夏夢(mèng)迪,謝席勝,馮勝剛
(1.瀘州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院腎臟內(nèi)科,四川 瀘州646000;2.川北醫(yī)學(xué)院第二臨床醫(yī)學(xué)院·南充市中心醫(yī)院腎內(nèi)科,四川 南充637000)
腎間質(zhì)纖維化(renal interstitial fibrosis,RIF)被認(rèn)為是慢性腎臟病進(jìn)展到終末期腎衰(end stage renal disease,ESRD)的共同通路和最主要病理改變之一。RIF主要表現(xiàn)為細(xì)胞外基質(zhì)(extra cellular matrix,ECM)在腎間質(zhì)過(guò)度沉積、腎小管間質(zhì)破壞和腎小管周?chē)?xì)血管(peritubular capillary,PTC)丟失[1]。其中,PTC的喪失與RIF的嚴(yán)重程度密切相關(guān)。TSP-1的常見(jiàn)受體CD47是一種整合素相關(guān)蛋白,分子量為40~55kDa。在RIF病變過(guò)程中TSP-1是否通過(guò)其受體CD47參與抑制血管生成,值得關(guān)注。本研究通過(guò)免疫組化檢測(cè)TSP-1、CD47、VEGF在單側(cè)輸尿管梗阻(unilateral ureteral obstruction,UUO)模型中的表達(dá),并初步研究這些細(xì)胞因子與PTC的關(guān)系,探討TSP-1受體CD47在調(diào)控抑制血管生成的作用及機(jī)制。
1.1 試劑和儀器 3%戊巴比妥鈉(由川北醫(yī)學(xué)院動(dòng)物中心提供);TSP-1抗體(批號(hào)BA2130,購(gòu)自博士德生物工程有限公司);CD47(批號(hào)BS-2386R,購(gòu)自博奧森生物技術(shù)有限公司)、VEGF(批號(hào)BA0407,購(gòu)自博士德生物工程有限公司)、CD34(批號(hào)BA0532,購(gòu)自博士德生物工程有限公司)。兔SP免疫組化染色試劑盒(北京中杉,批號(hào)SP-9001);DAB顯色試劑盒(武漢博士德生物工程有限公司)。
1.2 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和分組 清潔、健康SD大鼠75只,體重180~200g,購(gòu)自川北醫(yī)學(xué)院動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心。將大鼠隨機(jī)分為假手術(shù)組(SOR組)25只和模型組(UUO組)50只。UUO組隨機(jī)分為5個(gè)時(shí)間點(diǎn),分別為術(shù)后3天、7天、14天、21天和28天,每小組10只。SOR組按相同時(shí)間點(diǎn)隨機(jī)分組,每組5只。
1.3 建立動(dòng)物模型 術(shù)前使用5%水合氯醛,按6ml/kg腹腔注射麻醉大鼠。將大鼠按右側(cè)臥位固定于手術(shù)臺(tái)上,局部剃毛后,常規(guī)碘酒、75%酒精消毒,選擇左側(cè)腹切口,逐層切開(kāi),進(jìn)入腹腔,分離左側(cè)輸尿管。用止血鉗夾閉輸尿管中段,并用4-0絲線(xiàn)于左側(cè)輸尿管兩端,兩次結(jié)扎其近腎盂段,剪斷輸尿管,連續(xù)縫合皮膚,即為UUO動(dòng)物模型。SOR組只切開(kāi)腹腔和游離左側(cè)輸尿管,不進(jìn)行結(jié)扎和剪斷。
1.4 病理檢查 各組大鼠處死后取左腎組織,保存于10%多聚甲醛液中固定48h,石蠟包埋切片,經(jīng)常規(guī)蘇木精-伊紅(HE)染色,觀察腎組織病理學(xué)改變。根據(jù)文獻(xiàn)描述方法,進(jìn)行腎小管間質(zhì)損傷半定量評(píng)分[2]和腎間質(zhì)浸潤(rùn)炎細(xì)胞計(jì)數(shù)[3]。
1.5 免疫組化 采用SP法進(jìn)行檢測(cè),觀察腎臟TSP-1、CD47、VEGF的表達(dá)。以CD34代表PTC的表達(dá)。4μm石蠟切片,常規(guī)脫蠟下水,高壓鍋修復(fù)后滴加3%H2O2阻斷內(nèi)源性過(guò)氧化物酶。正常山羊血清37℃孵育封閉。加一抗4℃過(guò)夜。加入生物素標(biāo)記山羊抗兔IgG 37℃孵育。加辣根酶標(biāo)記鏈霉卵白素工作液37℃孵育。期間均用pH=7.2的磷酸鹽緩沖液反復(fù)沖洗。DAB顯色,蘇木素復(fù)染,梯度脫水,二甲苯透明,中性樹(shù)膠封片。每次以PBS代替一抗作替代陰性對(duì)照。
采用Image Pro plus多媒體彩色病理圖像分析軟件進(jìn)行分析。分別計(jì)算每例切片4個(gè)不重疊的400倍視野中,腎小管 TSP-1、CD47、VEGF、CD34陽(yáng)性染色平均光密度值(integral optical density,IOD),取平均值,并做統(tǒng)計(jì)分析。
1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 13.0軟件處理。資料采用ˉx±s表示。組間差異選單因素方差分析,用SNK檢驗(yàn)法進(jìn)行組間兩兩比較。數(shù)據(jù)之間的關(guān)系采用Pearson相關(guān)分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物存活情況 UUO組大鼠1只術(shù)后麻醉過(guò)度未清醒,2只于術(shù)后一天死亡,對(duì)其解剖發(fā)現(xiàn)腹腔出血嚴(yán)重,死亡可能與傷及腹腔血管有關(guān)。另5只分別于術(shù)后第2、7、8、11、17天進(jìn)食逐漸減少后相繼死亡,剖開(kāi)腹腔可見(jiàn)明顯感染灶。SOR組1只大鼠術(shù)后未清醒,2只大鼠術(shù)后進(jìn)食減少,分別在第4天和第10天死亡。共統(tǒng)計(jì)納入大鼠64只(UUO組,n=42;SOR組,n=22)。
2.2 腎組織病理改變 HE染色顯示,SOR組腎皮、髓質(zhì)結(jié)構(gòu)正常,腎小管間質(zhì)及腎小球未見(jiàn)異常,無(wú)明顯充血及炎細(xì)胞浸潤(rùn)。UUO術(shù)后3d可見(jiàn)腎小管明顯擴(kuò)張,空泡變性、炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)。UUO術(shù)后7d即可觀察到明顯的腎間質(zhì)纖維化的表現(xiàn)如腎間質(zhì)增寬、膠原沉積增加、腎小管萎縮等。術(shù)后14~21d,上述纖維化的征象更加明顯。腎小管損傷程度評(píng)分顯示,UUO各組較SOR組腎小管損傷評(píng)分隨時(shí)間延長(zhǎng)逐漸升高,結(jié)果見(jiàn)圖1~3。
2.3 PTC(CD34)及VEGF的變化 免疫組化結(jié)果顯示,SOR組:腎小球、腎小管結(jié)構(gòu)均正常,CD34在腎小球毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞和腎小管上皮細(xì)胞中廣泛表達(dá),VEGF廣泛存在于腎小管上皮細(xì)胞及細(xì)胞胞漿中;UUO 3天組:腎小管輕度擴(kuò)張,腎小球、腎小管CD34表達(dá)減弱,VEGF表達(dá)也較前減少;UUO 7天組:腎小管擴(kuò)張加劇,腎小管上皮細(xì)胞CD34、VEGF陽(yáng)性表達(dá)進(jìn)一步減少;UUO 14天組:腎小管擴(kuò)張呈囊狀,部分小管壞死,很少部分腎小管表達(dá)CD34,VEGF也只少量表達(dá);UUO 21天組:腎小管減少,間質(zhì)纖維化,殘存腎小管表達(dá)少量CD34,少許腎小管上皮細(xì)胞表達(dá)VEGF;UUO 28天組:腎小球損傷輕微,腎小管減少,間質(zhì)纖維化,CD34在腎小球毛細(xì)血管表達(dá),腎小管CD34和VEGF的表達(dá)極少,結(jié)果見(jiàn)表1。
2.4 TSP-1、CD47的表達(dá) 免疫組化結(jié)果顯示,SOR組:腎小管結(jié)構(gòu)正常,無(wú)TSP-1表達(dá),無(wú)CD47表達(dá);UUO 3天組:腎小管腫脹,部分腎小管上皮細(xì)胞胞漿中TSP-1和CD47表達(dá);UUO 7天組:腎小管擴(kuò)張,部分空泡變性,大部分腎小管上皮細(xì)胞胞漿中TSP-1和CD47表達(dá);UUO 14天組:腎小管擴(kuò)張呈囊狀,萎縮的腎小管上皮見(jiàn)TSP-1表達(dá),部分壞死脫落到管腔的上皮細(xì)胞可見(jiàn)TSP-1陽(yáng)性著色,萎縮的腎小管上皮有CD47表達(dá),部分間質(zhì)見(jiàn)CD47表達(dá);UUO 21天組:腎小管減少,腎小管上皮細(xì)胞和纖維化明顯的間質(zhì)TSP-1表達(dá),纖維化的間質(zhì)CD47增加;UUO 24天組:腎小管減少,間質(zhì)纖維化顯著,TSP-1在纖維化顯著的間質(zhì)表達(dá),CD47表達(dá)進(jìn)一步增加,結(jié)果見(jiàn)表1。
圖1 UUO大鼠腎組織病理改變(HE×100)Fig.1 Histological examination in rats with UUO(HE×100)
圖2 炎細(xì)胞計(jì)數(shù)變化Fig.2 Change of inflammatory cell
圖3 腎小管損傷評(píng)分Fig.3 Score of renal interstitial lesion
表1 各組大鼠腎小管免疫組化指標(biāo)積分光密度(IOD,±s)Table1 Immunohistochemical level of IOD in rats with UUO
表1 各組大鼠腎小管免疫組化指標(biāo)積分光密度(IOD,±s)Table1 Immunohistochemical level of IOD in rats with UUO
注:與假手術(shù)組相比:①P<0.05,與 UUO 3天組相比:②P<0.05;
組別 n CD34 Tsp-1 CD47 VEGF 22 12.00±1.94 0 0 86.19±13.22 UU O3天組 9 6.03±0.89① 6.96±2.24① 0.81±0.21① 56.62±5.34①UUO 7天組 9 4.24±0.53①② 11.95±1.99①② 1.39±0.19①② 41.08±3.30①②UUO 14天組 7 2.83±0.31①② 19.23±1.77①② 1.77±0.12①② 30.52±2.08①②UUO 21天組 8 1.80±0.33①② 27.51±3.78①② 2.40±0.25①② 21.66±2.64①②UUO 28天組 9 0.78±0.28①② 22.34±2.22①② 2.91±0.13①② 10.93±3.15 SOR組①②
2.5 相關(guān)性分析 相關(guān)分析顯示CD47的表達(dá)與CD34的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)(r=-0.925,P<0.01),與VEGF表達(dá)也呈負(fù)相關(guān)(r=-0.946,P<0.01),見(jiàn)圖4。
圖4 相關(guān)性分析Fig.4 Correlation analysis
UUO模型由于其造模簡(jiǎn)便,重復(fù)性高,可在短期內(nèi)形成腎臟纖維化,是研究腎間質(zhì)纖維化發(fā)病機(jī)制的理想模型。隨著UUO時(shí)間的延長(zhǎng),病理切片顯示腎小管出現(xiàn)了變性和壞死,間質(zhì)炎性細(xì)胞浸潤(rùn),且后期出現(xiàn)纖維化,然而腎小球損傷指標(biāo)蛋白尿未出現(xiàn)明顯差異,該結(jié)果與既往文獻(xiàn)結(jié)果一致[4]。PTC病變與間質(zhì)炎癥以及隨后纖維化的發(fā)生密切相關(guān)[5]。
腎臟毛細(xì)血管網(wǎng)的退化起因于內(nèi)皮細(xì)胞丟失的增加以及損傷性的退化[6]。在這個(gè)過(guò)程中,具有促進(jìn)血管生成的VEGF及具有抑制血管生成的TSP-1的地位一直倍受關(guān)注[7]。TSP-1的抗血管生成功能主要?dú)w因于3’N-末端I型凝血酶敏感蛋白重復(fù)序列(3TSR)和C-末端片段,分別通過(guò)兩個(gè)主要受體CD36和CD47發(fā)揮抗血管的生成作用[8]。研究發(fā)現(xiàn),CD36是角膜中TSP-1抑制血管生成所必需的[9],但在血管細(xì)胞中TSP-1抑制血管生成需要的受體是CD47而不是CD36[10]。隨著腎臟纖維化進(jìn)程的進(jìn)展,VEGF的表達(dá)逐漸下降,而TSP-1的表達(dá)卻逐漸增強(qiáng),這與文獻(xiàn)報(bào)道一致[11]。TSP-1的受體CD47也在大鼠小管間質(zhì)大量表達(dá),且其表達(dá)模式與TSP-1一致。相關(guān)性分析證實(shí),CD47積分光密度與CD34積分光密度及VEGF積分光密度均呈負(fù)相關(guān)。
TSP-1與它的受體CD47結(jié)合,可能通過(guò)調(diào)控內(nèi)皮細(xì)胞VEGF信號(hào)的傳導(dǎo),參與了UUO大鼠模型RIF過(guò)程中PTC病變的發(fā)生和發(fā)展。TSP-1與其受體CD47在RIF過(guò)程中PTC病變中的作用,值得進(jìn)一步研究。
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