史 健 楊洪濤 胡 銳 劉建紅 程小紅 陜西省中醫(yī)醫(yī)院腎病科 (西安 710003)
腎間質(zhì)纖維化(renal interstitial fibrosis,RIF)是所有慢性腎臟疾病進(jìn)行性發(fā)展的共同通路,是導(dǎo)致終末期腎衰竭的主要病理基礎(chǔ)。上皮細(xì)胞向肌成纖維細(xì)胞(myofibroblast,Myof)的轉(zhuǎn)分化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)是參與腎小管間質(zhì)纖維化的重要機(jī)制之一[1]。EMT受多種細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子和激素的調(diào)節(jié),其中轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1(TGF-β1)是最重要的促纖維化因子,主要通過(guò)Smads信號(hào)通路誘導(dǎo)其下游因子表達(dá),啟動(dòng)并調(diào)節(jié)EMT的全過(guò)程[2]。在TGF-β1作用下,腎小管上皮細(xì)胞表型轉(zhuǎn)變及成纖維細(xì)胞活化增殖后均可表達(dá)α-SMA,α-SMA表達(dá)陽(yáng)性的細(xì)胞是慢性腎臟疾病進(jìn)展至終末期腎衰過(guò)程中起關(guān)鍵作用的細(xì)胞,人腎組織研究中發(fā)現(xiàn)腎臟間質(zhì)內(nèi)α-SMA表達(dá)量與腎間質(zhì)纖維化的程度以及腎功能惡化程度呈正相關(guān)關(guān)系[3]。
我們?cè)谂R床上用腎復(fù)康Ⅱ號(hào)治療慢性腎衰竭,可以改善患者的臨床癥狀,防治腎間質(zhì)纖維化的發(fā)生發(fā)展。本研究應(yīng)用腎復(fù)康Ⅱ號(hào)對(duì)單側(cè)輸尿管結(jié)扎(unilateral ureteral obstruction,UUO)誘導(dǎo)的腎間質(zhì)纖維化大鼠模型進(jìn)行干預(yù)性治療,觀(guān)察其抗腎臟組織纖維化的作用;觀(guān)察腎復(fù)康Ⅱ號(hào)含藥血清對(duì)TGF-β1所誘導(dǎo)的人腎小管上皮(HK-2)細(xì)胞平滑肌肌動(dòng)蛋白(a-SMA)表達(dá)的影響 ,初步探討腎復(fù)康Ⅱ號(hào)防治腎間質(zhì)纖維化的機(jī)理。
1 實(shí)驗(yàn)材料與方法
1.1 材 料
1.1.1 藥物與試劑:腎復(fù)康Ⅱ號(hào)膠囊由山萸肉、菟絲子、金櫻子、仙靈脾、醋鱉甲、王不留行、姜黃、赤芍等12味中藥組成(由陜西中醫(yī)醫(yī)院提供,陜西省藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)院內(nèi)制劑,每粒0.3g),百令膠囊(杭州中美華東制藥),DMEM/F12培養(yǎng)基、Triton X-100(Gibco);胎牛血清(HyClone);BCA蛋白定量試劑盒、蛋白酶抑制劑、蛋白Marker、ECL化學(xué)發(fā)光底物(Pierce);細(xì)胞裂解液、丙烯酰胺、Tris-Base、TEMED、十二烷基硫酸鈉、甘氨酸、麗春紅、硝酸纖維素膜(Amresco),鼠抗人a-SMA多克隆抗體(博士德生物),脫脂奶粉(完達(dá)山乳業(yè))。10%水合氯醛、鹽水、碘伏、酒精、注射用青霉素鈉等。
1.1.2 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與細(xì)胞:選用清潔級(jí)雄性SD大鼠180只,體重200±20g,由第四軍醫(yī)大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心購(gòu)進(jìn)(2007-007),適應(yīng)性喂養(yǎng)1周,隨機(jī)分組,動(dòng)物室溫度22~25℃,濕度68~72%,顆粒飼料喂養(yǎng),自由飲水和自然晝夜節(jié)律光照。人腎小管上皮HK-2細(xì)胞由第四軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院腎臟內(nèi)科孫世仁教授惠贈(zèng)。
1.2 儀 器 萊卡腎臟組織平推式切片機(jī)(LeiCASM2000R),萊卡冰凍切片機(jī)(LeiCACM1850),國(guó)產(chǎn)石蠟包埋機(jī)(雅博)、烤片機(jī)(LeiCAHI1220),日本奧林帕斯顯微鏡(OlympusBX 41),病理圖像分析軟件系統(tǒng)(HMIAS-2000),二氧化碳培養(yǎng)箱(CB150,德國(guó)賓德),超凈工作臺(tái)(SW-CJ-2FD,蘇州凈化設(shè)備有限公司),酶標(biāo)儀(POLARstar OPTIMA,BMG Labtechnologies),倒置顯微鏡(尼康 E200),25cm2培養(yǎng)瓶,12,48,96孔板培養(yǎng)板(美國(guó)COSTAR公司),紫外分光光度計(jì)(UV1102,上海天美),離心機(jī)(L-530,賽特湘儀),電熱恒溫培養(yǎng)箱(GNP-9162,上海躍進(jìn)醫(yī)用光學(xué)器械廠(chǎng)),電泳槽(DYY-Ⅲ型)、電泳議(DYY-7C型)(北京六一),凝膠掃描成像系統(tǒng)(Gel DOC2000)。
1.3 方 法
1.3.1 腎復(fù)康Ⅱ號(hào)對(duì)腎間質(zhì)纖維化大鼠模型的干預(yù)作用:大鼠適應(yīng)1周后采用輸尿管結(jié)扎方法[3]造模,術(shù)后常規(guī)肌肉注射青霉素3d。將90只大鼠隨機(jī)分成5組,平均每組18只。假手術(shù)組,模型組,小劑量組:腎復(fù)康Ⅱ號(hào)膠囊2.25g/kg·d,中劑量組:腎復(fù)康Ⅱ號(hào)膠囊4.5g/kg·d,大劑量組:腎復(fù)康Ⅱ號(hào)膠囊9g/kg·d。將腎復(fù)康Ⅱ號(hào)膠囊以溫開(kāi)水溶解后制成混懸液,于造模手術(shù)后1d開(kāi)始給予以上劑量組大鼠灌胃,灌胃容積為1mL/100g,假手術(shù)組及模型組給予同體積的蒸餾水灌胃。分別于灌胃后第7d、第14d、第21d各組處死6只大鼠,剖取右腎組織塊以10%福爾馬林-PBS溶液固定,常規(guī)石蠟包埋切片,HE染色,光鏡200倍放大,光鏡下觀(guān)察腎間質(zhì)和腎小管的病變程度。以Masson染色光鏡下觀(guān)察不同時(shí)間段腎臟間質(zhì)纖維化的面積。
1.3.2 腎復(fù)康Ⅱ號(hào)含藥血清對(duì)TGF-β1所誘導(dǎo)的人腎小管上皮(HK-2)細(xì)胞平滑肌肌動(dòng)蛋白(a-SMA)表達(dá)的影響:含藥血清的制備:90只大鼠隨機(jī)分為3組。腎復(fù)康Ⅱ號(hào)膠囊、百令膠囊以溫開(kāi)水溶解后制成混懸液,腎復(fù)康Ⅱ號(hào)膠囊9g/kg·d,百令膠囊0.27g/kg·d給大鼠灌胃,空白組等體積的生理鹽水灌胃,灌胃容積為1mL/100g,連續(xù)7d。末次給藥后2h,水合氯醛麻醉,腹主動(dòng)脈取血,分離血清,每組含藥血清混合,過(guò)濾除菌,并置于56℃水浴箱中滅活30min,-20℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>
細(xì)胞培養(yǎng)及分組:HK-2細(xì)胞置于含10%經(jīng)滅活胎牛血清的DMEM/F12培養(yǎng)基中,37℃、5%CO2溫箱培養(yǎng)。將對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的HK-2細(xì)胞用0.25%胰酶消化成單細(xì)胞懸液,密度調(diào)至105細(xì)胞/mL,轉(zhuǎn)入培養(yǎng)瓶,待細(xì)胞長(zhǎng)滿(mǎn)至約80%的融合狀態(tài)時(shí)改用無(wú)血清DMEM/F12培養(yǎng)基同步饑餓24h,使細(xì)胞進(jìn)入靜止期。24h饑餓同步后分為6組:①無(wú)血清對(duì)照組;②大鼠血清組(10%);③TGF-β1(5ng/mL)組;④TGF-β1(5ng/mL)+百令鼠血清組 (10%);⑤TGF-β1(5ng/mL)+大劑量含藥鼠血清組(10%);⑥TGF-β1(5ng/mL)+中劑量含藥鼠血清組(5%),各組均加入無(wú)血清DMEM/F12培養(yǎng)基5mL。細(xì)胞孵育48h后4℃PBS洗滌,裂解細(xì)胞,離心,蛋白定量,沸水加熱變性。
免疫印跡法檢測(cè)a-SMA的表達(dá):GAPDH作為內(nèi)參,取40μg總蛋白與上樣液混合、變性,將蛋白加入電泳孔,電泳分離蛋白質(zhì),電泳濃縮膠75V,分離膠120V,轉(zhuǎn)膜。分別加入一抗(1∶1000),4℃孵育過(guò)夜,二抗(1∶3000),暗室 X-膠片曝光,顯影、定影;凝膠成像系統(tǒng)照相并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,蛋白表達(dá)量用光密度表示。QuantityOne圖像分析軟件軟件分析目標(biāo)帶的光密度值,計(jì)算條帶的相對(duì)表達(dá)量。
2 結(jié) 果
2.1 腎復(fù)康Ⅱ號(hào)對(duì)UUO大鼠腎組織形態(tài)學(xué)的影響 假手術(shù)組大鼠各時(shí)間點(diǎn)腎臟小管間質(zhì)結(jié)構(gòu)正常,無(wú)炎性細(xì)胞浸潤(rùn)。UUO術(shù)后7d腎小管上皮細(xì)胞彌漫性空泡變性,灶狀腎小管擴(kuò)張,萎縮,偶見(jiàn)壞死。腎間質(zhì)水腫,較多淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞浸潤(rùn),腎間質(zhì)增寬,少許間質(zhì)纖維化,腎小球病理改變不明顯。術(shù)后14d,腎小管結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞,腎小管重度擴(kuò)張,上皮細(xì)胞壞死,腎間質(zhì)彌漫性巨噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)和成纖維細(xì)胞增生,間質(zhì)彌漫綠染。術(shù)后21d,腎小管和間質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步破壞,出現(xiàn)彌漫的細(xì)胞增殖;治療組各期可見(jiàn)腎小管壞死及腎間質(zhì)纖維化,程度較UUO組輕。
對(duì)上述Masson染色病理切片采集圖像并進(jìn)行半定量分析,結(jié)果見(jiàn)表1和圖1。
表1 造模不同時(shí)間段各組大鼠腎間質(zhì)纖維化面積()(n=6)
表1 造模不同時(shí)間段各組大鼠腎間質(zhì)纖維化面積()(n=6)
注:與模型組比較△P<0.05
造模后組別7d 14d 21d假手術(shù)組 201.75±15.20△ 203.50±33.0△ 201.58±22.75△模型組 675.25±45.2810.20±96.75878.45±75.50小劑量組 475.28±56.20△ 515.40±89.75△ 550.15±75.58△中劑量組 358.96±33.60△ 400.25±57.88△ 437.45±69.81△大劑量組 348.23±43.62△ 389.25±47.63△ 407.75±80.75△
2.2 腎復(fù)康Ⅱ號(hào)含藥血清對(duì)TGF-β1所誘導(dǎo)的人腎小管上皮HK-2細(xì)胞a-SMA表達(dá)的影響 以GAPDH作為內(nèi)參,免疫印跡法檢測(cè)腎復(fù)康Ⅱ號(hào)含藥血清對(duì)TGF-β1所誘導(dǎo)的人腎小管上皮HK-2細(xì)胞a-SMA表達(dá)的影響,結(jié)果顯示腎復(fù)康Ⅱ號(hào)含藥血清和百令含藥血清組的a-SMA的表達(dá)量明顯降低,與TGF-β1組比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),結(jié)果見(jiàn)表2,圖2。
表2 含藥血清對(duì)TGF-β1所誘導(dǎo)的人腎小管上皮HK-2細(xì)胞a-SMA表達(dá)的影響(n=3)
3 討 論 UUO是應(yīng)用最廣泛的腎間質(zhì)纖維化的動(dòng)物模型,該模型腎間質(zhì)纖維化發(fā)生迅速[4],我們選擇UUO模型作為軟堅(jiān)散結(jié)法研究腎間質(zhì)纖維化的模型。TGF-β1被公認(rèn)為是最重要的誘導(dǎo)上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)分化的核心因子,啟動(dòng)并調(diào)節(jié)EMT的全過(guò)程[5],TGF-β1作用于腎小管上皮細(xì)胞,使其發(fā)生轉(zhuǎn)分化為 MyoFb,參與間質(zhì)纖維化的進(jìn)程。Smad蛋白是TGF-β家族的下游信號(hào)蛋白,TGF-β與其細(xì)胞膜表面受體結(jié)合后促使Smad蛋白磷酸化,磷酸化的Smad蛋白結(jié)合形成寡聚復(fù)合物進(jìn)入核內(nèi),通過(guò)直接與DNA結(jié)合或與其它DNA結(jié)合蛋白結(jié)合等方式參與啟動(dòng)或抑制 轉(zhuǎn)錄因子而發(fā)揮作用,調(diào)控細(xì)胞的增殖、分化、凋亡、TEMT的發(fā)生和ECM的堆積。
圖1 Masson染色病理切片
圖2 TGF-β1所誘導(dǎo)的人腎小管上皮HK-2細(xì)胞a-SMA的表達(dá)
近年來(lái)中醫(yī)藥在治療腎間質(zhì)纖維化方面己顯示出較為明顯的優(yōu)勢(shì),中藥多成分,多環(huán)節(jié)、多層次、多靶點(diǎn)的藥理學(xué)作用可能是其優(yōu)勢(shì)的重要特點(diǎn)之一。本實(shí)驗(yàn)大鼠腎間質(zhì)炎性細(xì)胞浸潤(rùn),腎小管上皮細(xì)胞變形,脫落,細(xì)胞外基質(zhì)增加,纖維組織增生,腎間質(zhì)廣泛纖維化,體現(xiàn)了中醫(yī)痰、瘀固定不移、膠結(jié)難去的特點(diǎn),結(jié)合大鼠的全身表現(xiàn),模型符合中醫(yī)腎陽(yáng)虧虛,濁瘀兼有痰阻的證型特點(diǎn)。因此依據(jù)其基礎(chǔ)病機(jī)“腎氣虧虛,濁瘀內(nèi)阻”,制定益腎散結(jié)治療大法,組方腎復(fù)康Ⅱ號(hào)。其中以山萸肉、菟絲子、金櫻子、仙靈脾,溫補(bǔ)腎陽(yáng),澀精固脫;以丹參、姜黃、赤芍活血化瘀,加用王不留行、鱉甲軟堅(jiān)散結(jié),標(biāo)本兼顧,扶助正氣,祛除淤血積滯。現(xiàn)代藥理研究證實(shí),丹參能降低TGF-β1表達(dá),減少α-SMA表達(dá),抑制成纖維細(xì)胞增殖、活化,促進(jìn)其凋亡,以及抑制ECM合成、促進(jìn)其降解[6]。我們以軟堅(jiān)散結(jié)法制定的腎復(fù)康Ⅱ號(hào),在防治腎間質(zhì)纖維化發(fā)生,延緩腎臟病發(fā)展進(jìn)程取得較好的臨床療效。
本實(shí)驗(yàn)研究顯示,腎復(fù)康Ⅱ號(hào)可以減輕UUO大鼠腎間質(zhì)纖維化及腎小管的損傷;腎復(fù)康Ⅱ號(hào)含藥血清明顯降低TGF-β1所誘導(dǎo)的人腎小管上皮HK-2細(xì)胞a-SMA的表達(dá)。由此推測(cè),軟堅(jiān)散結(jié)法下調(diào)腎組織a-SMA的表達(dá),抑制腎小管上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)分化,抑制細(xì)胞外基質(zhì)的合成,可能是其抑制纖維化的途徑之一。
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