纳米细菌肾结石模型血、尿生化的动态观测

郝志强 王勤章 钱成

摘要：目的  構建纳米细菌Wistar雄性大鼠肾结石模型，动态监测血、尿生化各项指标，旨在为进一步研究纳米细菌在肾结石发生发展过程中所起的作用，提供数据支持，进而为肾结石病因学的下一步探索提供新思路。方法  将60只大鼠随机分为纳米细菌组和空白对照组，每组30只。纳米细菌组给予尾静脉注射1.2 ml NB悬液，空白对照组给予尾静脉注射1.2 ml生理盐水，实验周期为10周，每周每组各处死大鼠3只，处死前采集大鼠血、尿标本，供生化分析，并取两侧鲜活肾脏标本，用于病理结晶情况检测及计算肾体比。结果  自第8周开始，纳米细菌组肾体比值大于空白对照组，差异有统计学意义（P<0.05）。截至第10周末，纳米细菌组大鼠肾脏晶体阳性11只，空白对照组均为阴性，纳米细菌组大鼠肾脏晶体阳性率高于空白对照组，差异有统计学意义（P<0.05）。与空白对照组相比，纳米细菌组第4～8周血肌酐、第3～8周血尿酸、第3～9周尿素氮及尿钙水平均升高，第8周纳米细菌组尿pH高于空白对照组差，第6～7周纳米细菌组血钙高于空白对照组，差异均有统计学意义（P<0.05）。结论  肾体比、结晶阳性率、血肌酐、血尿酸、血尿素、尿钙等重要指标的有效升高，均显示纳米细菌Wistar雄性大鼠肾结石实验模型的成功制备，这为进一步揭示NB在结石形成过程中所起的作用以及后续对肾结石病因学的进一步研究提供了良好的实验基础与数据支持。

关键词：肾结石;纳米细菌;血、尿生化;肾功;大鼠肾结石模型

中图分类号：R692.4;R322                             文献标识码：A                             DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2019.11.017

文章编号：1006-1959（2019）11-0058-06

Abstract：Objective  To construct a kidney model of nano-bacteria Wistar male rats， and to dynamically monitor blood and urine biochemical indicators， in order to further study the role of nanobacteria in the development of kidney stones， provide data support， and then the etiology of kidney stones. The next step is to explore new ideas. Methods  60 rats were randomly divided into a nanobacteria group and a blank control group， with 30 rats in each group. The nanobacterial group was given a 1.2 ml suspension of NB in the tail vein， and the blank control group was given a 1.2 ml saline solution in the tail vein. The experimental period was 10 weeks. Three rats died in each group per week. Blood and urine were collected before sacrifice. Specimens for biochemical analysis， and take fresh kidney specimens on both sides for pathological crystallization and calculation of renal to body ratio. Results  Since the 8th week， the renal body ratio of the nanobacterial group was larger than that of the blank control group，the difference was statistically significant （P<0.05）. By the end of the 10th week， there were 11 kidney crystals in the nano-bacterial group， and the blank control group was negative. The positive rate of renal crystal in the nano-bacterial group was higher than that in the blank control group，the difference was statistically significant （P<0.05）.Compared with the blank control group， the serum creatinine of the nanobacterial group was 4 to 8 weeks.At the 3rd to 8th week， blood uric acid and urea nitrogen and urinary calcium increased at the 3rd to 9th week. At the 8th week， the urine pH of the nanobacterial group was lower than that of the blank control group. The blood calcium level of the nanobacterial group was higher than that of the 6th to 7th week. The blank control group had significant differences （P<0.05）. Conclusion  The effective increase of renal body ratio， crystallization rate， serum creatinine， blood uric acid， blood urea， urinary calcium and other important indicators have shown the successful preparation of the experimental model of kidney calculus in nano-bacteria Wistar male rats， which further reveals NB. The role played by the formation of stones and the subsequent further study of the etiology of kidney stones provide a good experimental basis and data support.

Key words：Kidney stones;Nanobacteria;Blood，urine biochemistry;Kidney function;Rat kidney stone model

肾结石（kidney stones）是泌尿系结石的主要组成部分，是泌尿外科临床诊疗中的常见病与多发病，肾结石病因复杂，涉及环境、饮食、代谢以及遗传易感性等诸多方面。纳米细菌（nanobacteria，NB）是芬兰科学家Ciftcioglu N等[1]在哺乳动物细胞培养时发现的一种具有细胞毒作用且具有生物被膜的生物，随着对纳米细菌各项生物学特性的不断了解，人们发现NB在泌尿系结石的发生发展过程中扮演着重要角色，NB所特有的生物矿化功能[2-6]在临床许多钙化性疾病中都得到了有效验证，NB作为钙化的核心[7-11]，并进一步促进了钙化的发展。本研究立足于纳米细菌Wistar雄性大鼠肾结石模型的建立之上，对其血、尿生化进行动态记录分析，旨在为肾结石病因学的进一步研究，提供新的思路。

1材料与方法

1.1实验动物  选取6周龄左右，体重（200±20） g，Wistar雄性大鼠60只，实验动物均是来源于新疆医科大学实验动物中心的SPF级[合格证号SCXK（新）2013-0001;新医动字SYXK（新）2010-0003]雄性大鼠，福利伦理审查证号：[2016]院伦审动实字（001）号（NO）A2016-001。将60只大鼠按随机数字表法分为纳米细菌组（NB组）和空白对照组（NC组）各30只，两组大鼠均先于新疆地方与民族高发病教育部重点实验室适应性饲养1周，标准饲料喂养，饲料购自石河子大学实验动物中心。

1.2实验仪器与试剂  仪器：电子天平（江苏常熟市大量仪器有限责任公司，LT1000B）、全自动生化分析仪（德国罗氏，Modual DPP）、多功能光学显微镜及图像采集系统（日本Olympus，BX40）、透射电镜（日本JEOL，JEOL-1230 Electronics）。试剂：纳米细菌悬浊液（自制）、0.9%生理盐水、苏木素染液（石河子大学医学院病理科赠）、伊红染液（石河子大学医学院病理科赠）、10%中性福尔马林（石河子大学医学院病理科赠）。

1.3模型建立及标本采集  纳米细菌组给予尾静脉注射1.2 ml NB悬液，空白对照组给予尾静脉注射1.2 ml 0.9%生理盐水，实验周期为10周，每周每组各处死大鼠3只。记录各组连续10周内饮食饮水、行为活动等情况，并实时测量记录其体重变化。

1.4观察指标

1.4.1 病理切片  处死前采集大鼠血、尿标本，供生化分析，并取两侧鲜活肾脏标本，供病理结晶情况检测、计算肾体比。肾体比=（肾脏重量/体重×100%）。肉眼观察肾脏的颜色及其大小改变。将标本制成石蜡病理切片，常规HE染色，在光学显微镜下观察结晶的形成情况，按文献提供的肾脏结晶分级（0～Ⅳ级）判定标准进行统计[12]。

1.4.2生化指标  使用全自动生化分析仪检测肌酐，尿素，尿酸，尿钙，血钙，血镁，血磷等生化指标，进行分析。

1.5统计学方法  实验所得数据使用SPSS 22.0统计学软件进行分析，计量资料数据用（x±s）表示，组间分析采用方差分析，组间比较采用t检验，组内比较采用SNK-q检验，显著性水准α=0.05，P<0.05显示差异有统计学意义。

2结果

2.1大鼠一般情况观察  第1～2周，两组大鼠表现无异，饮食饮水均正常，安静温顺;第3～8周时，空白对照组大鼠进食良好、性情温顺，与前无异，纳米细菌组大鼠逐渐变得烦躁不安、活动度明显升高;至第9～10周，空白对照组仍然无明显改变，纳米细菌组表现为食欲减低，活动减少，精神倦怠。

2.2大鼠肾脏标本肉眼观  动态观察10周大鼠肾脏标本，肉眼可見空白对照组大鼠肾脏表面光滑，剖面呈现暗红色，皮髓结构清晰，未见明显斑点颗粒;纳米细菌组从第4周开始，部分肾脏较空白对照组略有增大，剖面呈红褐色，髓质呈浅红色，皮髓结构清晰，肾盏及肾孟良好;第6周以后纳米细菌组部分肾脏皮髓结构尚清晰，但有少量散在淡黄色颗粒沉积在肾组织中，触之有沙砾感。肉眼观，空白对照组无异常，纳米细菌组可见黄色颗粒自肾盂向周围，呈点状分布。自第8周开始，纳米细菌组肾体比值大于空白对照组，差异有统计学意义（P<0.05），见表1。

2.3大鼠肾脏标本解剖显微镜观察  解剖显微镜下可见，空白对照组大鼠肾脏内无晶体沉积，未见明显病理改变。纳米细菌组大鼠自第4周起，其肾脏病理切片可见灰白色晶体（见图1）。10周计数，纳米细菌组大鼠肾脏晶体阳性11只（阳性率52.38%），空白对照组均为阴性，见表2;截至第10周末，纳米细菌组大鼠肾脏晶体阳性率高于空白对照组，差异有统计学意义（P<0.05）。因为纳米细菌组大鼠在第4周开始成石，而前4周已处死的大鼠也存在成石的可能，所以在计算成石率时将前几周已处死的大鼠排除在大鼠总计数之外。

2.4两组血液生化比较  第1～8周，纳米细菌组大鼠肌酐、尿酸、尿素均有不同程度的升高，第9～10周略有下降（见图2）。纳米细菌组与空白对照组比较，第6～7周血钙、第4～8周肌酐、第3～8周尿酸、第3～9周尿素，差异均具有统计学意义（P<0.05），见表3;其余各周水平比较，差异无统计学意义（P>0.05）。纳米细菌组血磷与血镁与空白对照组比较，差异无统计学意义（P>0.05）。

2.5两组大鼠尿液生化比较  两组均可见第1～8周尿钙水平有所提高，第9～10周，尿钙稍下降（见图3）。经检验，纳米细菌组与空白对照组比较，第3～9周尿钙与第8周尿pH值比较，差异均具有统计学意义（P<0.05），见表4，其余各周比较，差异无统计学意义（P>0.05）。24h尿量与尿比重分别比较，差异无统计学意义（P>0.05）。

3讨论

生化检测可反映机体诸多情况，血肌酐、血尿酸、血尿素等是检查肾脏功能的重要指标，其测量值的改变直接反应机体肾脏功能的变化，本研究通过建立纳米细菌Wistar雄性大鼠肾结石模型，对造模组与空白对照组分别进行干预，采集其血、尿标本进行动态监测分析，旨在为肾结石病因学的研究提供实验支持。

本研究显示，自第8周开始，纳米细菌组肾体比值高于空白对照组，差异有统计学意义（P<0.05）;10周计数，纳米细菌组大鼠肾脏晶体阳性11只（阳性率52.38%），空白对照组均为阴性，纳米细菌组大鼠肾脏晶体阳性率高于空白对照组，差异有统计学意义（P<0.05）;纳米细菌对大鼠肾脏形成损伤，最终导致肾结石的发生，继而影响大鼠的性情及行为活动。

肾小管细胞损伤学说是肾结石发病机制的主要学说之一，肾小管细胞的损伤增加了结晶粘附和停滞的机率，促进了结石的形成[14，15]。国内外众多学者通过[10]辛文虎，明星.肾小管上皮细胞损伤与草酸钙肾结石形成機制的研究进展[J].国际泌尿系统杂志，2013，33（4）：539-542..

[11]粟宏伟，朱永生，邓清富，等.上尿路结石患者血清、尿液、结石中纳米细菌的检测[J].重庆医学，2013（31）：3754-3756.

[12]邓耀良，陶芝伟，王翔.含钙肾结石复发的危险因素及个体化防治策略[J].临床泌尿外科杂志，2018，2（33）：85-88.

[13]Stefano GB，Challenger S，Kream RM.Hyperglycemia-associated alterations in cellular signaling and dysregulated mitochondrial bioenergetics in human metabolic disorders[J].Eur J Nutr，2016，2（2）：1-7.

[14]Nitin Abrol，Arabind Panda，Nitin S.Kekre，et al.Nanobacteria in the pathogenesis of urolithiasis：Myth or reality[J].Indian Journal of Urology Iju Journal of the Urological Society of India，2015，31（1）：3.

[15]van der Eerden BC，Koek WN，Roschger P.Lifelong challenge of calcium homeostasis in male mice lacking TRPV5 leads to changes in bone and calcium metabolism[J].Oncotarget，2016，1（1）：1-9.

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[17]马宏亮，杨彬，张雁钢，等，纳米细菌与感染和相关钙化性疾病研究进展[J].山西医科大学学报，2017，48（9）：963-965.

收稿日期：2018-12-2;修回日期：2019-2-25

编辑/肖婷婷