李叶丽,王颖婉,李意奇,张丽梅,龚其海,杨丹莉
高血压肾损害系由原发性或继发性高血压引起的肾脏疾病,其中肾间质纤维化是导致肾脏损伤的重要原因。醛固酮作为肾间质纤维化进程中的一个重要因素,已成为高血压肾损害研究的热点之一。最近研究表明,醛固酮可上调离体的肾小管上皮细胞促纤维化的细胞因子如Ⅲ型胶原、TGF-β1、CTGF、FN等的表达[1-4],加速肾间质纤维化的发生与发展。淫羊藿为小檗科淫羊属植物,具有温阳补肾、除风祛湿、强心益气等功效。ICA是淫羊藿的主要活性成分,现代药理学研究证明,ICA具有抗肿瘤、增强免疫、改善心脑血管功能、调节内分泌及抗骨质疏松等作用[5]。本研究拟观察 ICA是否具有抗SHR肾间质纤维化作用,及该效应是否与降低醛固酮水平,下调TGF-β1和Smad2的表达有关。
1.1 药品、试剂与仪器 淫羊藿苷购自南京泽朗医药有限公司;醛固酮试剂盒和Ⅲ型胶原试剂盒购自上海雅吉生物科技有限公司;RNA逆转录试剂盒、荧光混合物,β-actin、TGF-β1、Smad2、CTGF、FN的引物购自TaKaRa生物工程公司;RNA逆转录仪,德国Eppendorf公司;real time RT-PCR扩增仪,美国BIO-RAD公司;通用酶标仪,美国 BIO-RAD公司;Leica光学显微镜及照相系统,德国Leica Microsystems Ltd。
1.2 实验动物及分组 13周龄的♂ SHR大鼠14只、WKY大鼠7只,购自北京维通利华实验动物技术有限公司,许可证号:SCXK(京)2012-0001。SHR大鼠随机分为两组,分别为模型组(n=7)和ICA组(n=7),WKY大鼠作为对照组。所有大鼠适应性饲养1周后,ICA组给予 ICA 40 mg·kg-1,ig,bid,至26周龄,模型组和对照组给予等量生理盐水。
1.3 肾脏病理学 给药14周后,7%水合氯醛(0.35 g·kg-1)经腹腔注射麻醉成功后,取各组大鼠肾脏组织,置于4%甲醛溶液中固定48 h后,分别进行HE和Masson染色,光镜下观察肾脏病理学变化。
1.4 血浆醛固酮和Ⅲ型胶原含量测定 腹主动脉取血2 ml,置于抗凝管中,离心后取上清,采用双抗体夹心法测定血浆醛固酮和Ⅲ型胶原含量。测定方法严格按照试剂盒说明书执行。
1.5 real time RT-PCR法检测肾脏组织中TGF-β1、Smad2、CTGF、FN mRNA的表达 取各组肾脏组织,置于1 ml TRIzol中,提取总RNA并检测其纯度后,经两步法逆转录-聚合酶链反应分别检测β-actin、TGF-β1、Smad2、CTGF、FN mRNA的表达。相关引物参照 GenBank中大鼠 β-actin、TGF-β1、Smad2、CTGF、FN mRNA的序列设计,见 Tab 1。目的基因表达相对定量法:以PCR扩增过程中荧光信号强度达到阈值所需的循环数(cycle threshold,Ct值)为统计参数,依次计算平均 Ct值 =(Ct1+Ct2)/2(重复管);dCt=平均 Ct值 -中间值;基因表达 =2-dCt;相对定量 =目的基因的表达/内参基因的表达×100,将空白对照组的mRNA表达量设定为100。
1.6 统计学分析 所有数据均采用SPSS 11.0统计分析软件进行处理,以¯x±s表示,组间比较采用方差分析,SNK法两两比较。
2.1 肾脏病理学 HE和Masson染色均显示对照组肾小球、肾小管结构正常。与正常对照组比较,HE染色结果显示模型组肾小球囊腔狭窄且不规则,小球内系膜基质增多,细胞排列紊乱,Masson染色结果显示肾小管纤维增生,间质纤维化;与模型组比较,HE和Masson染色显示ICA组肾小球囊腔增宽,小球内系膜基质减少,细胞排列较为整齐,肾小管间质纤维化程度减轻,见Fig 1。
2.2 血浆醛固酮和Ⅲ型胶原含量 与正常对照组比较,模型组血浆醛固酮和Ⅲ型胶原含量均升高(P<0.01);与模型组比较,ICA组血浆醛固酮和Ⅲ型胶原含量均降低(P<0.01或 P<0.05),结果见Tab 2。
Tab 1 Primer pair of real time RT-PCR
Tab 2 Effects of ICA on plasma aldosterone and collagen typeⅢ(¯x±s,n=6)
2.3 肾脏组织中 TGF-β1、Smad2、CTGF、FN mRNA的表达 与正常对照组比较,模型组TGF-β1、Smad2、CTGF、FN mRNA的表达均明显上调(P<0.01或 P<0.05);与模型组比较,ICA组 TGF-β1、Smad2、CTGF、FN mRNA的表达均明显下调(P<0.01或P<0.05),结果见Fig 2。
肾间质纤维化是肾脏疾病发展和预后的重要因素,也是导致肾单位进行性损伤的病理机制,其本质是细胞外基质(extracellular matrix,ECM)异常沉积,ECM过度合成和降解受抑是ECM积聚的直接原因[6]。本研究结果显示,与正常对照组相比,模型组肾小球囊腔狭窄且不规则,肾小球内系膜基质增多,肾小管间质纤维化,提示模型组大鼠出现了明显的肾间质纤维化。另有研究表明[7],24周龄的自发性高血压大鼠出现了明显的肾间质纤维化。
Fig 1 HE staining of kidney tissue(×400)and Masson staining of kidney tissue(×200)
Fig 2 Effects of ICA on expressions of TGF-β1、Smad2、CTGF、FN mRNA in kidney tissue(¯x±s,n=6)
醛固酮可促进肾间质纤维化的发生[8-9],也可上调Ⅲ型胶原、TGF-β1、CTGF、FN等的表达[1-4]。最近研究表明,醛固酮可能通过调控基质金属蛋白酶1/金属蛋白酶1组织抑制剂(MMP-1/TIMP-1)的基因表达,使Ⅲ型胶原降解减少,ECM过度积聚[3];也可能通过促进 TGF-β1的表达诱导CTGF的表达[10],从而促进肾间质纤维化的发展。
TGF-β1是一种重要的促纤维化细胞因子,可参与成纤维细胞的增殖、分化与迁移,促进ECM的生成与沉积,抑制其降解[11]。TGF-β1/Smad2信号通路的过度激活,可导致肾脏ECM生成增多,直接或间接导致CTGF和FN的产生[12]。CTGF作为TGF-β1的下游,可促使TGF-β1发挥促增生和ECM合成等作用[13],也可在 TGF-β1诱导下参与成纤维细胞合成FN,使ECM在肾间质积聚,促进肾间质纤维化的发展。
与模型组相比,ICA组肾小球囊腔增宽,肾小球内系膜基质减少,细胞排列较为整齐,肾小管间质纤维化程度减轻,提示ICA可能具有抗SHR肾间质纤维化的作用。此外,ICA组血浆醛固酮、Ⅲ型胶原含量,以及 TGF-β1、Smad2、CTGF、FN mRNA的表达均明显低于模型组,提示ICA可能通过降低醛固酮水平,下调TGF-β1和Smad2的表达抗SHR肾间质纤维化。
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