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目的:应用反义寡核苷酸(antisense oligodeoxynucleotide ,AS-ODN)技术对糖尿病(DM)大鼠模型进行内皮素-1(endothelin,ET-1)基因表达的抑制试验,探讨内皮素反义寡核苷酸(ET-1 As-ODN)在糖尿病肾病(diabetic- nephropathy,DN)早期肾脏的保护作用及机制。对象与方法:1.;选取89只健康SD雄性大鼠随机分为三个大组:正常对照组(NC)(生理盐水0.5ml/rat/wk,尾静脉注射)、糖尿病模型组(DM)(生理盐水0.5ml/rat/wk,尾静脉注射)、内皮素反义寡核苷酸治疗组(ET-1AS-ODN 6 OD/kg/wk,尾静脉注射),其中模型组和治疗组的65只大鼠用链尿佐菌素(STZ)60mg/kg腹腔注射的方法进行糖尿病模型的制备。大鼠造模成功后,再将以上三组每组各分为2、4、8周三个亚组,动态观察和测量大鼠一般状态、体重、尿量、空腹血糖(FBG);2.采用化学比色分析法于2、4、8周动态检测大鼠血尿素氮、肌酐等肾功能指标;3.用放射免疫法分别测量尿中微量白蛋白(UAER)、β2-微球蛋白(β2-MG)及内皮素ET-1的含量,以观察不同时间点上ET-1 AS-ODN治疗前后肾功能的变化;4.采用HE染色光镜及电镜检查肾脏组织形态学的变化;5.用real-time PCR技术对肾脏组织内转移生长因子(TGF-β1)mRNA的基因表达作出定量分析,观察ET-1AS-ODN能否通过调控内皮素-1的含量来降低转化生长因子(TGF-β1)的基因表达含量。结果:1.实验各组血糖、体重与尿量的变化造模成功后糖尿病大鼠血糖水平基本稳定在19~40mmol/L,尿量显著增加(P<0.01),但8周时尿量较4周前有明显减少(P<0.05);正常组体重在2、4、8周不同观测点上依次递增,8周时较2周时增加了47.7%(P<0.01);而模型组在不同观测点上逐渐下降,8周时较造模2周时明显下降31.2%(P<0.01)。经ET-1 AS-ODN治疗后,治疗组4周后体重逐渐升高,8周时体重较2周时增加17.2%(P<0.01),尿量较模型组增加(P<0.01),血糖与模型组相比无明显变化(P>0.05)。2.各组大鼠肾功能的比较①BUN、Scr、Ccr的变化模型组大鼠造模成功后2周时还未出现明显的肾功能异常, 4周时BUN、Scr、Ccr分别较正常组增高43.8%(P<0.01)、11.4%(P<0.01)、93%(P<0.01),8周时BUN、Scr、Ccr分别较正常组增高54%(P<0.01)、22.4%(P<0.01)与84.1%(P<0.01),。经ET-1 AS-ODN治疗后,8周时BUN、Scr相对模型组分别降低了17.7%(P<0.01)、13.7%(P<0.01)。Ccr相对模型组升高42.4%(P<0.01) (P<0.01)。②各组大鼠尿微量白蛋白和β2-MG排泄率的比较24小时尿微量白蛋白排泄率(UAER),模型组早期出现量较少,在2、4、8周时UAER较正常组依次增高(P<0.01);尿中β2-MG含量的变化,模型组在2、4、8周时较其正常组也持续性增高(P<0.01) (见表1-3)。经ET-1 AS-ODN治疗后,2周、4周治疗组尿中UAER水平基本接近正常组水平,8周时较模型组下降了76.8%(P<0.01);尿中β2-MG含量,8周时β2-MG含量较模型组下降65%(P<0.01)。以上各指标比较提示,ET-1 AS-ODN药物对DN大鼠肾功能有保护作用。3.各组大鼠肾小球病理变化电镜结果显示,模型组大鼠2周后,肾小球病理变化不明显,4周后肾小球基底膜轻度不均匀增厚,系膜细胞及内皮细胞轻度增生,足突部分融合,8周后肾小球病理变化明显加重,有基底膜不典型增生,部分断裂,足突融合甚至消失。ET-1 AS-ODN治疗8周后,治疗组可见肾小球GBM增厚由模型组535.16士301.23nm下降到治疗组244.72士58.18nm,相对模型组降低了54.3% (P<0.01),系膜区较模型组明显变窄(见附图2)。提示ET-1AS-ODN治疗组肾组织病变明显减轻。4. ET-1与TGF-β1表达含量的变化放射免疫法与real-time PCR技术显示:8周时,模型组大鼠肾皮质内ET-1含量较正常组增高58.1%,TGF-β1基因表达水平较正常组上调3.20-3.66倍。经ET-1 AS-ODN治疗后,肾组织内内皮素水平较模型组明显降低60.1%(P<0.05),目的基因TGF-β1表达量较模型组下降2.11—2.55倍。提示ET-1AS-ODN能够间接下调肾组织内TGF-β1基因表达含量。结论:1. ET-1AS-ODN能够有效改善糖尿病大鼠肾功能,减少尿蛋白排泄,减缓肾小球硬化与肾小球纤维化的进展,有一定的肾脏保护作用。2. ET-1 AS-ODN对糖尿病大鼠肾脏保护作用的分子机制可能是通过抑制ET-1的表达含量,间接调控TGF-β1的基因表达量而发挥作用的,这是继ET-1受体阻断剂后药物作用的又一靶点。