小球凋亡指数的比较
在A时间点,B组凋亡指数比A组明显增多,是A组的12.2倍。B时间点,E1、E2组凋亡指数比B组减少27%、61%,差异有统计学意义(P<0.05)。C时间点,E2组凋亡指数比B组减少41%,而E1组则与B组无差异。
6.血清IL-6、TNF-α的表达
在各时间点,与A组比较,B组IL-6、TNF-α的表达均明显升高。E2组IL-6、TNF-α的表达与B组相比明显降低,差异有统计学意义(P<0.05)。而E1组IL-6、TNF-α的表达与B组比较,只在B时间点有降低,C时间点无差异。
7.直线相关分析
尿蛋白、GI、TGF-β1、Caspase-3、肾小球凋亡细胞数及IL-6、TNF-α的表达均与NF-кBp65呈正相关。
结论:系膜细胞的增殖与凋亡、炎症因子 TGF-β1、IL-6、TNF-α的表达上调均与硬化有密切关系。NF-кB的活化参与炎症因子 TGF-β1、IL-6、TNF-α的转录调控,促进炎症反应及细胞外基质的合成,加快肾小球硬化及细胞凋亡的进程。
从肾动脉导入NF-кB反义寡核苷酸可直接抑制肾组织NF-кB的基因翻译表达,引起炎症因子 TGF-β1、IL-6、TNF-α的表达下调、延缓肾小球硬化及细胞凋亡进程。