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肾小管间质纤维化(Tubulointerstitial Fibrosis)是多种慢性肾脏病发展到终末期肾衰的共同途径。它以过量细胞外基质(Extracellular Matrix, ECM)(如胶原Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型、纤维黏连蛋白和层黏连蛋白)在肾间质积聚及肾间质成纤维细胞增生为特征,导致正常肾结构的改变,随之肾功能丧失。肾小管上皮细胞转分化(Epithelial-mesenchymal Transition, EMT)是肾小管间质纤维化的重要发病机制之一,TGF-β/Smads信号转导途径是EMT的主要信号转导途径,在EMT过程中扮演着重要的角色。姜黄(Curcuma)为姜黄属植物,根茎入药,中医认为姜黄能行气、散风活血、通经止痛。姜黄素(Curcumin，Cur)是姜黄的最重要的活性成分。近些年来,姜黄素的降血脂、抗突变、抗癌、抗氧化、清除自由基等生理功能和作用机理相继被发现。本研究以EMT及其信号转导途径为靶点观察姜黄素的干预作用,对于阐明姜黄素防治肾小管间质纤维化的作用及机制具有重要意义。目的本研究围绕EMT及其信号转导途径(TGF-β/Smads信号转导途径),探讨姜黄素抑制或减缓肾小管间质纤维化的作用及机制,以期更加深入地了解细胞因子网络在EMT发生过程中的作用,为更好地开展中药抗肾小管间质纤维化的研究提供新思路和新方法。方法本研究采用单侧输尿管梗阻方法建立肾小管间质纤维化模型(Unilateral Ureteral Obstruction,UUO)。将32只SD大鼠随机分为假手术组,模型组,姜黄素1组和姜黄素2组。对模型组和治疗组大鼠行左侧输尿管结扎建立单侧输尿管梗阻的动物模型。姜黄素1组于术后第2天给予姜黄素100mg-kg-1·d-1灌胃,姜黄素2组于术后第10天给予姜黄素100 mg-kg-1·d-1灌胃。术后28天处死大鼠,取梗阻侧肾脏,部分肾组织用4%多聚甲醛固定,其余肾组织放入液氮中保存备用,并进行以下实验研究。1.姜黄素对UUO大鼠肾脏病理学改变的实验研究采用HE染色和Masson染色观察各组大鼠梗阻侧肾脏病理学变化,及姜黄素对UUO大鼠病理学改变的影响,初步探讨姜黄素对肾小管间质纤维化的保护作用。2.姜黄素对UUO大鼠细胞外基质表达影响的实验研究观察姜黄素对UUO大鼠细胞外基质表达变化的影响,进一步探讨姜黄素的作用机制。分别采用免疫组化和实时荧光定量PCR,检测各组大鼠梗阻侧肾脏组织细胞外基质主要成分FN、Col-Ⅰ和Col-III蛋白及mRNA的表达变化。3.姜黄素干预肾小管上皮细胞转分化的实验研究免疫组化检测各组大鼠梗阻侧肾脏组织肾小管上皮细胞转分化的标志性蛋白a-SMA和E-cadherin的表达变化,观察姜黄素对UUO大鼠肾小管上皮细胞转分化的影响。4.姜黄素对UUO大鼠TGF-β/Smads信号转导途径影响的实验研究观察姜黄素对UUO大鼠肾小管上皮细胞转分化的TGF-β/Smads信号转导途径的影响。采用western-blot和实时荧光定量PCR,分别检测各组大鼠梗阻侧肾脏组织TGF-β/Smads信号转导途径的关键细胞因子TGF-β1、TβRⅠ、Smad2、Smand3和Smad7蛋白及mRNA的表达变化。结果①模型组大鼠肾脏皮、髓质变薄,肾间质增宽,炎性细胞浸润严重；肾小管病变严重,肾小动脉内膜增厚,管腔变窄；纤维化区域呈灶状分布,·病变严重的区域有肾小球聚集的现象,有明显的肾小管间质纤维化的特征,表明本实验造模成功。姜黄素治疗组大鼠肾间质损伤指数及肾组织胶原沉积相对面积均明显低于模型组。提示姜黄素具有减轻UUO大鼠肾组织病理改变,保护肾脏功能的作用。②UUO组大鼠肾组织中Col-Ⅰ,Col-Ⅲ和FN表达明显增强,姜黄素干预后Col-ⅠCo1-Ⅲ和FN的表达有明显降低。提示姜黄素可通过下调Co1-Ⅰ,Col-Ⅲ和FN在肾组织的表达,从而减少细胞外基质的过度聚集,抑制或减缓肾小管间质纤维化的发生和发展。③UUO组大鼠肾组织中a-SMA表达明显增强,E-cadherin表达明显减弱,姜黄素治疗组a-SMA表达与UUO组相比显著下降,E-cadherin表达显著升高。提示姜黄素可明显抑制EMT的发生和发展。④UUO组大鼠肾组织中Smad2和Smad3蛋白、TGF-β1蛋白及mRNA、TβRI mRNA的表达水平均明显上调,Smad7蛋白表达明显降低。姜黄素治疗组Smad2和Smad3蛋白、TGF-p,蛋白和nRNA、TβRI mRNA的表达水平与UUO组相比显著下降,Smad7蛋白表达显著升高。提示姜黄素可干预UUO大鼠TGF-β/Smads信号通路中多个位点,阻止EMT的发生,从而减轻肾小管间质纤维化。结论UUO诱导的大鼠肾小管间质纤维化进程中有明显的EMT病理过程。姜黄素可以明显减轻UUO大鼠的主要肾脏病理损害,降低肾间质中细胞外基质的表达水平,通过影响TGF-β/Smads信号转导途径中的多个细胞因子的表达,抑制EMT的进程,从而阻断或延缓肾小管间质纤维化的发生与发展。