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编号:10232612
大鼠系膜增生性肾小球肾炎模型的病理形态学观察
http://www.100md.com 《临床与实验病理学杂志》 2000年第2期
     作者:楚非 魏民 王谦 李伯光 贾旭 严京

    单位:楚非(北京医科大学病理学系 100083);魏民 王谦 李伯光 贾旭 严京(北京中医药大学病理学教研室 100029)

    关键词:肾小球肾炎;抗Thy1.1抗体;大鼠;疾病模型,动物

    临床与实验病理学杂志000214 摘要 目的:观察大鼠系膜增生性肾小球肾炎(MsPGN)模型的病理形态学变化。方法:采用一次性鼠尾静脉注射小鼠抗大鼠Thy1.1单克隆抗体法复制大鼠MsPGN模型,应用光镜、荧光显微镜、偏振光显微镜及透射电镜观察模型大鼠肾小球系膜细胞及系膜基质的变化;结果:系膜细胞明显增生,细胞外基质,包括Ⅰ、Ⅲ胶原、纤维粘连蛋白(FN)及层粘连蛋白(LN)增多,个别大鼠肾小球出现硬化及纤维化。结论:复制出具有典型病变的大鼠MsPGN模型。

    中图分类号 R692.31;R-332 文献标识码 A 文章编号 1001-7399(2000)02-0131-03
, 百拇医药
    Morphological observation on rat mesangial proliferative glomerulonephritis

    Chu Fei Wei Min Wang Qian Li Boguang Jia Xu Yan Jing

    Dept of Pathol, Beijing Medical University, Beijing 100083

    Dept of Pathol, Beijing University of Chinese Traditional Medicine, Beijing 100029

    ABSTRACT Purpose To observe the morphologic lesions in rat mesangial proliferative glomerulonephritis(MsPGN). Methods The model of MsPGN in rat was established by injection of Thy1.1 monoclonal antibody (McAB),while the lesions of the mesangialcells (MCs) and extracellular matrix (ECM) were observed using light microscopy, electron microscopy, polarizing microscopy, immunofluorescence and immunohistochemistry technique. Results It was found that MCs proliferation, ECM accumulation, which including typeⅠand Ⅲ collagens, fibronectin (FN)and laminin (LN), and even glomerulosclerosis or fibrosis appeared in a few part of rats. Conclusion The typical lesions in rat MsPGN model are successfully duplicated.
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    KEY WORDS glomerulonephritis; anti Thy1.1 antibody; rats; disease models, animal

    系膜增生性肾小球肾炎(MsPGN)是我国原发性肾小球疾病中最常见的病理类型,据统计约占我国肾穿刺病人的50%左右〔1〕。复制典型的系膜增生性肾炎动物模型,将对肾炎的研究具有重要意义。为此本实验采用小鼠抗大鼠Thy1.1单克隆抗体法复制大鼠MsPGN模型,并观察其基本病理变化。

    1 材料与方法

    1.1 造模方法〔2〕 Sprague-Dauley(SD)雄性大鼠15只,二级,体重150~200 g(由北京市实验动物中心提供),二级动物室内饲养。分为正常组5只和模型组10只,其中模型组一次性尾静脉注射小鼠抗大鼠Thy1.1单克隆抗体(由北京医科大学第一附属医院肾病研究室提供,浓度为0.8 g/L),用量为每只大鼠6.67 μg/g体重。
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    1.2 观察指标 每次取正常组动物1只,模型组动物3只,分别于造模后6 h、第7天、第28天进行肾活检,均于第56天杀检,对肾皮质标本进行观察。

    1.2.1 荧光显微镜观察 将大鼠肾皮质制成5 μm的冷冻切片,采用直接免疫荧光(IF)染色法,抗体为异硫氰酸荧光素(FITC)标记兔抗大鼠IgG抗体(军事医学科学院微生物流行病研究所提供),置荧光显微镜下观察荧光分布及强度。

    1.2.2 光镜观察 肾皮质经10%福尔马林固定,常规脱水包埋,制成3 μm切片,分别进行HE、PASM-HE染色,光镜下观察肾小球的病变程度。

    1.2.3 狼红染色偏振光法观察 石蜡切片经常规处理后于0.1%天狼星红液(BDH Laboratory, 英国)内染色,偏振光显微镜下观察系膜基质中Ⅰ、Ⅲ型胶原的增生情况。

    1.2.4 免疫组化染色观察 兔抗鼠纤维粘连蛋白(fibronectin, FN)单克隆抗体、层粘连蛋白(laminine, LN)多克隆抗体及S-P试剂盒购自北京中山生物公司,采用S-P法观察系膜基质中FN及LN的增生情况。
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    1.2.5 透射电镜观察 肾皮质经常规电镜标本处理后,透射电镜下观察肾小球病变。

    2 结果

    2.1 免疫荧光观察 大鼠注射抗Thy1.1单克隆抗体后6 h,模型组肾活检组织经IF染色,荧光显微镜观察可见肾小球系膜区内有IgG沉积,呈颗粒状,荧光强度为(+~)(图1),正常组未见荧光。28天及56天时,模型组未再见有免疫荧光存在。

    2.2 光学显微镜观察 第7天肾活检标本,与正常组相比,模型大鼠可见多数肾小球系膜细胞不同程度溶解消失,残留系膜基质,其内有炎症细胞浸润;部分肾小球系膜细胞轻度增生,系膜区轻度变宽。第28天时,模型组可见系膜细胞中、重度增生,系膜区增宽,肾小球呈分叶状(图2),球囊壁增厚,肾小球间质有炎性细胞浸润,毛细血管内红细胞呈“缗钱状”排列,球囊腔内有蛋白性渗出物,肾小管内出现蛋白管型,部分肾小球基膜断裂,节段性坏死,个别大鼠出现肾间质内出血。至第56天时,可见系膜细胞重度增生,系膜区增宽,严重者出现肾小球坏死;另外,个别大鼠发现有肾小球纤维化发生。
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    2.3 偏振光显微镜观察 第7天(病变早期),模型大鼠未见Ⅰ、Ⅲ型胶原出现;第28天,可见肾小球系膜基质增多,以Ⅰ型胶原为主,程度较轻,镜下呈红色细丝状。随着病变继续发展,系膜基质分泌进一步增加,第56天时可见部分大鼠出现显著的系膜基质增多(图3),仍以Ⅰ型胶原为主,但出现了少量Ⅲ型胶原,镜下显绿色丝状。正常组始终为阴性。

    2.4 免疫组化结果 模型组大鼠FN主要分布于系膜基质中,在肾小球基膜、肾球囊处染色较淡(图4)。 LN呈弥漫分布于肾小球基膜、系膜基质、肾球囊, 其中以基膜最为明显。随着病变的发展,FN及LN染色逐渐增强,表明系膜内系膜基质逐渐增多。

    2.5 透射电镜观察 电镜下,第28天时模型大鼠可见系膜区增宽,系膜细胞增生,红细胞积聚。第56天时系膜细胞增生更加明显,毛细血管腔受压。
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    图1 荧光显微镜观察可见肾小球系膜区内有IgG沉积,颗粒状,荧光强度为(+~)。×300

    图2 第28日时,可见系膜区明显增宽。PASM-HE×400

    图3 第56日时,偏振光显微镜观察可见肾小球系膜基质显著增多,以Ⅰ型胶原为主,呈黄、 红色。天狼猩红染色×150

    图4 FN在系膜基质显著增多。S-P×4003 讨论

    系膜增生性肾小球肾炎(MsPGN)是我国原发性肾小球肾炎中最常见的病理类型之一,其基本形态学特征是系膜细胞增生、系膜基质增多而导致系膜区变宽,可见于多种肾小球疾病。据报道,有80%以上的原发性肾小球肾炎病变中均伴有不同程度的系膜病变。过去,制备该模型主要是采用传统的慢性血清病肾炎模型〔3〕。然而,这种模型存在着明显的弊病,即病理类型多样化,制作时间较长(一般为2~6个月),发病率偏低(约40%~70%),而且实验结果难以预测。近年来,为了制作病变稳定、病理类型均一的实验性系膜增生性肾炎模型,国内外一些学者采用抗Thy1.1抗体制备大鼠单纯系膜增生性肾炎模型获得成功。Thy1抗原分为Thy1.1及Thy1.2抗原两种,大鼠仅有Thy1.1而无Thy1.2抗原。大鼠Thy1.1抗原是相对分子量18×103、含有111个氨基酸的糖蛋白,分布于早期胸腺细胞、未成熟的淋巴细胞、纤维母细胞及肾脏系膜细胞等细胞的表面〔4〕。在肾脏、系膜细胞含该抗原较多。应用抗Thy1.1抗体制备大鼠系膜增生性肾炎模型的方法有两种,单克隆抗体法和抗胸腺血清法〔5〕。本实验采用的是前一种方法,该方法具有以下优点:方法操作简便易行,一次性注射抗Thy1.1抗体即可;病变稳定,重复性好;病理改变及临床表现符合人类的系膜增生性肾小球肾炎。我们在给大鼠注射抗Thy1.1单克隆抗体6 h后取肾活检作免疫荧光检查,结果发现系膜区内有IgG沉积,表明抗Thy1.1抗体已成功地结合在系膜细胞上。第1周肾活检光镜检查发现肾小球系膜溶解,系膜细胞轻度增生,系膜区轻度增宽。在随后第4周的肾活检检查中发现有系膜细胞明显增生、系膜基质增多、部分肾小球坏死、间质内有炎性细胞浸润、球囊壁增厚、肾小球毛细血管腔内红细胞淤积、肾小管内蛋白管型等病变发生,以上这些变化与Bagchus等人的报道基本一致。第8周杀检结果观察,发现系膜细胞显著增生,系膜基质明显增多等变化,同时我们还注意到有少数大鼠出现了肾小球纤维化发生,这与Bagchus的报道不太一致。Bagchus等认为,该模型是一种 “自限性的增殖模型”,病理变化主要以系膜溶解为主,而且大鼠容易自愈,一般不会出现肾小球硬化;刘志红等〔6〕对这一模型进行了改进,在给SD大鼠注射Thy1.1抗体的同时加注IFN和TGF。结果表明,加注IFN和TGF能明显加重肾小球内白细胞的浸润和系膜细胞增殖,但未见伴有明显的系膜基质增多和肾小球硬化。考虑本实验该特殊现象的出现原因之一可能与不同鼠间的个体差异有关,然而对其更信服的解释还有待进一步研究作出。
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    我们通过天狼猩红染色及FN、LN免疫组化染色观察了系膜基质分泌的情况。在模型早期,系膜区内未出现I、III型胶原,随着病程的发展,约在第4周左右,系膜内出现少量的胶原(以I型为主),至第8周杀检时发现,系膜区可见明显的I、III型胶原形成(以I型为主)。然而在正常情况下,肾小球基膜及系膜基质中均不含间质胶原(I、II、III型胶原),间质胶原仅存在于肾间质及肾脏较大的血管壁中,只有在系膜细胞受到某些因素刺激下才可合成间质胶原。同样,FN、LN是构成细胞外基质(ECM)的两种主要的非胶原糖蛋白,FN主要分布于系膜基质中,而LN则主要存在于基底膜中,两者的改变,可充分反映细胞外基质的变化情况。我们通过免疫组织化学染色方法证实,模型组大鼠的FN及LN呈逐渐增高趋势。这些结果表明肾小球系膜基质随着病程的发展在逐渐增多,证实光镜和电镜观察到的结果,即肾小球病变呈逐渐发展趋势。

    以上结果表明,我们复制出了具有典型病理变化的大鼠系膜增生性肾小球肾炎模型,为进一步深入探讨系膜增生性肾小球肾炎的发病机制及治疗的研究提供了条件。
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    (本实验得到中日友好医院病理科王泰龄教授、张晶技师在技术上的大力支持,谨此致谢!)

    基金项目:国家自然科学基金资助(No 39570893)

    作者简介:楚 非,男,29岁,肾脏病理学博士后

    魏 民,男,69岁,教授,博士生导师,《中华病理学杂志》副总编辑。研究方向:肾脏病理

    参考文献

    1,耿 琳,谌贻璞,王海燕等. 原发性系膜增生性肾小球肾炎. 中华肾脏病杂志, 1989;5(2):115~118

    2,Bagchus WM, Hoedemaeker PHJ, Rozing J et al. Glomerulonephritis by induced by monoclonal anti-Thy1.1 antibodies. Lab Invest, 1986;55(6):680~687
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    3,Hawn CVZ, Janeway C. Histologic and serological sequences experimental hypersensitivity. J Exp Med, 1947;85:571~590

    4,Crawford JM, Barton RW. Biology of disease.Thy-1 glycoprotein: structure, distribution and Ontageny. Lab Invest, 1986;54:122~130

    5,Bagchus WM, Jeunink MF, Elema JD. The mesangial in anti-Thy-1 nephritis-influx of macrophages, mesangial cell hypercellularity, and macromolecular accumulation. Am J Pathol, 1990;137:215~223

    6,刘志红,黎磊石,杨俊伟等. 抗Thy1.1抗体与炎症因子诱发的系膜增殖性肾炎模型. 中华肾脏病杂志, 1993;9(2):95~96

    收稿日期:1999-10-18 修回日期:1999-12-15, 百拇医药