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编号:10253440
血管紧张素Ⅱ对肾间质成纤维细胞的作用
http://www.100md.com 《肾脏病与透析肾移植杂志》 1999年第6期
     作者:王伟铭 陈楠 石蓉 周同 吴佩 董德长

    单位:上海第二医科大学瑞金医院肾脏科(上海,200025)

    关键词:血管紧张素Ⅱ;成纤维细胞;间质纤维化

    肾脏病与透析肾移植杂志990607 摘 要 目的:探讨血管紧张素Ⅱ(Ang Ⅱ)在肾间质纤维化过程中的作用机制。 方法:应用MTT比色法检测Ang Ⅱ对成纤维细胞的增生,RT-PCR检测纤溶酶原激活物抑制物(PAI-1)mRNA的表达。 结果:Ang Ⅱ可促进肾间质成纤维细胞增生及PAI-1 mRNA的表达,且氯沙坦(10-4g/L)可抑制Ang Ⅱ的促增生作用。 结论:Ang Ⅱ可能通过直接作用于肾间质成纤维细胞,促进其增生,同时抑制细胞外基质的降解而参与肾间质纤维化的过程,而Ang Ⅱ受体拮抗剂拮抗Ang Ⅱ促细胞增生作用。

    IN VITRO STUDY OF EFFECT OF ANGIOTENSIN Ⅱ
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    ON RENAL INTERSTITIAL FIBROSBLASTS

    Wang Weiming,Chen Nan,Shi Rong,Zhou Tong,Wu Pei,Dong Dechang

    Department of Nephrology,Shanghai Second Medical University,Ruijin Hospital,Shanghai,200025

    OBJECTIVE To investigate the mechanism of renal interstitial fibrosis by studying the effect of angiotensin Ⅱ (ATⅡ) on renal interstitial fibroblasts in culture.

    METHODOLOGY Fibroblast proliferation and plasminogen activator inhibitor type 1(PAI-1) were detected by MTT method and RT-PCR,respectively.
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    RESULTS AT Ⅱ with the concentration of 10-6 M could stimulate the proliferation of fibroblasts,and ATⅡ with the concentration from 10-9M to 10-5M could increase the expression of PAI-1 mRNA.Losartan,an antagonist of ATⅡ receptor,could inhibit the cellular proliferation.

    CONCLUSION AT Ⅱ may be involved in renal interstitial fibrosis by increasing fibroblasts proliferation and PAI-1 mRNA expression and inhibiting the degradtion of extracellular matrix.Antagonist of AT Ⅱ receptor could block the stimulating effect of AT Ⅱ on proliferation of fibroblasts.
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    Key words angiotensin Ⅱ fibroblasts renal interstitial

    临床及实验动物模型研究已显示肾素-血管紧张素系统参与肾脏损害的进展。以往,这种作用大多归因于血管紧张素Ⅱ(angiotensin Ⅱ,Ang Ⅱ)直接增加肾小球毛细血管压力。但近年的研究显示,Ang Ⅱ不仅是强血管收缩物质,而且可参与细胞因子如转化生长因子-β(transforming growth factor β,TGF-β)和血小板衍生生长因子(platelet-derived growth factor,PDGF)的调节和表达[1],且肾间质成纤维细胞表面存在Ang Ⅱ受体。我们以往的研究已显示TGF-β1可促进肾间质成纤维细胞增生及胶原的合成和分泌,及基质降解酶抑制物——纤溶酶原激活物抑制物(plasminogen activator inhibitor type 1,PAI-1)表达。故本研究观察Ang Ⅱ对肾间质成纤维细胞增生及PAI-1表达的影响,及Ang Ⅱ受体拮抗剂氯沙坦(losartan)对Ang Ⅱ作用的影响。
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    1 材料和方法

    1.1 人肾间质成纤维细胞的培养 人肾间质细胞是从正常人肾髓质中分离培养获得。按Lonnemann等[2]提出的方法进行,具体方法为:将髓质肾组织切成1mm3的小块,用0.05%胶原酶消化20min,1000r/min离心5min,去上清液,加DMEM/F12(DF)培养液洗涤后,分别通过不同孔径的筛网(80~200目),收集200目下的细胞悬液。用培养液洗涤后,种入培养瓶中,应用含10%小牛血清培养液,置37℃,5% CO2培养箱中培养。生长出的细胞根据形态学和免疫表型确定为成纤维细胞[2]。第三、四代细胞用于以下实验。

    1.2 MTT比色法测定细胞增生[3] 肾间质成纤维细胞以1×104/孔接种于96孔板上,无血清培养孵育24h,使细胞同步于休止期。弃上清液,加入含5%小牛血清培养液,含各种不同浓度的药物:氯沙坦和Ang Ⅱ(Sigma),设三复孔,刺激48h。于作用结束前4h加入四甲基偶氮唑盐(MTT,5 g/L,Sigma)20 μl/孔,置37℃,5% CO2细胞培养箱中孵育。然后,每孔滴加100μl Formazan溶解缓冲液,在微型混合器上振荡15~20min,置37℃孵育4h。倒置显微镜下观察到针状染料结晶溶解,于酶标仪波长570nm处读取A值。
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    1.3 RNA抽提与RT-PCR 肾间质成纤维细胞以1×105/瓶接种于培养瓶,无血清培养液中孵育24h,使细胞同步于休止期。弃上清液,加入含不同浓度Ang Ⅱ(10-5~10-9mol/L)培养液,刺激24h。

    细胞总RNA提取依照TRIzol试剂盒的方法进行。20~30μg细胞总RNA经1.2%琼脂糖 3mol/L甲醛凝胶电泳分离、溴乙锭染色照相。取总RNA 2μg作逆转录,其产物各5μl进行PAI-1与β-Actin的PCR反应。引物由中国科学院上海细胞生物研究所从cDNA文库设计合成,Human PAI-1 559bp:上游5’-CCA CTT CTT CAG GCT GTT CCG-3’,下游5’-GTC GGT CAT TCC CAG GTT CTC AGG-3’;Human β-actin 532bp:上游5’-AAG GAT TCC TAT GTG GGC-3’,下游5’-CAT CTC TTG CTC GAA GTC-3’。各取PCR产物10μl,经1.6%琼脂糖凝胶电泳,反射紫外灯下观察,照相。
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    1.4 统计学处理 数据以均数±标准差,两两比较采用t检验。

    2 结果

    2.1 Ang Ⅱ及氯沙坦对肾间质成纤维细胞增生的影响 由附表可见,Ang Ⅱ组A值较对照组明显升高,即Ang Ⅱ(浓度为10-6mol/L)可促进肾间质成纤维细胞增生;而氯沙坦组A值较对照组明显降低,即氯沙坦(浓度10-4g/L)可抑制细胞的增生;Ang Ⅱ和氯沙坦同时存在时,仍可抑制成纤维细胞的增生,从未见到Ang Ⅱ的促增生作用,可见氯沙坦可抑制Ang Ⅱ的促增生作用。

    附表 不同浓度AngⅡ对肾间质成纤维细胞增生的影响 组别

    A值

    DF对照组

    0.402±0.007
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    DF+Ang Ⅱ组

    0.446±0.008

    DF+洛沙坦组

    0.329±0.010

    DF+Ang Ⅱ+洛沙坦组

    0.330±0.008*#△

    Ang Ⅱ浓度为10-6mol/L;洛沙坦浓度为10-4g/L

    *与DF对照组比较:P<0.01;#与DF+Ang Ⅱ组比较:P<0.01;△与DF+洛沙坦组比较:P>0.05 DF:DMEM/F12培养液
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    2.2 不同浓度Ang Ⅱ对肾间质成纤维细胞PAI-1 mRNA表达的影响 附图示不同浓度Ang Ⅱ刺激肾间质成纤维细胞24h引起PAI-1 mRNA表达的改变,结果表明,成纤维细胞可表达PAI-1,Ang Ⅱ具有刺激肾间质成纤维细胞PAI-1 mRNA表达的作用,且具有一定的剂量效应关系,即随着Ang Ⅱ浓度的增加,PAI-1 mRNA表达也随之增加。

    附图 不同浓度Ang Ⅱ刺激肾间质成纤维细胞24h PAI-1 mRNA表达改变

    M:mol/L

    3 讨论

    肾间质成纤维细胞是间质纤维化的主要效应细胞[4]。正常情况下,只有一小部分细胞参与基质蛋白的合成和沉积,但在病理情况下,成纤维细胞增生、迁移、合成生长因子和基质增加。进行性肾脏损害表现为高血压、蛋白尿和肾小球硬化、间质纤维化。间质纤维化以正常时可见于间质的间质基质蛋白(如Ⅰ型、Ⅲ型胶原和纤维连接蛋白)积聚,同时也可出现Ⅳ型胶原和层粘连蛋白等基质蛋白。在基质降解途径中最明显而持续的变化是蛋白酶抑制剂的过度表达,如金属蛋白酶组织抑制剂或血浆纤溶酶原激活物抑制剂(PAI)的过度表达[4]。已有研究提示,Ang Ⅱ可能涉及细胞外基质在肾脏的沉积。输注Ang Ⅱ可导致间质纤维化,表现为胶原和纤维连接蛋白的沉积,而应用血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI)和AT1受体拮抗剂可减少胶原和纤维连接蛋白的沉积[1]。但目前,尚无AngⅡ对肾间质成纤维细胞直接作用的报道。
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    本研究应用体外细胞培养体系,研究Ang Ⅱ对肾间质成纤维细胞的作用,结果显示Ang Ⅱ可促进肾间质成纤维细胞增生及PAI-1 mRNA的表达,而氯沙坦可抑制Ang Ⅱ的促细胞增生作用。这些结果提示,Ang Ⅱ可通过直接作用于成纤维细胞而导致间质纤维化,Ang Ⅱ受体拮抗剂可对抗Ang Ⅱ的作用而防止间质纤维化。此结果与国外报道相似。Wolf等[5]研究发现,Ang Ⅱ可刺激肾小管上皮细胞产生TGF-β1。Ruiz-Ortega[6]还报道了Ang Ⅱ可上调TGF-β1在成纤维细胞的表达。ACEI或Ang Ⅱ受体拮抗剂可降低大鼠梗阻性肾病模型的TGF-β1和Ⅳ型胶原mRNA水平[7]

    Ang Ⅱ作为一种血管活性物质可引起肾脏血流动力学异常,但近年来Ang Ⅱ引起肾脏疾病进展的非血流动力学机制越来越受到人们的重视,目前认为Ang Ⅱ不仅是一种血管活性物质,更是一种促生长因子,在左心室肥厚、动脉壁顺应性降低、肾小球硬化及肾小管间质纤维化等心血管、肾脏结构重塑过程中起十分重要的作用。它可直接促使肾小球系膜细胞增生和肥大,并刺激血管活性物质和细胞因子产生,如内皮素-1、TGF-β、碱性成纤维细胞生长因子和PDGF等,导致细胞外基质进行性积聚,促进炎症细胞在肾小球和肾小管间质浸润,且上述作用并不依赖其对循环血压和肾小球内压的升高作用,这方面尤其突出的是Ang Ⅱ对TGF-β的影响,Ang Ⅱ不仅上调TGF-β表达,而且促进无活性的TGF-β结合肽段转化为活性形式,这是TGF-β发挥作用极为关键的限速步骤。此外,在培养的系膜细胞上还证实Ang Ⅱ能上调TGF-βⅠ型和Ⅱ型受体的表达。Ang Ⅱ的促生长因子的作用是通过TGF-β的介导来完成的。因此,Ang Ⅱ促进成纤维细胞增生及PAI-1表达是否也是通过TGF-β1介导,尚需进一步研究探讨。
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    参考文献

    1 Wolf G.Angiotensin Ⅱ is involved in the progression of renal disease:importance of non-hemodynamic mechanisms. Nephrologie,1998,19:451

    2 Lonnemann G, Shapiro L, Engler-Blum G et al. Cytokins in human renal interstitial fibrosis. I. Interleukin-1 is a paracrine growth factor for cultured fibrosis-derived kidney fibroblasts. Kidney Int,1995,47:837

    3 郑永唐,贲昆龙.测定细胞存活和增殖的MTT方法的建立.免疫学杂志,1992,8(4):26
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    4 Eddy AA. Molecular insights into renal interstitial fibrosis. J Am Soc Nephrol,1996,7:2495

    5 Wolf G, Mueller E, Stahl RAK et al. Angiotensin Ⅱ-induced hypertrophy of cultured murine proximal tubular cells is mediated by endogenous transforming growth factor-β1. J Clin Invest,1993,92:1366

    6 Ruiz-Ortega M, Gonzalez E, Egido J. Molecular characterization of angiotensin Ⅱ effects on renal interstitial fibroblasts. J Am Soc Nephrol,1995,6:909A

    7 Pimentel Л Jr,Sundell Cl, Wang S et al. Role of angiotensin Ⅱ in the expression and regulation of transforming growth factor-β1 in obstructive nephropathy. Kidney Int,1995,48:1233

    (1999-09-17收稿,1999-10-18修回), 百拇医药