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编号:10504205
依那普利对大鼠残肾细胞外基质蓄积的作用观察
http://www.100md.com 《中国危重病急救医学》 2000年第4期
     阳晓 魏毅 叶任高 张进华 刘晓文

    摘 要:目的:探讨依那普利延缓肾小球硬化的有效性。方法:运用免疫组化方法观察依那普利对5/6肾切除大鼠残肾模型早、中期细胞外基质(ECM)蓄积及其部分调控机制的影响。结果:残肾模型术后1周开始给予依那普利,术后5周大鼠尿蛋白显著降低〔(2.01±0.13)g/24 h比(3.10±0.17)g/24 h〕;病理结果示ECM多种成分的蓄积显著减少,肾小球硬化减轻(硬化指数SI为1.67±0.76比2.00±0.75, P<0.05)。肾小球内细胞数〔(72.28±13.70)个/肾小球横截面比(81.16±16.62)个/肾小球横截面〕及增殖细胞核抗原(PCNA)阳性细胞数〔(6.76±2.72)个/肾小球横截面比(8.16±2.78)个/肾小球横截面〕均显著减少(P均<0.01)。结论:依那普利能延缓肾小球硬化,减少残肾ECM蓄积可能是其作用机制之一。

    关键词:依那普利 细胞外基质 肾小球硬化
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    细胞外基质(extracellular matrix,ECM)在肾小球内进行性蓄积是肾小球硬化的病理特征之一。本研究通过观察依那普利对5/6肾切除大鼠残肾模型早、中期ECM蓄积及其部分调控机制的影响,探讨其延缓肾小球硬化的有效性和作用环节。

    1 材料与方法

    1.1 动物:SD雄性大鼠,体重160~200 g,购自第一军医大学动物所。

    1.2 受试药物:依那普利为默沙东(澳大利亚)公司美国默克公司分部生产,每片10 mg,临用前用蒸馏水配制成0.4 g/L药液。

    1.3 造模及分组:大鼠随机分为假手术组、模型组和依那普利组。各组自由饮水,饲以标准蛋白饲料。除假手术组外,其余各组行5/6肾切除进行制模,即用戊巴比妥钠25 mg/kg腹腔注射将大鼠麻醉,分离左肾,行上下极肾切除,明胶海绵压迫止血,1周后切除右肾。术后1周根据尿蛋白含量及体重将动物随机分组,各组施以相应的受试因素:假手术组(n=6)及模型组(n=6)给予蒸馏水10 ml/kg,依那普利组(n=6)给予依那普利5 mg/kg。各组动物每日灌胃1次,连续4周,4周末用代谢笼收集24小时尿液,测量尿量,留取尿样测尿蛋白;腹主动脉取血测尿素氮(BUN)、肌酐(SCr);取肾标本作光镜及免疫组化检测。
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    1.4 指标检测:

    1.4.1 生化指标:BUN测定用脲酶Berthelot比色法(试剂盒由卫生部上海生物制品研究所生产);肌酐测定用Jaffe氏反应法(试剂盒由宁波市临床检验中心监制);尿蛋白测定用三氯醋酸比浊法(三氯醋酸由广州医药站监制,批号850901)。测试仪器为752紫外分光光度计(上海第三分析仪器厂)。

    1.4.2 肾组织形态学检测:用于光镜及免疫组化的肾组织标本用10%中性甲醛固定,石蜡包埋,3 μm切片作HE和PAS染色,计数每一肾小球横截面细胞核总数(细胞核数少于50的肾小球删除〔1〕);按文献〔1〕报道半定量计分法测量肾小球硬化指数,每只动物计数25个肾小球,取平均值。

    1.4.3 免疫组化染色:试剂:一抗有兔抗大鼠Ⅰ型胶原(博士德公司产品),既用型;小鼠抗大鼠Ⅳ型胶原(DAKO公司产品),工作浓度1∶100;兔抗大鼠层粘连蛋白(Sigma公司产品),既用型;小鼠抗大鼠增殖细胞核抗原(PCNA,ZYMED公司产品),既用型。二抗有生物素化山羊抗小鼠、山羊抗兔IgG(博士德公司产品),工作浓度为1∶100。SABC试剂盒(博士德公司产品)。
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    方法:4 μm石蜡切片,常规脱蜡至水,蒸馏水新鲜配制3%H2O2以灭活内源性酶;修复抗原;滴加1∶50正常山羊血清封闭液,室温20分钟;滴加适当稀释的一抗,室温1~2小时或4 ℃过夜,磷酸盐缓冲生理盐水(PBS)冲洗;滴加1∶100生物素化山羊抗小鼠IgG(或其它与一抗对应的二抗),室温30分钟,PBS冲洗;滴加试剂1∶100 SABC,室温30分钟,PBS冲洗;DAB显色,镜下控制反应时间,水洗;苏木素轻度复染、脱水、透明、封片、显微镜下观察。阴性对照组以正常兔IgG及PBS代替一抗。每组取3只动物,每张切片至少观察25个肾小球,PCNA阳性细胞采用直接计数法,其余各指标按文献〔1〕报道半定量计分:0:肾小球染色无定位性增加;1+:1%~25%肾小球血管袢呈局灶增强的染色;2+:25%~50%肾小球血管袢呈局灶增强的染色;3+:50%~70%肾小球血管袢呈局灶增强的染色;4+:>75%肾小球血管袢呈强染色。
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    1.5 统计学方法:计量资料采用方差分析,对不满足参数统计条件的资料比较用秩和检验,连续变量作相关分析,全部统计采用SPSS统计软件完成。

    2 结 果

    2.1 制模后5周血BUN、SCr、尿蛋白含量变化见表1。结果示模型组和依那普利组BUN、SCr均显著高于假手术组(P<0.05或P<0.01);依那普利组与模型组上述指标比较差异无显著性(P均>0.05);模型组和依那普利组尿蛋白均极显著高于假手术组(P均<0.01),依那普利组尿蛋白则极显著低于模型组(P<0.01)。

    表1 3组大鼠制模后5周血BUN、SCr和尿蛋白含量比较(X±s)

    组别

    动物数(只)

    BUN(mmol/L)
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    SCr(μmol/L)

    尿蛋白(g/24h)

    假手术组

    6

    7.42±1.35

    65.71±13.29

    0.14±0.02

    模型组

    6

    16.61±3.55**

    93.11± 9.68**
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    3.10±0.17**

    依那普利组

    6

    14.07±1.17**

    88.11±6.17*

    2.01±0.13**△△

    注:与假手术组比较:*P<0.05,**P<0.01;与模型组比较:△△P<0.01

    2.2 肾脏病理改变:光镜下,假手术组大鼠肾小球血管壁正常,系膜细胞无增生,间质无明显炎症细胞浸润(图1)。模型组则可见包氏囊扩张,肾小球血管袢狭窄、闭塞,管壁增厚,细胞大量增生,基质增多,系膜区增宽,间质炎症细胞浸润,近曲小管浊肿,有大量管型(图2)。依那普利组肾小球毛细血管袢充血较显著,部分管袢增厚,管腔变窄,系膜区增宽,间质炎症细胞浸润较少,管型多(图3);表2示肾小球硬化指数在制模各组均显著高于假手术组(P均<0.01),依那普利组则显著低于模型组(P<0.05)。t20001.gif (5133 字节)
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    图1 假手术组肾病理改变(PAS×200)t20002.gif (5554 字节)

    图2 模型组肾病理改变(PAS×200)t20003.gif (4816 字节)

    图3 依那普利组肾病理改变(PAS×200)

    表2 3组大鼠肾小球硬化指数及ECM成分比较(X±s)

    组别

    动物数(只)

    肾小球硬化指数
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    Ⅰ型胶原(分)

    Ⅳ型胶原(分)

    层粘连蛋白(分)

    假手术组

    6

    0.12±0.32

    0.08±0.27

    1.33±0.45

    1.29±0.46

    模型组

    6

    2.00±0.75**
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    0.64±0.53**

    2.61±0.59**

    2.64±0.56**

    依那普利组

    6

    1.67±0.76**△

    0.43±0.49**△

    2.37±0.49**△

    2.13±0.64**△△

    注:与假手术组比较:**P<0.01;与模型组比较:P<0.05,△△P<0.01
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    2.3 肾小球ECM半定量分析:假手术组中,Ⅰ型胶原主要在肾间质和血管壁表达,肾小球内一般无表达或极少量表达(0~1级,图4),造模后各组动物肾小球内均有少量Ⅰ型胶原表达(图5、6),主要出现在系膜区,从表2半定量结果可见,与假手术组比较均有极显著差异(P均<0.01);而依那普利组显著低于模型组 (P<0.05);层粘连蛋白与Ⅳ型胶原正常在肾小管基底膜、肾小球内毛细血管基底膜表达(1~2级)。制模后,两种胶原在肾小球内表达增加,其染色增加的区域通常与细胞增生区域有关。半定量结果示依那普利组Ⅳ型胶原及层粘连蛋白在肾小球内的表达显著低于模型组(P<0.05和P<0.01,图7~12)。t20004.gif (4534 字节)

    图4 假手术组肾I型胶原结果(×200)t20005.gif (4667 字节)
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    图5 模型组肾I型胶原结果(×200)t20006.gif (4858 字节)

    图6 依那普利组肾I型胶原结果(×200)t20007.gif (4191 字节)

    图7 假手术组肾IV型胶原结果(×200)t20008.gif (5030 字节)

    图8 模型组肾IV型胶原结果(×200)t20009.gif (5301 字节)
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    图9 依那普利组肾IV型胶原结果(×200)t200010.gif (4340 字节)

    图10 假手术组肾层粘连蛋白结果(×200)t200011.gif (4952 字节)

    图11 模型组肾层粘连蛋白结果(×200)t200012.gif (4793 字节)

    图12 依那普利组肾层粘连蛋白结果(×200)

    2.4 肾小球细胞增生定量分析:假手术组肾小球细胞无明显增生,PCNA阳性细胞少见。模型组肾小球细胞数显著增加,同时PCNA阳性细胞数亦显著增加。依那普利组肾小球内细胞总数及PCNA阳性细胞数显著低于模型组(P均<0.01)。肾小球细胞增生与PCNA阳性细胞表达之间呈显著正相关(r=0.379,P<0.01)。
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    表3 3组大鼠肾小球总细胞数和PCNA阳性细胞数比较(X±s)

    组别

    动物数

    (只)

    肾小球总细胞数

    (个/肾小球横截面)

    PCNA阳性细胞数

    (个/肾小球横截面)

    假手术组

    6

    56.03±6.43

    1.83±1.49
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    模型组

    6

    81.16±16.62**

    8.16±2.78**

    依那普利组

    6

    72.28±13.70**△△

    6.76±2.72**△△

    注:与假手术组比较:**P<0.01;与模型组比较:△△P<0.01

    3 讨 论
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    ECM从形态上分为肾小球基底膜、系膜基质和包氏囊基底膜;生化上则由胶原、非胶原糖蛋白和蛋白多糖构成,在维持正常的肾小球形态及功能上起着重要作用〔2〕。在各种慢性进行性肾小球疾病中,系膜基质的改变是导致肾小球硬化的共同途径。蓄积的ECM包括正常肾小球具有的Ⅳ型胶原、层粘连蛋白、纤维连接蛋白等,也含有Ⅰ、Ⅲ型间质胶原型〔3〕。本实验应用免疫组化方法,通过对Ⅰ、Ⅳ型胶原和层粘连蛋白的检测,发现正常大鼠肾小球内含有Ⅳ型胶原和层粘连蛋白;而Ⅰ型胶原主要在肾间质和血管壁表达,在肾小球内不表达。残肾模型术后5周,肾小球内Ⅳ型胶原及层粘连蛋白显著增多,且与肾小球硬化指数呈正相关。同时肾小球内出现Ⅰ型胶原,结果与文献报道〔1〕一致。残肾模型术后1周开始给予依那普利,术后5周尿蛋白显著降低;病理结果示ECM多种成分的蓄积显著减少,肾小球硬化减轻。提示依那普利能减少ECM蓄积,减缓肾小球硬化的发生。

    在进行性肾小球疾病的初起阶段,多数情况下可以发现肾小球内有细胞增殖,随后出现ECM增加。提示ECM增多与细胞增殖有关〔1〕。肾小球系膜细胞、上皮细胞,尤其是系膜细胞在肾小球内ECM聚集中可能起重要作用。培养的系膜细胞能够合成多种ECM成分,包括Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ型胶原,层粘连蛋白及各种糖蛋白等〔4〕。PCNA是一种细胞DNA聚合酶的辅助蛋白,其作用是促进DNA聚合酶链延伸DNA链,且有增强DNA聚合酶活性的作用,它在S期的细胞核中达到高峰,因此可作为判断S期DNA含量及细胞增殖分裂的一个标志〔5〕。Floege等〔1〕报道,在5/6肾切除术后5日,PCNA染色提示细胞开始增生,2周内达高峰,以后逐渐降低但仍然高于对照动物,直至第10周;细胞总数在术后第2周时开始显著增加,之后继续增加;运用双重免疫组化染色结果显示残肾中增生的细胞主要是系膜细胞。本研究资料发现,残肾肾小球细胞显著增多,PCNA阳性细胞也显著增多,ECM蓄积常常与细胞增生区域有关。虽然本实验未行双重免疫组化染色确定增生细胞的类型,但结合国内外报道的结果,提示系膜细胞增生可能是本模型ECM蓄积的主要原因之一。使用依那普利后肾小球内细胞数及PCNA阳性细胞数显著减少,提示减少细胞增生是其减少ECM蓄积、减轻肾小球硬化的作用机制之一。
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    基金项目:广东省中医药局科研基金资助项目(99556)

    作者简介:阳 晓(1961-),女(汉族),湖南株洲人,博士,副教授,副主任医师,现为广州中山医科大学第一附属医院肾脏病研究所博士后。主要从事中西医结合肾脏病研究;获省科技成果二等奖1项,三等奖4项;共发表学术论文28篇。湖南省中西医结合肾病跨世纪学科带头人后备人选。

    阳晓(中山医科大学第一附属医院肾内科卫生部重点实验室,广东 广州 510080)

    叶任高(中山医科大学第一附属医院肾内科卫生部重点实验室,广东 广州 510080)

    魏毅(第一军医大学,广东 广州 510515)

    张进华(第一军医大学,广东 广州 510515)
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    刘晓文(第一军医大学,广东 广州 510515)

    参考文献:

    〔1〕Floege J,Johnson R J,Gordon K,et al.Increased synthesis of extracellular matrix in mesangial proliferative nephritis.Kidney Int,1991,40:477-488.

    〔2〕Floege J,Burns M W,Alpers C E,et al.Glomerular cell proliferation and PDGF expression precede glomerulosclerosis in the remnant kidney model.Kidney Int,1992,41:297-309.

    〔3〕Rosenblum N D.The mesangial matrix in the normal and sclerotic glomerulus. Kidney Int,1994,(Suppl 45):S73-S77.

    〔4〕Ishimura E,Sterzel J,Budde Y,et al.Formation of extracelluar matrix by cultured rat mesangial cells.Am J Pathol,1989,134:843-849.

    〔5〕Prelich G,Tan C K,Kostura R,et al. Functional identity of proliferating cell nuclear antigen and a DNA polymerase:an auxiliany protein.Nature,1987,326: 517-520., 百拇医药