张国锐,林智峰,杨晓萍△,赵 瑾,陶 林(石河子大学医学院:.第一附属医院肾病科,.病理教研室,新疆石河子83008)
1,25-(OH)2D3对单侧输尿管梗阻模型大鼠Erbin表达的影响
张国锐1,林智峰1,杨晓萍1△,赵瑾2,陶林2(石河子大学医学院:1.第一附属医院肾病科,2.病理教研室,新疆石河子832008)
目的探讨活性维生素D3——1,25-二羟维生素D3[1,25-(OH)2D3]对单侧输尿管梗阻(UUO)大鼠Erbin表达的影响。方法将96只大鼠采用随机数字表法随机分为正常对照组、干预组、假手术组和UUO模型组,每组24只。干预组和UUO模型组大鼠在左肾下极处游离并结扎左输尿管建立UUO模型,假手术组开腹后仅游离左输尿管,干预组在建模起给予活性维生素D30.5 μg、花生油1 mL灌胃,每天1次,共计14 d,于术后1、3、7、14 d分别处死各组大鼠6只,采用免疫组织化学法检测各组大鼠Erbin、转化生长因子β1(TGF-β1)的表达。结果UUO模型组大鼠Erbin、TGF-β1表达均明显高于正常对照组、假手术组,差异均有统计学意义(P<0.05);干预组大鼠Erbin表达明显高于模型组,TGF-β1表达明显低于模型组,差异均有统计学意义(P<0.01)。结论1,25-(OH)2D3可能增加UUO大鼠肾组织Erbin的表达,抑制TGF-β1的表达,减轻肾脏纤维化。
维生素D;肾小球硬化症,局灶节段性;转化生长因子β1;Erbin
维生素D3的激素(活性)形式为1,25-二羟维生素D3[1-alpha,25-dihydroxy-cholecalcifero;1,25-(OH)2D3],活性维生素D3能维持钙和磷的平衡,还能诱导细胞凋亡和分化,调节机体免疫,保护脏器功能[1];可减少足细胞损伤,恢复肾小球Nephrin的表达,减少尿蛋白,保护肾功能[2]。当肾脏受损时1-α羟化酶作用减弱,体内1,25-(OH)2D3减少,那么,其减少是否参与了肾脏病的发生、发展呢?绝大多数的慢性肾脏病最终发展为尿毒症期均会出现肾间质纤维化;近年来,有研究表明,1,25-(OH)2D3能延缓或改善肾间质纤维化,但其机制尚不清楚[3]。因此,本研究旨在探讨活性维生素D3对肾间质纤维化的作用机制,现报道如下。
1.1材料1,25-(OH)2D3粉剂由海尔制药公司提供。花生油为溶剂,配成0.5 μg/mL。兔抗大鼠Erbin抗体由Abcam公司提供。兔抗鼠转化生长因子β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)多克隆抗体由北京博奥森公司提供。4周龄清洁级健康雄性SD大鼠96只购自新疆医科大学实验动物中心,体质量(200±20)g,在石河子大学医学院中心实验室适应性喂养1周,室温,自然饮水、进食。
1.2方法
1.2.1分组将96只大鼠采用随机数字表法随机分为正常对照组、干预组、假手术组和UUO模型组,每组24只。干预组和UUO模型组大鼠在左肾下极处游离并结扎左输尿管建立UUO模型,假手术组开腹后仅游离左输尿管,干预组在建模起给予活性维生素D30.5 μg、花生油1 mL灌胃,每天1次;正常对照组、模型组及假手术组均给予每天1mL花生油灌胃共计14 d。
1.2.2取材术后第1、3、7、14 d分别处死各组大鼠6只,取左肾标本进行病理检查及免疫组织化学(免疫组化)染色。
1.2.3免疫组化染色结果判定采用SP法检测肾组织中Erbin、TGF-β1的表达,由本校病理教研室3名专家单独观察结果,阳性结果判定:高倍镜下(400×)选5个肾小管间质视野(避开肾小球和大血管)观察染色细胞面积和强度,计算平均值作为最后结果。
1.3统计学处理应用SPSS17.0统计软件进行数据分析,计量资料以±s表示,组间比较采用单因素方差分析F检验。P<0.05为差异有统计学意义。
2.1各组大鼠肾组织形态学变化比较与对照组、假手术组比较,UUO模型组大鼠左肾肿大,肾皮质变薄,肾盂中有尿液积聚;与UUO模型组比较,干预组大鼠左肾较小,肾盂积尿减少,肾皮质稍厚。
2.2各组大鼠Erbin表达比较Erbin主要表达于肾小管上皮细胞质中。UUO模型组大鼠Erbin表达均明显高于正常对照组、假手术组,干预组大鼠Erbin表达明显高于模型组,差异均有统计学意义(P<0.05),见表1、图1。
表1 各组大鼠Erbin表达比较(±s)
表1 各组大鼠Erbin表达比较(±s)
注:与正常对照组、假手术组同时间点比较,aP<0.05;UUO与模型组同时间点比较,bP<0.05。
时间术后1 d术后3 d术后7 d术后14 d n 6 6 6 6正常对照组 假手术组 UUO模型组 干预组0.12±0.15 0.13±0.18 0.11±0.14 0.12±0.20 0.14±0.10 0.15±0.14 0.13±0.14 0.14±0.18 1.47±0.32 3.83±0.16a4.56±0.16a5.26±0.16a1.52±0.20 4.21±0.17b5.30±0.36b6.60±0.41b
图1 UUO模型组与干预组大鼠Erbin表达比较
2.3各组大鼠TGF-β1表达比较TGF-β1主要表达于肾小管上皮细胞质中。UUO模型组大鼠TGF-β1表达均明显著高于正常对照组、假手术组,干预组大鼠TGF-β1表达明显低于UUO模型组,差异均有统计学意义(P<0.01),见表2。
表2 各组大鼠TGF-β1表达比较(±s)
表2 各组大鼠TGF-β1表达比较(±s)
注:与正常对照组、假手术组同时间点比较,aP<0.01;UUO与模型组同时间点比较,bP<0.01。
时间术后1 d术后3 d术后7 d术后14 d n 6 6 6 6正常对照组 假手术组 UUO模型组 干预组0.13±0.16 0.13±0.16 0.13±0.16 0.13±0.16 0.23±0.23 0.30±0.35 0.86±0.24 1.20±0.36 0.31±0.19a1.90±0.48a2.51±0.50a3.70±0.27a0.16±0.17b1.00±0.20b1.28±0.41b2.60±0.47b
2.4Erbin表达与TGF-β1表达的相关性TGF-β1、Erbin表达随时间延长、肾间质病理损害程度加重而增加,Erbin表达与TGF-β1表达呈正相关(r=0.871,P<0.01)。
肾间质纤维化具体机制目前尚不清楚,主要表现为细胞外基质大量积聚和间质肌成纤维细胞增生。目前,已有研究证实,肾间质肌成纤维细胞大部分是由肾小管上皮细胞转分化(epithelial-to-mesenchymal transition,EMT)而来[4]。目前发现肾间质纤维化与TGF-β1、肝细胞生长因子、肾组织局部肾素-血管紧张素系统、蛋白尿、核因子-κB等有关[5],而EMT在肾间质纤维化过程中可能具有关键性作用。
Erbin是富含亮氨酸重复序列(leucine-rich repeat,LRR)及(PDZ-containing protein,PDZ)结构域蛋白的LAP家族的新成员,Erbin包含16个LRR及1个PDZ结构域,Erbin主要分布于大脑、心脏、肌肉、肾脏等组织中,参与上皮细胞的黏附过程,Erbin在细胞极性形成与维持细胞黏附中具有重要作用[6]。上皮细胞黏附及细胞极性的破坏是EMT的重要环节[4];有研究证明,Erbin在肾脏纤维化中具有保护作用[7],但其具体机制尚不明确。
本研究采用大鼠UUO模型,观察肾间质病变及Erbin表达的变化。结果显示,UUO模型组于术后3 d既出现Erbin表达增高(图1),并持续高表达;TGF-β1、Erbin表达随时间延长、肾间质病理损害程度加重而增加,Erbin表达与TGF-β1表达呈正相关(r=0.871,P<0.01)。与程红新等[8]研究结果一致,分析其原因可能是UUO模型建立后随着炎性反应加强,炎症介质的释放,TGF-β1表达开始增加,TGF-β1可能通过活化smad2/3信号通路促进EMT的发生[9],从而加重病理损害,导致肾间质纤维化的发生;近年来,有研究已证实,肾切除5/6建立的肾纤维化模型的肾组织中 Erbin表达明显增高,在TGF-β1刺激的NRK52E细胞中Erbin mRNA及蛋白水平均增高[10],本研究结果也证实了这一点;有研究表明,Erbin可结合Smard3和Smard2,阻止Smards复合物入核,进而拮抗TGF-β1的致纤维化作用[11]。提示高表达Erbin在肾纤维化中具有保护作用,本研究用1,25-(OH)2D3干预UUO后TGF-β1表达低于UUO模型组,差异有统计学意义(P<0.01),而Erbin在术后1 d无明显变化,术后3、14 d大鼠肾组织Erbin表达增加(图1),干预组大鼠肾组织肾小管上皮细胞中Erbin染色面积及强度均增加,提示活性维生素D3可能从蛋白水平使Erbin高表达,进而降低TGF-β1表达,从而抑制了EMT,延缓了肾间质纤维化的发展。
总之,本研究结果表明,活性维生素D3可通过使Erbin高表达,抑制TGF-β1表达,进一步验证了活性维生素D3对肾间质纤维化的作用机制,为慢性肾间质纤维的治疗提供了新的方向。
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Effect of 1,25-(OH)2D3on Erbin expression in unilateral ureteral obstruction rat model
Zhang Guoruil,Lin Zhifengl,Yang Xiaopingl△,Zhao Jin2,Tao Lin2(l.Department of Nephrology,First Affiliated Hospital;2.Department of Pathology,Medical College of Shihezi University,Shihezi,Xinjiang 832008,China)
ObjectiveTo investigate the effect of activated vitamin D3-1,25-(OH)2D3on the Erbin expression in uni lateral ureteral obstruction(UUO)rat.MethodsNinety-six SD rats were randomly divided into the normal control group,intervention group,sham operation group and UUO model group according to the random number table method,24 cases in each group. The UUO model in the intervention group and the UUO model group was established by freeing and ligating the left ureter at the inferior polar of the left kidney,the left ureter in the sham operation group was only dissociated after lapatotomy,while the intervention group was given activated vitamin D3 0.5μg and peanut oil1 mL by gavage from the beginning of model construction,once daily,for 14 d.Six rates in each group were killed on postoperative 1,3,7,14 d.The immunohistochemical method was used to detect the expression of TGF-β1 and Erbin in each group.ResultsThe expressions of Erbin and TGF-β1 in the UUO model group were significantly higher than those in the normal control group and sham operation group,the differences were statistically significant(P<0.05);the expression of Erbin in the intervention group was significantly higher than that in the model group,while the TGF-β1 expression was significantly lower than that in the model group,the difference was statistically significant(P<0.01). Conclusion1,25-(OH)2D3may increase the Erbin expression in renal tissue of UUO rat,inhibits the TGF-β1 expression and alleviates renal interstitial fibrosis.
Vitamin D;Glomerulosclerosis,focal segmental;Transforming growth factor beta1;Erbin
10.3969/j.issn.1009-5519.2016.17.010
A
1009-5519(2016)17-2650-02
张国锐(1985-),硕士研究生,主治医师,主要从事肾小球疾病发病机制的研究。△
,E-mail:sbkyxp@163.com。
2016-04-27)