陳生曉,林曉明,甘艷,高飛,尹紀來
(1中國人民解放軍聯(lián)勤保障部隊第928醫(yī)院,???71159;2海南醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院)
膜性腎病是臨床上腎病綜合癥的主要類型,病理特征為大量免疫復合物在腎小球基底膜上皮細胞下彌漫、沉積,造成基底膜增厚[1]。膜性腎病根據(jù)病因可分為特發(fā)性膜性腎病(IMN)和繼發(fā)性膜性腎病(SMN)兩種。IMN指與抗磷脂酶A2受體抗體相關(guān)的膜性腎病,占膜性腎病總數(shù)的80%;SMN大多由自身免疫性疾病、乙型肝炎病毒(HBV)感染、藥物、腫瘤等明確病因所引起[2,3]。足細胞分布于腎小球基底膜外側(cè),與腎小球基膜、血管內(nèi)皮細胞共同組成血液濾過屏障。足細胞損傷、缺失與膜性腎病患者蛋白尿的發(fā)生及腎小球硬化密切相關(guān),而自噬參與了該過程[4]。自噬是真核生物特有的保護機制,可消化并循環(huán)利用大分子物質(zhì)、受損細胞器等,為維持腎小球及腎小管穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵機制。研究發(fā)現(xiàn),膜性腎病、糖尿病腎病、腎組織缺血再灌注損傷等病理過程均與自噬有關(guān)[5,6],但自噬在腎病進展中的作用尚不清楚。本研究觀察了IMN和SMN足細胞中自噬體數(shù)量及自噬蛋白Beclin-1、微管相關(guān)蛋白輕鏈3(LC3)表達變化,探討足細胞自噬與膜性腎病的關(guān)系。
1.1 臨床資料 選擇2015年9月~2017年10月于本院經(jīng)腎穿刺活檢確診為膜性腎病且有透射電鏡檢查結(jié)果的患者114例,留取活檢病灶組織標本。其中IMN患者92例(IMN組),男56例、女36例,年齡(48.13±11.72)歲,合并水腫66例、鏡下血尿64例、腎病綜合征62例;SMN患者22例(SMN組),男7例、女15例,年齡(30.08±9.26)歲,合并水腫16例、鏡下血尿19例、腎病綜合征13例。SMN患者包括狼瘡腎炎Ⅴ型16例、HBV感染相關(guān)腎炎3例、不典型膜性腎病3例。IMN組、SMN組患者均行腎活檢術(shù),并用光鏡、免疫熒光、電鏡行常規(guī)腎臟病理學檢查。另選擇因外傷、輸尿管腫瘤等其他原因行腎切除手術(shù)的患者30例為對照組,術(shù)中留取正常腎組織標本。對照組中,男17例、女13例,年齡(36.25±3.16)歲。本研究經(jīng)本院倫理委員會批準進行,標本采集符合《世界醫(yī)學協(xié)會赫爾辛基宣言》。三組性別、年齡、24 h尿蛋白量(24 h UP)、尿酸(UA)、白蛋白(Alb)、血肌酐(Scr)差異有統(tǒng)計學意義(P均<0.05),其余指標差異無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)。見表1。
表1 三組24 h UP、UA、估算腎小球濾過率(eGFR)、總蛋白(TP)、Alb、Scr、尿素氮(BUN)水平比較
注:與對照組比較,*P<0.05。
1.2 足細胞自噬體觀察及計數(shù) 腎臟活檢組織用10%甲醛固定,石蠟包埋。組織蠟塊預冷后以4 μm厚度行連續(xù)切片,每個蠟塊制備5~7張切片,于60 ℃條件下烤片2 h。切片用二甲苯脫蠟、不同濃度的乙醇水化;蘇木素染色5~10 s,水沖洗;1%鹽酸乙醇分化5~10 s,水沖洗;伊紅溶液染色1~2 min;常規(guī)脫水透明;中性樹膠封片;在光鏡下觀察。取1 mm3大小的腎皮質(zhì)浸入含2.5 %戊二醛、2 %多聚甲醛的磷酸緩沖液中,固定2 h;PBS沖洗;梯度乙醇、丙酮脫水;丙酮包埋液包埋;依次置于37、45、60 ℃烘箱中固化;以50~60 nm厚度超薄切片;在透射電鏡下觀察并拍照。每例患者選擇5~7個足細胞進行觀察,記錄足細胞胞質(zhì)內(nèi)自噬體數(shù)量,取均數(shù)。
1.3 腎臟組織中自噬相關(guān)蛋白檢測 石蠟切片常規(guī)脫蠟、水化;胰酶修復抗原;浸入5%山羊血清中,37 ℃孵育20 min;浸入LC3或Beclin-1兔抗多克隆抗體(1∶100)稀釋液中,37 ℃過夜;浸入FITC標記的羊抗兔抗體(1∶200)稀釋液中,4 ℃孵育2 h;PBS漂洗,甘油封片,放入濕盒,于4 ℃避光保存。在熒光顯微鏡下觀察并拍照,采用Image Pro plus分析各切片的熒光強度,表示目的蛋白相對表達量。
2.1 各組足細胞自噬體數(shù)量比較 IMN組、SMN組、對照組足細胞自噬體數(shù)量分別為(2.63±0.94)、(2.58±0.52)、(3.22±0.86)個,IMN組和SMN組足細胞自噬體數(shù)量較對照組減少(P均<0.05)。
2.2 足細胞自噬體數(shù)量與膜性腎病臨床病理參數(shù)的關(guān)系 IMN組、SMN組中,臨床分期為Ⅱ期、24 h UP≥3.5 g/L、Alb≥30 g/L、eGFR≥60 mL/(min·1.73 m2)的患者足細胞自噬體數(shù)量分別少于臨床分期為Ⅰ期、24 h UP<3.5 g/L、Alb<30 g/L、eGFR<60 mL/(min·1.73 m2)的患者(P均<0.05)。詳見表2。IMN組、SMN組足細胞自噬體數(shù)量與24 h UP(r分別為0.172、0.154)、eGFR(r分別為-0.168、-0.182)、Scr(r分別為0.317、0.302)、BUN(r分別為-0.192、-0.171)均無相關(guān)性(P均>0.05)。
表2 足細胞自噬體數(shù)量與膜性腎病臨床病理參數(shù)的關(guān)系(個,
注:與Ⅰ期患者相比,*P<0.05;與24 h UP<3.5 g/L者相比,#P<0.05;與Alb<30 g/L者相比,△P<0.05;與eGFR<60 mL/(min·1.73 m2)者相比,☆P<0.05。
2.3 各組腎組織中自噬相關(guān)蛋白表達比較 IMN組和SMN組腎組織中LC3、Beclin-1相對表達量低于對照組(P均<0.05)。見表3。
表3 各組腎組織中LC3、Beclin-1相對表達量比較
注:與對照組比較,*P<0.05。
膜性腎病發(fā)病較為隱匿,約1/3的患者會發(fā)展成終末期腎病,將終生需要接受治療。腎病綜合征與藥物治療引起的并發(fā)癥可導致患者殘疾甚至危及生命,因此對膜性腎病及時確診與治療尤為重要[7]。目前臨床上主要依靠腎穿刺活檢術(shù)對膜性腎病進行診斷,同時通過光鏡、免疫熒光及電鏡檢查輔助評價腎小球病變情況,再結(jié)合發(fā)病因素篩查結(jié)果,若與抗磷脂酶A2受體抗體相關(guān),則診斷為IMN;若繼發(fā)于某些疾病、藥物之后,病因明確,則診斷為SMN[8,9]。雖然診斷技術(shù)不斷進步,但膜性腎病的發(fā)病機制仍不明確。
自噬是細胞內(nèi)高度保守的降解機制,在酵母到人類等真核生物細胞內(nèi)廣泛存在,可降解長壽命蛋白、受損細胞器、氧化脂質(zhì)體、入侵微生物等。自噬參與維持細胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定與基因組完整,細胞自噬異??蓪е聬盒阅[瘤、腎臟疾病等發(fā)生[10]。近期研究[11,12]表明,多種腎小球疾病腎活檢組織足細胞自噬小體數(shù)發(fā)生變化,表明自噬可能參與腎臟疾病的發(fā)生發(fā)展過程,探究自噬作用過程可能為臨床診治腎臟疾病提供新思路。膜性腎病是腎小球疾病的常見類型,以免疫復合物沉積于足細胞基底膜為特征,病變部位主要在腎小球毛細血管袢,尤其是足細胞。足細胞作為腎小球血液濾過屏障的重要組成部分,其損傷、缺失是引發(fā)腎小球疾病和蛋白尿的主要因素。自噬在足細胞等終末分化細胞的生長與更新過程中發(fā)揮重要作用。有研究[13]顯示,綠色熒光標記LC3轉(zhuǎn)基因小鼠的腎小球足細胞區(qū)綠色熒光強度顯著增強,表明足細胞存在較高的基礎自噬活性。另有研究[14]發(fā)現(xiàn),人足細胞同樣存在基礎自噬活性。本研究結(jié)果顯示,對照組足細胞中也存在較多的自噬體,足細胞中LC3、Beclin-1表達較強,進一步驗證了人足細胞存在基礎自噬活性。
自噬相關(guān)蛋白LC3在進化過程中高度保守,包括Ⅰ型與Ⅱ型,LC3-Ⅰ定位在胞質(zhì)內(nèi),其可與磷脂酰乙醇胺結(jié)合形成LC3-Ⅱ;LC3-Ⅱ定位在自噬體膜的表面,參與自噬體的形成,常被用于評估細胞自噬的程度[15]。Beclin-1主要在自噬體形成前期產(chǎn)生,參與調(diào)節(jié)其他自噬相關(guān)蛋白的定位[16]。有關(guān)研究發(fā)現(xiàn),足細胞分化、損傷修復等過程中伴隨有自噬現(xiàn)象[17]。微小病變腎病患者足細胞Beclin-1表達水平高于腎小球硬化患者,復檢發(fā)現(xiàn)足細胞Beclin-1水平下降、自噬活性降低,則說明微小病變腎病已進展為腎小球硬化。有學者發(fā)現(xiàn),Heymann腎炎小鼠模型足細胞損傷時,早期足細胞自噬開始活化,持續(xù)保持較高水平;隨著病程進展,后期腎組織病變加劇、尿蛋白大量排泄,足細胞自噬活性反而降低,且有足細胞凋亡[18]。
本研究結(jié)果顯示,IMN組和SMN組足細胞自噬體數(shù)量較對照組減少,LC3、Beclin-1相對表達量均低于對照組;且IMN組、SMN組臨床分期為Ⅱ期、24 h UP≥3.5 g/L、Alb≥30 g/L、eGFR≥60 mL/(min·1.73 m2)的患者足細胞自噬體數(shù)量分別少于臨床分期為Ⅰ期、24 h UP<3.5 g/L、Alb<30 g/L、eGFR<60 mL/(min·1.73 m2)的患者。上述結(jié)果提示IMN與SMN患者足細胞自噬體數(shù)量可能與疾病的進展程度有關(guān),自噬與膜性腎病患者足細胞損傷過程密切相關(guān),隨著病情進展,足細胞自噬活性下降。本研究結(jié)果對膜性腎病的診斷及治療相關(guān)研究有一定參考價值。