抗纤灵对5/6肾切除大鼠骨髓来源的成纤维细胞表型转化的影响

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  摘要:目的 观察抗纤灵对5/6肾切除大鼠骨髓来源的成纤维细胞表型转化的影响,探讨其抗肾纤维化的作用机制。方法 将SD大鼠随机分为假手术组和造模组,造模组以5/6肾切除方法建立慢性肾衰竭动物模型,1周后按血肌酐水平将造模大鼠分为模型组、福辛普利组和抗纤灵组。各给药组给予相应药物灌胃,模型组和假手术组给予等量生理盐水灌胃,8周后采用实时荧光定量PCR和蛋白免疫印迹法测定各组大鼠肾组织α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、Ⅰ型胶原和CD45基因及蛋白的表达。结果 模型组大鼠表达α-SMA mRNA、Ⅰ型胶原mRNA和CD45 mRNA水平较假手术组明显升高(P<0.001或P<0.05),抗纤灵组与模型组比较均明显下降(P<0.01或P<0.05);模型组大鼠表达α-SMA、Ⅰ型胶原和CD45蛋白水平较假手术组明显升高(P<0.001),抗纤灵组与模型组比较均显著下降(P<0.001)。结论 抗纤灵可降低Ⅰ型胶原和CD45的表达,抑制骨髓来源的成纤维细胞表型转化,从而延缓肾纤维化进程,保护残肾功能。
  关键词:抗纤灵;α-平滑肌肌动蛋白;Ⅰ型胶原;CD45蛋白;表型转化
  中图分类号:R285.5 文献标识码:A 文章编号:1005-5304(2012)09-0033-03
  肾纤维化是各种原因引起的慢性肾脏疾病(chronic kidney disease,CKD)进展到慢性肾衰竭(chronic renal failure,CRF)的共同途径和主要病理基础。肾纤维化包括肾小球硬化和肾间质纤维化(renal interstitial fibrosis,RIF),且RIF较肾小球病变在CKD进展中的意义更加重要[1]。但无论肾间质,还是肾小管、肾小球,它们在纤维化过程中都涉及到炎性因子、生长因子和黏附分子等多种活性物质诱导肾间质成纤维细胞(fibroblast,FBS)、肾小管上皮细胞或肾小球系膜细胞等肾脏固有细胞发生表型转化,使之转化为α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)阳性的肌成纤维细胞(myofibroblast,MyoF)[2]。MyoF具有很强的增殖能力,可合成Ⅰ型胶原(CollagenⅠ),分泌大量细胞外基质(extracellular matrix,ECM),并抑制ECM降解,使ECM过度积聚,在肾纤维化的发展中有重要的作用[3]。肾间质FBS的活化在RIF形成过程中具有极其重要的作用,其来源可能有以下几个方面:肾间质固有的FBS、骨髓的造血干细胞或间质干细胞、由上皮细胞转分化而来的FBS等[4-5]。本研究通过测定骨髓来源的FBS标记物CollagenⅠ和CD45分子,观察抗纤灵对5/6肾切除大鼠骨髓来源的FBS的表型转化,阐明其抗肾纤维化的作用机制。
  1 材料与方法
  1.1 动物
  健康SPF级雄性SD大鼠40只,体质量(200±20)g,上海西普尔-必凯实验动物有限公司提供,许可证号:SCXK(沪) 2008-0016。实验期间自由饮水,摄食饲料由上海中医药大学动物实验中心提供,适应性喂养1周后进行实验。室温20~24 ℃,相对湿度45 ℃。
  1.2 药物与试剂
  抗纤灵(丹参30 g,制大黄15 g,桃仁15 g,全当归15 g,牛膝15 g),上海中医药大学附属曙光医院制剂室提供,批号110523。福辛普利(商品名:蒙诺,10 mg/片),中美上海施贵宝制药有限公司生产,批号110616。兔抗大鼠Collagen Ⅰ抗体(产品编号ab292)、兔抗大鼠α-SMA抗体(产品编号ab5694)、羊抗兔二抗(产品编号ab6721)均购自Abcam公司;小鼠抗大鼠CD45抗体(产品编号sc53047)、羊抗小鼠二抗(产品编号sc3738)、β-actin(产品编号sc47778)均购自Santa Cruz公司;ECL显影液(产品编号WBKLS0500),购自Millipore公司;胶片购自柯达公司;Trizol法总RNA抽提试剂盒、cDNA 第一链合成试剂盒、荧光定量PCR试剂盒均由BioTNT公司提供。
  1.3 造模
  参考文献[6]方法,大鼠以2%戊巴比妥钠按40 mg/kg剂量腹腔注射麻醉,备皮,用75%酒精消毒手术区后铺巾,距左脊肋骨1.5 cm处斜向外方切口,经后腹膜取肾,暴露肾脏,分离肾周脂肪及包膜后,弧型切除2/3肾组织(主要切除皮质部分)约0.6 g,用明胶海绵压迫止血片刻,再滴加数滴纤维蛋白原和凝血酶溶液,稍等片刻,当切面上不再有活动性出血后复位剩余左肾,缝合;1周后再次手术切除整个右肾。另取正常SD大鼠10只,仅作背部切口,分两次剥离左右肾包膜,保留肾上腺,作为假手术组。
  1.4 分组
  大鼠适应性饲养1周后,随机取10只为假手术组,其余30只为造模组,将造模组大鼠按上述方法制作CRF动物模型,术后1周目内眦采血,测定肾功能,根据血肌酐(SCr)随机分为模型组、福辛普利组、抗纤灵组,每组10只。
  1.5 给药
  抗纤灵制成每1 mL含3.2 g原药材的水煎剂,用量按临床成人每千克体质量用量的20倍折算,即按23 g/(kg·d)给大鼠灌胃,连续8周。福辛普利制成每毫升含0.5 mg药物的水溶液,用量按临床成人每千克体质量用量的20倍折算,即按3.3 mg/(kg·d)给大鼠灌胃,连续8周。假手术组和模型组给予同体积生理盐水灌胃,连续8周。
  1.6 取材
  治疗8周后处死大鼠,取出肾组织,于液氮中速冻后,置-80 ℃冰箱保存待测。
  1.7 指标测定
  1.7.1 α-平滑肌肌动蛋白 mRNA、Ⅰ型胶原mRNA和CD45 mRNA的表达检测 采用RT-PCR法。按照Genbank数据库中公开发表的基因序列,采用Primer Express引物设计软件,分别设计了α-SMA、CollagenⅠ和CD45的引物。步骤如下:采用Trizol法总RNA抽提试剂盒提取细胞总RNA;提取出的mRNA进行反转录,成为cDNA模板;以cDNA为模板,进行real time PCR实验。引物序列:α-SMA 5'CCGAGATCTCACCGACTACC3'(上游引物),5'TCCAGAGCGACATAGCACAG3'(下游引物),120 bp;Collagen Ⅰ 5'CGTGGAAACCTGATGTATGCT3'(上游引物),5'ACT CCTATGACTTCTGCGTCTG3'(下游引物),172 bp;CD45 5'AATACC ACCACAAGCACAG3'(上游引物),5'TCATAGATGTAACGCACAGT3' (下游引物),92 bp;内参(β-actin)5'CCTCTATGC CAACACAGT3' (上游引物),5'AGCCACCAATCCACACAG3'(下游引物),156 bp。扩增条件:95 ℃变性5 min,然后95 ℃变性5 s、60 ℃退火30 s循环40次。程序运行结束后,分析各基因的实时扩增曲线和熔解曲线。取CT值(扩增动力曲线拐点),按2-△△CT[7]法计算待测目的基因相对表达量。   1.7.2 α-平滑肌肌动蛋白、Ⅰ型胶原和CD45蛋白的表达检测 采用Western Blotting法。步骤如下:切取新鲜冻存肾组织,匀浆器充分研磨、匀浆,加入RIPA buffer蛋白裂解液,4 ℃,14 000 r/min离心15 min,提取肾组织细胞浆蛋白,Bradford法测定蛋白浓度。在10%的聚丙烯酰胺凝胶上电泳,电压60 V、30 min,80 V、90 min。室温恒压100 V 转膜60 min,分离蛋白,使之转移至PVDF膜上,用TBS缓冲液洗膜5 min。5%脱脂奶粉封闭1 h,按1∶3 000加入α-SMA和CollagenⅠ第一抗体,1∶2 000加入CD45第一抗体,1∶5 000加内参β-actin抗体,4 ℃摇床轻摇过夜。去一抗,TBST缓冲液洗3次,每次5 min,再加入相应辣根过氧化物酶标记的第二抗体(1∶10 000),室温孵育1 h,TBST缓冲液洗3次,每次5 min。ECL试剂显色并曝光成像,凝胶成像系统成像,用Bio Rad quanity one软件对条带进行半定量分析,CollagenⅠ、α-SMA和CD45蛋白质相对含量分别用其与β-actin特异性条带的积分光密度之比值表示。
  1.8 统计学方法
  应用SPSS16.0软件进行统计分析。计量资料用—x±s表示,组间比较用方差分析,P<0.05为差异有统计学意义。
  2 结果(见表1、表2、图1)
  3 讨论
  CD45是单链跨膜糖蛋白,是一种白细胞共同抗原(leukocyte common antigen,LCA),是蛋白酪氨酸磷酸,广泛分布于髓系和淋巴系前体细胞及淋巴结中的成熟细胞表面,在90%以上的急性髓细胞白血病、大多数急性淋巴细胞白血病与淋巴瘤患者中亦有表达,但成熟红细胞与血小板不表达。CD45分子有9种异构体,根据细胞类型、细胞分化程度而分布不同。异构体的差异由细胞外区域决定,是同一基因的4~6个外显子交替剪接而成,也提示胞外区域可以通过与特异性配基结合而参与蛋白-蛋白间相互作用[8]。CD45所有异构体在体外显示酶活性,T、B细胞系和NK细胞受刺激后的信号传导过程均需要CD45分子的参与[9]。CD45分子在造血细胞的生长发育、活化及凋亡过程中担负重要的调控作用[10]。
  肾间质FBS表达α-SMA标志着具有MyoF特性,即发生了细胞表型转化。因此,α-SMA是肾间质FBS表型转化的特异性标志蛋白之一。无论原发疾病如何,在RIF发生发展过程中,α-SMA阳性的MyoF是导致病理条件下肾间质中ECM过度沉积的主要细胞来源。α-SMA作为MyoF的特异性标志物与肾小管间质损伤程度密切相关,并对RIF和肾功能损害具有潜在的预测价值。研究表明,肾间质α-SMA阳性的MyoF中,有32%来源于骨髓[11]。这些骨髓源性FBS可浸润到缺血后的肾间质,参与ECM的合成。Sakai N等[12]在单侧输尿管结扎(UUO)小鼠进展性肾纤维化模型中,可见肾间质CD45和CollagenⅠ双阳性(CD45+/CollagenⅠ+)的FBS浸润,皮髓交界区更为明显。浸润的FBS数目随着纤维化的进展而增加,在输尿管结扎后的第7日达到顶峰。
  本研究通过测定FBS标记物(Collagen Ⅰ+/CD45+)来观察骨髓来源的FBS向MyoF的表型转化,结果显示5/6肾切除模型大鼠表达Collagen ⅠmRNA、α-SMA mRNA和CD45 mRNA明显增加, Collagen Ⅰ、α-SMA和CD45蛋白表达亦明显升高,抗纤灵和福辛普利可显著抑制其表达。表明抗纤灵可从基因和蛋白两个水平,有效降低骨髓来源的FBS α-SMA的表达,抑制其表型转化,减少MyoF在肾间质的积聚和Collagen Ⅰ的沉积,通过这一效应延缓CRF大鼠肾纤维化进程,保护残肾功能。
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  (收稿日期:2012-04-08,编辑:华强)
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