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编号:10221218
碱性成纤维细胞生长因子拮抗庆大霉素肾毒性的形态学研究
http://www.100md.com 《广西医科大学学报》 1999年第3期
     作者:黄巨恩 徐志文 陈纡 梁祖鼎

    单位:黄巨恩 陈纡 梁祖鼎 广西医科大学组胚教研室 南宁 530021;徐志文 第一附属医院耳鼻咽喉科

    关键词:碱性成纤维细胞生长因子;庆大霉素;肾毒性;保护;豚鼠

    广西医科大学学报990304

    摘要 目的:探讨碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)对庆大霉素(GM)肾毒性的保护作用。方法:豚鼠20只,随机分为GM组和GM+bFGF组各10只,GM组按每只80mg/kg.d-1肌注GM17d,停药后继续注射生理盐水6d;GM+bFGF组在肌注GM的同时加肌注2000U/kg.d-1 bFGF 17d,停GM后继续注射bFGF6d。用药前、后称体质量,并做统计学t检验:断头处死动物后取肾皮质做光镜和电镜观察。结果:GM组动物出现急性肾功能衰竭,用药前、后体质量变化有显著性意义(t=4.3463,P<0.05),形态上肾小管上皮细胞明显损害;GM+bFGF组动物无急性肾功能衰竭症状,用药前、后体质量变化无显著性意义(t=0.3893,P>0.05),形态上肾小管上皮细胞基本正常。结论:碱性成纤维细胞生长因子对庆大霉素肾毒性有保护作用。
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    中国图书资料分类法分类号 R329.24

    PROTECTIVE EFFECTS OF BASIC FIBROBLAST GROWTH FACTOR (bFGF) ON NEPHROTOXITY CAUSED BY GENTAMICIN

    Huang Juen,Xu Zhiwen*,Chen Yu,et al

    Dept.of Histology and Embryology,Guangxi Medical University,Nanning 530021

    Abstract Objective:To explore protective effects of bFGF to nephrotoxity caused by Gentamicin (GM).Methods:20guinea pigs were divided randomly into two groups,namely GM group and GM+bFGF group,10animals in each group.Gentamicin was injected to the animals of GM group by muscular route for 17days at a dosage of 80mg/kg.d-1 for each animal.Saline solution was injected for 6days after stopping GM injections.To GM+bFGF group,GM and bFGF (2000U/kg.d-1) were injected muscularly to each animal at same time for 17days.bFGF was used continuously for 6days after stopping GM.All animals were weighed before and after using drugs for statistic analysis.After killing animals,renal cortexes were removed for LM and EM observations.Results:Acute renal failure appeared in GM group and the change of weights before and after using drug was significant (t=4.3463,P<0.05) and obvious damages were seen in renal tubules morphologically.In contrast to GM group,no acute renal failure appeared in GM+bFGF group and the change of weights before and after using drugs was not significant (t=0.3893,P>0.05) and renal tubules were almost normal morphologically.Conclusion:bFGF could provide protective effects on nephrotoxity caused by Gentamicin
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    Key words bFGF;gentamicin;nephrotoxity;protection;guinea pig

    庆大霉素(Gentamicin,GM)是主要作用于革兰氏阴性细菌的氨基甙类抗生素,因抗菌谱广、疗效佳且费用低廉而广泛应用于临床。但由于其血清有效作用浓度与毒性浓度相近,毒性作用发生率高,故不宜长期而大剂量地使用。庆大霉素的主要副作用是肾毒性和耳毒性,即可引起临床上棘手的急性肾功能衰竭和感音神经性聋。本文探讨基因重组碱性成纤维细胞生长因子(basic Fibroblast Growth Factor,bFGF)对庆大霉素肾毒性的拮抗和对肾脏的保护作用,为临床上防治庆大霉素肾毒性提供理论依据。

    1 材料与方法

    1.1 实验药品:庆大霉素(江西制药厂);基因重组碱性成纤维细胞生长因子(暨南大学生物工程研究所);生理盐水。
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    1.2 实验动物及分组处理:实验动物为雌性、雄性豚鼠各10只,共20只(广西医科大学实验动物中心提供),雌、雄各半并随机分为GM组和GM+bFGF组各10只,编号并称体质量,同等条件饲养。GM组动物按每只80mg/kg.d-1肌注庆大霉素17d,停药后继续注射生理盐水6d;GM+bFGF 组在等量注射庆大霉素的同时加肌注2000U/kg.d-1bFGF 17d,停GM后继续注射bFGF 6d,两组动物在处死前称体质量。迅速断头处死动物,剖腹,每只动物两肾随机切取1 mm3的肾皮质4块,戊二醛固定,常规电镜标本制作,透射电镜观察;另取4块肾皮质置 Zenker固定液中,H.E 染色,光镜观察。

    2 结果

    2.1 实验动物的一般情况观察和体质量变化:GM组动物普遍一般情况较差,表现为精神差,双眼无神,不活泼,毛发无光泽,消瘦,其中1只动物于实验第13天死亡,剩下9只体质量明显减轻。GM+bFGF组10只动物均存活,动物精神好,眼有神,毛色光亮,用药前、后体质量变化不大。两组动物用药前、后体质量变化见表1。
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    2.2 光镜观察:GM组18只肾脏中有14只明显损害,占77.78%。明显损害的肾小管上皮尤其是近端小管上皮细胞表现为严重肿胀、胞浆疏松、空泡变性,有些上皮细胞出现脱落、坏死。脱落细胞的染色稍深,细胞核靠近管腔面,可聚集形成细胞管型;坏死细胞的细胞核浓缩,染色深,可崩解为几个小块,甚至整个细胞破溃,有片状坏死的近端小管在结构上显得模糊不清。余下的2只肾脏的近端小管只是上皮细胞肿胀,但无细胞脱落、坏死现象;2只形态正常。GM+bFGF组20个肾脏中,只有4只肾脏的近端小管上皮细胞出现细胞肿胀,但无脱落、坏死,管腔中亦无细胞碎片和细胞管型,其余肾脏形态正常。

    表1 GM组和GM+bFGF组用药前、后的体质量变化 GM组

    GM+bFGF组

    动物

    编号

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    质量(m/g)

    用药后体

    质量(m/g)

    动物

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    用药前后体质量的比较:GM组t=4.3463,P<0.05;GM+bFGF组t=0.3893,P>0.05
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    图1 bFGF对GM肾毒性保护作用的透射电镜图

    a GM组豚鼠肾小管上皮细胞的微绒毛(箭头)×170000;

    b GM+bFGF组豚鼠肾小管上皮细胞的微绒毛(箭头)×170000;

    c GM组豚鼠肾小管上皮细胞(单箭头示肿胀的线粒体,双箭头示次级溶酶体)×4800;d GM+bFGF组豚鼠肾小管上皮细胞(单箭头示形态基本正常的线粒体,双箭头示次级溶酶体)×4800

    2.3 电镜观察(见图1):GM组动物肾小管上皮微绒毛短而稀疏,排列不够整齐(图1a);线粒体肿大,数量减少,嵴间隙不明显或消失,甚至整个线粒体破溃;空泡和次级溶酶体明显增多(图1b)。而 GM+bFGF组动物的肾小管上皮微绒毛密集而整齐(图1c),线粒体形态、数量基本正常,空泡和次级溶酶体也较少(图1d)。
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    3 讨论

    庆大霉素可导致急性肾功能衰竭已为众多基础与临床研究所证实。本研究GM组动物普遍出现近端小管上皮细胞严重肿胀,甚至脱落、坏死,电镜可见线粒体数量减少,形态异常,空泡和次级溶酶体增多,微绒毛短稀、紊乱,这些病理变化都与文献报道基本相符[1~3]。但本研究也发现: GM组动物因庆大霉素毒性作用引起的体质量下降与肾脏的病理改变有明显的关系;而 GM+bFGF组动物中,由于 bFGF拮抗了庆大霉素的毒性作用对肾脏的损害,动物体质量维持不变,肾脏亦无明显的病理改变。本实验未观察到雌性、雄性动物在病理改变方面有明显差异。在庆大霉素肾中毒的作用机制方面,目前认为,庆大霉素在生理pH 值时,含有带正电荷自由氨基基团因与肾小管上皮细胞表面受体结合,进入细胞内形成囊泡,后者与初级溶酶体结合形成次级溶酶体,由于庆大霉素可使溶酶体膜通透性增加,溶酶体酶大量漏出,损害线粒体等细胞内结构,使细胞变性坏死[1,2]。但笔者认为,次级溶酶体的明显增多应该也与细胞微细结构和细胞器的受损有关。
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    针对庆大霉素肾毒性的保护作用目前已有不少的研究。人们发现:高钙饮食或静脉补钙、口服果糖二磷酸钠、阿魏酸钠和维拉帕米等对庆大霉素肾毒性有保护作用。梁兰青等[3]在研究中药冬虫夏草对大鼠庆大霉素肾毒性的保护作用时提到,表皮生长因子(Epidermic Growth Factor,EGF)可能在肾小管损伤的修复中可能起到很重要的作用,值得关注。

    bFGF是一种促有丝分裂的小蛋白质分子,等电点9.6,为碱性,分子量为16×103u,大约由146个氨基酸组成;bFGF和其他细胞因子一样,是哺乳动物和人体中一种正常而极微量的物质,其受体主要存在于中胚层和神经外胚层来源的细胞表面。bFGF和其靶细胞表面受体结合后,可以刺激靶细胞的DNA合成增加,导致细胞分裂、增殖[4,5]。既往的研究已证实,当组织发生炎症或外伤,浸润于受损部位的巨噬细胞和受损伤细胞可以产生以bFGF为主的多种因子进入创伤部位,促进细胞快速增长,有利于炎症和创伤的愈合[6,7]。杜爱萍等[8]最近的研究表明:肾小管上皮细胞受到庆大霉素肾毒性损伤的时候,其细胞内bFGF的基因表达和蛋白表达会明显增加,这种内源性bFGF主要通过自分泌或旁分泌的形式而发挥作用,但实际效果如何尚不清楚。本研究通过肌注给予外源性bFGF,就是设想利用bFGF的促细胞生长作用拮抗GM的肾小管损害作用,促进损伤肾小管的再生,实验收到预期效果,至于确切机制有待深入研究。
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    本研究承蒙广西医科大学病理教研室浣孝强教授、李山副教授协助指导动物肾脏病理切片的鉴定,谨表谢意

    * Dept.of ENT,First Affiliated Hospital

    参考文献

    1 王景霞,邓文伟,金维哲,等.钙对庆大霉素损伤大白鼠肾脏保护作用.解剖科学进展,1997,3(4):350

    2 何娅妮,廖立生,蒋建新.庆大霉素肾毒性大鼠肾皮质线粒体、溶酶体损伤机理的研究.第三军医大学学报,1996,18(3):243

    3 梁兰青,黎磊石,周虹.冬虫夏草对肾毒性损伤大鼠肾及肾组织中EGF变化的影响.中国中西医结合杂志,1996,16(12):733

    4 林剑,许雁,刘春宇.碱性成纤维细胞生长因子.暨南大学学报(自然科学),1993,14(1):99
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    5 Eckenstein FP.Fibroblast growth factors in the nervous system.J Neurobio,1994,25(11):1467

    6 黄巨恩,陈维平.碱性成纤维细胞生长因子的基础与应用研究.解剖科学进展,1996,2(2):133

    7 小川智,松本昌泰,镰田武信.脑虚 血にぉける细胞症答.最新医学,1993,48(10):134

    8 杜爱萍,邹万忠,付艳华,等.肾小管上皮细胞损伤与成纤维细胞生长因子的关系.肾脏病与透析肾移植杂志,1997,6(3):221

    收稿日期:1998-12-10, http://www.100md.com