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编号:10858842
兔肾生长刺激物质治疗急性肾功能衰竭
http://www.100md.com 《第四军医大学学报》 2001年第19期
     关键词: 肾衰竭;生长因子;移植;纯化

    摘 要:目的 从大白兔胎肾细胞内提取、部分纯化治疗急性肾功能衰竭(ARF)的有效物质,为胎肾细胞移植提供实验依据. 方法 制备胎肾内生长刺激物质,经过盐析、透析、液相色谱分离提取、部分纯化,进行动物实验, 3 H-TdR参入测定其Bq. 结果 胎肾细胞移植治疗ARF的有效成分是M

    r 28000耐热的蛋白质.700g·L-1 以上的硫酸胺能沉淀其活性成分,离子交换色谱Ⅳ,Ⅴ峰为活性峰,凝胶过滤色谱Ⅰ,Ⅱ峰为活性峰. 结论 胎肾细胞移植治疗ARF的有效成分是Mr 28000耐热的具有活性的细胞因子,这种因子可能仅存在于胎肾内或只有胎肾内含量最高.

    Effect of renal growth stimulant acute renal failure in rabbits

    LIU Fan,ZHANG Yun-Tao ,LIU Rong-Fu ,GUO Li-An ,WANG Yong ,CHENG Guang-Dong,YIN Jun-An

    1 Department of Urology Surgery,Tangdu Hospital,Fourth Military Medical University,Xi'an710038,China,2 Department of Central Laboratory,Faculty of Preclinical Medicine,Fourth Military Medical University

    Keywords:renal failure;growth factor;transplantation;pu-rification

    Abstract:AIM To extract and purify effective substance in foetus renal cell from large white rabbit,which could be ef-fective to acute renal failure(ARF).METHODS Growth stimulant on foetus renal cell was drawn and purified by salt-ing out method,dialysis and liquid chromatography(LC).

    Activity was determined by animal experiment.Bq value was determined by 3 H-TdR incorporation.RESULTS The avail-able composition which could be effective to ARF in foetus renal cell was an thermostabile protein whose molecular weight was M r 28000.The active mass were precipitated in700g·L-1 ammonium sulfate.The active peaks were peakⅣ,Ⅴin ion-exchange chromatography and peakⅠ,Ⅱin gel filtration chromatography.CONCLUSION The available composition which could be effective to ARF in foetus renal cell is an active thermostabile cellular factor which could be only or mostly existent in foetus renal cell.

     0 引言

    对胎肾细胞内治疗急性肾功能衰竭(ARF)的有效成分进行提取、部分纯化并对其生物学效应进行测定.

    1 材料和方法

    1.1 胎肾细胞内肾生长刺激物质的制备

    参照肝生长刺激物质的制备[1] .用纯系大白兔孕兔,孕期28~30d在无菌手术下去出胎兔4~8只.将胎兔肾去包膜、剪碎加入D-hanks液50mL,匀浆后加热95℃15min,离心45000g×20min,取上清液加入6倍体积400mL·L -1 4℃冷乙醇,搅拌2h,再次离心27000g×20min,沉淀物加双蒸馏水充分溶解,离心,取上清液微孔滤膜过滤.

    1.2 盐析

    取95℃组样品4份,分别加入等量生理盐水,搅匀,逐滴加入饱和硫酸胺,使其终浓度分别为300,500,700和1000g·L -1 ,5h后经离心12000g×20min(4℃),沉淀物用PBS溶解.

    1.3 透析

    透析袋宽2.8cm,长20cm,截流M r 8000~10000,分别将上述4组盐析液装入袋,PBS液中透析12h.

    1.4 液相色谱分离

    1.4.1 离子交换色谱

    95℃组样品经DEAE Sepharose CL-6B分离色谱在0.3~0.5mol·L-1 NaCl浓度梯度中收集各洗脱峰.

    1.4.2 凝胶过滤色谱

    95℃组样品加入Sephadex凝胶柱,柱长60cm,直径1.6cm.G-75,25℃,纸速1cm/10min,流量0.7mL/min.Sephadex G-75分离色谱,收集各洗脱峰.将上述各洗脱峰冻干浓缩,除盐后恢复原样品体积,测活性.

    1.5 SDS┐PAGE鉴定相对分子质量

    样品及标准蛋白浓度用SDS-PAGE样品缓冲液稀释为1g·L-1 ,在水浴中煮沸3min后上样电泳,凝胶染色,根据蛋白质M r 的对数与Rm值成线性关系,用标准M r 蛋白质的Rm值作横坐标,标准蛋白质M r 的对数为纵坐标,在半对数纸上作M r 标准曲线,根据计算出的样品Rm值在标准曲线上查相应的样品蛋白质M r .

    1.6 胎肾细胞内肾生长刺激物的活性测定

    纯系大白兔96只,治疗组、对照组各48只,用1g·L-1 Hg-Cl2 (二氯化汞)5mg·kg -1 ,从前肢im每日1次,连续2d.分别在中毒后48,72和120h抽取静脉血测BUN,Cr,检查尿常规,治疗组在中毒后48h,分别从静脉注入4组不同洗脱峰的收集液,对照组注入等量生理盐水.中毒后120h,局麻下行双肾切除,做病理检查.两侧肾脏各取一小块肾组织做成细胞悬液,调整细胞数在1×10 5 ,台盼蓝染色活细胞在98%以上,每毫升加入3 H-TdR370kBq,用24孔板和96孔板、每个标本取3份放在37℃恒温箱内培养18h,测定3 H-TdR参入量以每秒一次核衰变(Bq)表示.所得材料用χ2 和t检验处理.

     2 结果

    2.1 硫酸胺沉淀

    95℃胎肾组织液经300,500,700和1000g·L-1 的硫酸胺沉淀,其Bq(x ±s)分别为91±10,119±11,180±19,225±20,95%胎肾组织液为246±20,空白对照组为66±10.95℃胎肾细胞内活性成分不被300g·L-1 硫酸胺沉淀,500g·L-1 的硫酸胺只能沉淀很少活性成分,此浓度不宜用于胎肾内生长刺激物质的提纯.

    2.2 液相色谱分离

    2.2.1 离子交换色谱

    95℃胎肾内生长刺激物质经DEAE Sepharose CL-6B分离色谱,分别在60,120,180,240和280min,在0.3~0.5mol·L-1 NaCl浓度梯度中洗脱出5个峰型,分别做动物实验测定活性.结果表明:Ⅳ和Ⅴ峰为活性峰.该步提纯使蛋白含量较95℃胎肾内生长刺激物质降低了约21倍,而特异性活性提高了4.2倍(Tab1).表1 胎肾内生长刺激物质部分纯化及特异活性(略)

    2.2.2 凝胶过滤色谱

    95℃胎肾内生长刺激物质经sephadex G-75分离色谱图,在40,120,180和280 min,分出4个主要组分,分别做动物实验测定活性. 在中毒48h,4个不同组分实验组及对照组BUN,Cr均明显升高,BUN在18.7~21.6mmol·L-1 ;Cr在632~704μmol·L-1 ,尿蛋白均为 .中毒后动物呆滞、发热、不进食.用4个组分收集物治疗.在中毒后120h(治疗后48h):Ⅰ峰治疗组平均BUN10.8mmol·L-1 ,Cr207μmol·L-1 .尿蛋白+,病理检查的10例中,肾小管重度坏死、钙化1例、中度4例、轻度3例、正常2例,3 H-TdR参入Bq96.17±9.06;II峰治疗组BUN5.6mmol·L-1 ,Cr132μmol·L-1 ,尿蛋白±,肾小管中度坏死、钙化3例、轻度3例、正常4例,Bq108±10;Ⅲ峰治疗组BUN17.9mmol·L-1 ,Cr482μmol·L-1 ,尿蛋白,肾小管重度坏死、钙化2例、中度5例、轻度1例、正常2例,Bq44±3;Ⅳ峰治疗组BUN18.2mmol·L-1 ,Cr632μmol·L-1 ,尿蛋白+,肾小管重度坏死、钙化4例、中度3例、轻度3例,Bq45±4;对照组BUN18.8mmol·L-1 ,Cr598μmol·L-1 ,尿蛋白+,肾小管重度坏死、钙化5例、中度3例、轻度2例,Bq35±3.

    2.3 SDS┐PAGE鉴定相对分子质量

    离子交换色谱和凝胶过滤色谱所提取的有效活性物质,M r 28000.以上的实验结果表明:胎肾细胞移植治疗ARF的有效成分是一种耐热的蛋白质或多肽物质,在700g·L-1 以上的硫酸胺沉淀其活性成分:凝胶过滤色谱Ⅰ,Ⅱ为活性峰:特别是Ⅱ活性峰,用此治疗ARF可使动物一般情况好转,血BUN,Cr恢复快,尿常规好转,病理检查肾小管坏死、钙化程度轻,3 H-TdR Bq值明显高于对照组,两组间差异显著(P<0.01),而其他峰治疗组与对照组无明显差异.

     3 讨论

    胎肾细胞移植治疗ARF有明显作用已被证实[2] .本实验在此基础上从大白兔胎兔肾细胞破碎液中提取,部分纯化此种物质,进行生物学效应测定,结果表明:胎肾细胞移植治疗ARF的有效成分是一种Mr 为28000的蛋白质,离子交换色谱和凝胶过滤色谱分离出的活性物质Mr 均约为28000,很可能是同一物质,可能是一种新的细胞生长因子,应用此种提取、纯化物质治疗ARF,可使实验动物血BUN,Cr明显低于对照组、肾功能恢复快,病理切片检查肾小管坏死、钙化程度轻,有双核细胞及染色质增殖,与对照组差异有显著性,3 H-TdR参入Bq值高于对照组、细胞DNA合成增加、有再生现象.有人用凝胶过滤法[3] ,提取肾生长因子、认为它是一种Mr 17000~22000蛋白质.这与本研究M r 28000有所不同,可能与应用的动物种类不同有关、生长因子具有一定的异质性,提取和测定的方法不同,以及这种生长刺激物可能有多种复合物形式存在等.使它有许多不同的存在形成、或许这种细胞因子只存在于胎肾细胞内.胎肾细胞内的生长刺激物质治疗ARF的机制有待进一步研究,本实验为今后研究此机制奠定了一定的基础.

    急性肾功能衰竭,损害的是肾小管上皮细胞、有人发现在中毒和缺血性肾损伤中,内皮和小管上皮细胞轻、中度损伤时的特征是上皮细胞的支架功能,极性、溶质、运输、细胞容积调节和屏障功能的改变,但不发生坏死、其生化异常是细胞中ATP浓度降低和游离钙增加,细胞支架改变,反应性氧核素的产生和蛋白质合成减少[4] .长时间肾缺血或暴露于肾毒素中,可引起急性肾小管坏死(ATN)5] .HgCl2 造成的ARF主要损伤近曲小管,使上皮细胞内巯基酶失活,细胞发生凝固性坏死,肾小管发生坏死、钙化[6] .应用胎肾细胞内生长刺激物质治疗,可使其肾功能恢复快,肾小管坏死,钙化轻,有效地治疗和预防ARF的发展.是一种治疗ARF的有效生长因子.有人在研究血小板源性生长因子(PDGF)时认为,PDGF和受体结合后,激活细胞内增殖、分裂、合成信号,从而启动细胞的有丝分裂和蛋白质合成[7] .

    多数生长因子产生于肾组织,并参与自分泌或旁分泌过程,这些多肽信使在ATN修复中起重要作用,在损伤后短时间内,他们刺激近曲小管和Henle's环粗升支上皮细胞(G0期)开始DNA合成,并进行有丝分裂,生长因子与细胞表面的特殊受体结合,通过细胞的多种途径起作用,促进生长信号,使细胞进入新的周期(G1),信号传递通过级联生化活动能激发DNA合成.这种突发的DNA合成是所有肾中毒 或缺血性损伤的典型变化,仅仅在速度上和程度上有所不同.增生修复过程取决于生长因子的化学激活和细胞素的产生[8] .

    ARF发病机制复杂,病情严重、死亡率高,患者的预后、取决于细胞坏死程度和残存肾小管上皮细胞的再生功能,增殖与分化是组织修复过程中所必须的最重要的细胞生物活动之一,增殖需经过细胞的有丝分裂实现.大多数生长因子成为修复细胞的有丝分裂源[9] .有关ARF的分子和细胞现象、肾细胞的生长、分化的现代概念,使我们有希望采用细胞等治疗法治疗肾脏疾病[10] .

     参考文献:

    [1]Xie M,Gu F,Wang YN,Jia KM.Hepatic stimulatory sub-stance(HSS)from the livers of new-born calf and rats [J].Jiefangjun Yixue Zazhi(Med J Chin PLA),1990;16(4):248-250.

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    [7]Si YF,Hui YN,Han QH,Du HJ.Effects of platelet-derived growth factor on proliferation and migration of human retinal pigment epithelium cells in vitro [J].Di-si Junyi DaxueXuebao(J Fourth Mil Med Univ),2001;22(15):1405-1408.

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    [9]Hu DH,Chen B,Tang CW,Su YJ,Hui HX,Yan XJ,Jia CY,Xu MD.Construction of eukaryotic expression plasmid for hu-man basic fibroblast growth factor gene [J].Di-si Junyi Daxue Xuebao(J Fourth Mil Med Univ),1999;20(5):399-403.

    [10]Schena FP.Role of growth factors in acute renal failure [J].Kidney Int,1998;53:11-15.

    作者简介: 刘 凡(1952-),男(汉族),陕西省吴旗县人.主任医师,副主任.Tel.(029)3577728

    (1 第四军医大学唐都医院泌尿外科,陕西西安710038,2 第四军医大学基础部中心实验室)

    编辑 王小仲

    收稿日期:2001-02-11, 百拇医药(刘凡 ,张运涛 ,刘荣福 ,郭立安 ,汪勇 ,程广东,殷金安)