萬鳴宏 羅富里 晏子友
1江西中醫(yī)藥大學(xué)(南昌330006);2江西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院(南昌330006)
許多慢性腎臟病進(jìn)入腎衰竭階段都伴有腎間質(zhì)纖維化(renal interstitial fibrosis,RIF)的病理改變,嚴(yán)重危害患者健康。目前治療方法多為抑制RIF的發(fā)展,達(dá)到延緩慢性腎臟病進(jìn)展的治療初衷。周細(xì)胞-肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)分化(pericyte-myofibroblast transition,PMT)是RIF 形成過程中的重要環(huán)節(jié)[1-2]。周細(xì)胞是一種血管壁細(xì)胞,研究表明,腎臟中存在大量周細(xì)胞,而周細(xì)胞與腎臟病關(guān)系密切,例如間質(zhì)纖維化和糖尿病腎病[3]。周細(xì)胞可調(diào)節(jié)微血管的穩(wěn)定性與滲透性、調(diào)節(jié)血管的新生與成熟,并且還是一種具有多種分化潛能的干細(xì)胞,可以分化成成纖維細(xì)胞等[4]。研究表明腎損傷后周細(xì)胞與肌成纖維細(xì)胞(myofibroblast,MF)的形成密切相關(guān)[5]。周細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞分離使腎小管周圍毛細(xì)血管穩(wěn)定性下降,導(dǎo)致腎小管血流量減少、供血不足以及細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix,ECM)沉積,促進(jìn)RIF 形成[6]。研究表明,α-平滑肌肌動蛋白(α-SMA)可作為MF的標(biāo)記物,且α-SMA的表達(dá)量與ECM的表達(dá)量呈正相關(guān)[7]。血小板衍生生長因子受體(PDGFR)主要表達(dá)于周細(xì)胞、腎小球系膜細(xì)胞等[8],且血小板衍生生長因子(PDGF)信號通路對周細(xì)胞的募集及轉(zhuǎn)分化非常重要[9]。此外還有研究發(fā)現(xiàn),干預(yù)PDGF 信號通路可使腎臟中周細(xì)胞數(shù)量下降,α-SMA表達(dá)水平降低[10]。PDGF 通路的激活使神經(jīng)/膠質(zhì)細(xì)胞2型硫酸軟骨素糖蛋白(NG-2)膠質(zhì)細(xì)胞增多,NG-2的表達(dá)增加[11]。腎衰泄?jié)釡鶕?jù)RIF的中醫(yī)病機“虛、濕、瘀、毒”進(jìn)行研制,本課題組之前的研究結(jié)果表明腎衰泄?jié)釡哂醒泳徛阅I衰竭的作用[12-13]。但機制尚不明確。本研究建立單側(cè)輸尿管梗阻(UUO)大鼠模型,觀察腎衰泄?jié)釡捌洳鸱礁深A(yù)PMT 過程中相關(guān)蛋白PDGFR-β、NG-2、α-SMA表達(dá)的程度,討論腎衰泄?jié)釡捌洳鸱綄MT的影響,為臨床上防治RIF 提供治療依據(jù)。
1.1 實驗動物選取1個月齡健康雌性SD 大鼠(SPF級)96只,體質(zhì)量180~190 g[浙江省醫(yī)學(xué)科學(xué)院實驗動物中心培養(yǎng),合格證號SCSK(浙)20170001]進(jìn)行實驗。
1.2 藥物及試劑將實驗所需中藥(由江西中醫(yī)藥大學(xué)中藥飲片廠提供)常規(guī)水煎、濃縮,制成腎衰泄?jié)釡珴饪s劑,濃縮劑每1 mL 含生藥量1.2 g(劑量均相當(dāng)于每1 kg 成人劑量10倍,依據(jù)沈映君《中藥藥理學(xué)》中藥實驗用藥換算大鼠用藥劑量換算)。中藥組及貝那普利組均按《中藥藥理學(xué)》給藥。各中藥組組成:補虛方組(生黃芪30 g、巴戟天10 g)、袪邪方組(生牡蠣30 g、蒲公英15 g、丹參15 g、生大黃(后下)10 g、槐花10 g)、腎衰泄?jié)釡M(生黃芪30 g、生牡蠣30 g、丹參15 g、蒲公英15 g、巴戟天10 g、生大黃10 g(后下)、槐花10 g)。水煎濃縮后真空密封包裝,每袋150 mL,5℃冰箱保存?zhèn)溆谩1本┲Z華制藥有限公司提供貝那普利(商品名:洛丁新)。福州邁新生物技術(shù)開發(fā)有限公司提供DAB 顯色試劑盒、免疫組化超敏SP 試劑盒、HE染色試劑盒、Masson染色試劑盒;北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司提供磷酸緩沖液、檸檬酸緩沖液。
1.3 方法
1.3.1 分組與造模大鼠正常喂養(yǎng)7 d,取尿蛋白陰性大鼠用于實驗。按體質(zhì)量隨機分為腎衰泄?jié)釡M、補虛方組、袪邪方組、貝那普利組、模型組、假手術(shù)組,每組16只。腎衰泄?jié)釡M、祛邪方組、補虛方組、貝那普利組、模型組建立UUO 動物模型,制作參照文獻(xiàn)制作[14],假手術(shù)組不作處理。
1.3.2 動物給藥腎衰泄?jié)釡M按照1.2 g/mL 比例配制腎衰泄?jié)釡珴饪s劑給藥,即劑量為12 g/(kg·d)體質(zhì)量灌胃;祛邪方組按照0.6 g/mL、補虛方組按照0.6 g/mL 比例配制腎衰泄?jié)釡珴饪s劑給藥,即劑量為6 g/(kg·d)體質(zhì)量灌胃;貝那普利組大鼠予以貝那普利1.5 mg/(kg·d)體質(zhì)量灌胃;模型組及假手術(shù)組大鼠予等量生理鹽水灌胃。術(shù)后7、14 d 隨機選取大鼠8只,給藥2 h 后腹主動脈取血并處死,立即將血液滴入含0.4 mL 4%EDTA-Na2的抗凝管中,250 g 離心10 min 并分離血清,存于-20℃冰箱內(nèi)。
1.4 檢測指標(biāo)腎組織學(xué)檢查:取標(biāo)本后予4%福爾馬林固定,脫水、石蠟包埋后切片,厚度大約為4 μm。行HE 及Masson染色后置于光鏡下觀察,進(jìn)行UUO 腎小管損傷評估。
1.4.2 Western blot分析取150 mg 腎組織標(biāo)本置于預(yù)冷的RIPA 裂解緩沖液中冰浴超聲裂解,在4℃下按12 000 r/min 離心10 min,取上清液用Bradford 法測蛋白濃度。測完后分裝蛋白并在95℃下煮沸10 min 使其變性,-20℃下保存,供Western blot 測定使用。使用抗體如下:α-SMA(1∶2 000)、NG-2(1∶1 000)、PDGFR-β(1∶500)、β-actin(1∶1 000),抗體均購自美國Santa Cruz公司。以βactin為內(nèi)參照進(jìn)行帶灰度分析。將目標(biāo)帶與參考帶的灰度比值作為蛋白質(zhì)的相對表達(dá),采用Image J 1.8 軟件進(jìn)行圖片處理。北京普利萊生物科技有限公司提供RIPA 裂解液、Bradford 蛋白濃度測定試劑盒。
1.5 腎小管損傷程度評分及纖維化指數(shù)測定
1.5.1 HE染色分析光學(xué)顯微鏡單盲觀察視野內(nèi)腎小管病變(腎小管擴張、萎縮,紅細(xì)胞管型、蛋白管型、腎間質(zhì)水腫等)數(shù)目。腎小管損傷指數(shù)按Banff 分級(0~3級)計分評定。計分標(biāo)準(zhǔn):無明顯病理變化(腎小管病變數(shù)目0個)計0分;輕度病理改變(累及小管數(shù)目<3個)計1分;中度病理改變(累及小管數(shù)目3~5個)計2分;重度病理改變(累及小管數(shù)目>5個)計3 分。
1.5.2 Masson染色分析200倍視野下選取每只大鼠5 張組織切片,每張切片選取5個互不重疊的腎小管間質(zhì)視野,觀察視野中染色面積占總視野面積的百分比,并取平均值。評分標(biāo)準(zhǔn):陽性面積<2%時計0分;陽性面積在2%~10%時計1分;陽性面積在11%~20%時計2分;陽性面積在21%~30%時計3分;陽性面積>30%時計4 分。
1.6 統(tǒng)計學(xué)方法實驗所得數(shù)據(jù)用SPSS 23.0軟件包處理、分析,數(shù)據(jù)結(jié)果用()表示,組間比較用方差分析與獨立樣本t檢驗。P<0.05時表示差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 各組大鼠腎臟病理變化光鏡下HE和Masson染色(圖1-2)。術(shù)后第7、14 d時,除假手術(shù)組外,各組術(shù)后均有炎癥表現(xiàn);隨梗阻時間延長,除假手術(shù)組外,各組可見纖維化,模型組更為明顯,腎小管可見水腫、炎癥細(xì)胞,部分鈣化、壞死;假手術(shù)組腎臟結(jié)構(gòu)未發(fā)生變化。各治療組較模型組有所改善。腎衰泄?jié)釡M改善明顯,病變損傷較輕。治療組較模型組效果好,腎衰泄?jié)釡M較其他中藥組及貝那普利組效果相對較好。
圖1 各組藥物對大鼠腎組織HE染色結(jié)果影響(HE,×200)Fig.1 Effects of each group of drugs on HE staining results in rat kidney tissue(HE,×200)
圖2 各組藥物對大鼠腎組織Masson染色結(jié)果影響(Masson,×200)Fig.2 Effect of each group of drugs on Masson staining results in rat kidney(Masson,×200)
2.2 各組大鼠術(shù)側(cè)腎臟HE評分及Masson評分比較術(shù)后第7、14天時,假手術(shù)組大鼠術(shù)側(cè)腎臟HE評分及Masson評分無明顯變化;模型組大鼠術(shù)側(cè)腎臟HE評分及Masson評分顯著升高,較假手術(shù)組高(P<0.05);各治療組腎臟HE評分及Masson評分均明顯低于模型組(P<0.05,表1)。
2.3 Western Blot 法檢測UUO 大鼠腎組織中PDGFR-β、α-SMA、NG-2蛋白的表達(dá)術(shù)后第7天時,模型組大鼠PDGFR-β、α-SMA、NG-2蛋白表達(dá)較假手術(shù)組增多(P<0.05),術(shù)后第14天時,模型組大鼠蛋白增多更明顯(P<0.05)。第7、14天時,各治療組PDGFR-β、α-SMA、NG-2蛋白的表達(dá)有所下降,但較假手術(shù)組高。治療組中腎衰泄?jié)釡MPDGFR-β、α-SMA、NG-2蛋白減少較其他組明顯(P<0.05,圖3)。
許多因子[15]和信號通路[16-18]可加速RIF 進(jìn)展,其中PMT是加速腎纖維化形成的關(guān)鍵[19]?,F(xiàn)在公認(rèn)腎纖維化時PMT 使腎臟ECM 積累增多,且α-SMA 蛋白表達(dá)增多,與本實驗中α-SMA 蛋白表達(dá)隨大鼠腎臟纖維化程度加重逐漸增多基本一致。信號通路與腎纖維化的研究近年來趨于成熟[20],但中藥復(fù)方對信號通路的影響研究結(jié)果較少,本實驗從該角度,運用中藥復(fù)方對PMT 進(jìn)行干預(yù),觀察到PDGFR-β蛋白表達(dá)上調(diào),說明腎衰泄?jié)釡蓪DGF 通路產(chǎn)生影響,進(jìn)而抑制PMT;另有研究指出,PDGF 通路還能調(diào)控NG-2 膠質(zhì)細(xì)胞的增殖,使NG-2蛋白表達(dá)增多[21],本實驗觀察到腎衰泄?jié)釡MNG-2蛋白表達(dá)較其他組少,與其結(jié)果相似。本實驗以PMT為研究RIF的切入點,通過觀察腎衰泄?jié)釡捌洳鸱綄MT 過程中α-SMA、PDGFRβ、NG-2蛋白表達(dá)的影響,提出抑制PMT 可能為腎衰泄?jié)釡捌洳鸱窖泳廟IF 發(fā)展的機制,為日后治療提供新思路。
表1 各組大鼠HE評分及Masson評分Tab.1 HE scores and Masson scores of rats in each group±s
表1 各組大鼠HE評分及Masson評分Tab.1 HE scores and Masson scores of rats in each group±s
注:與同時期模型組及各治療組比較,△P<0.05;與同時期模型組及各治療組比較,#P<0.05;與同時期不同治療組比較,*P<0.05
組別假手術(shù)組模型組腎衰泄?jié)釡M祛邪組補虛組貝那普利組天數(shù)(d)7 14 7 14 7 14 7 14 7 14 7 14只數(shù)8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 HE評分0.21±0.12△0.23±0.11△1.69±0.56 2.42±0.53 1.11±0.23*1.52±0.33*1.32±0.29 1.59±0.34 1.33±0.32 1.61±0.37 1.34±0.33 1.67±0.32 Masson評分0.34±0.11△0.34±0.12△1.61±0.42 2.20±0.47#0.74±0.22*1.02±0.32*0.83±0.18 1.22±0.39 0.88±0.18 1.25±0.49 0.87±0.19 1.23±0.42
圖3 各組大鼠腎組織α-SMA、NG-2、PDGFR-β蛋白的表達(dá)Fig.3 Expression of α-SMA,NG-2,PDGFR-β protein in kidney tissue of rats in each group
長期臨床實踐證明腎衰泄?jié)釡_實能延緩腎纖維化進(jìn)程,保護腎功能[12-13],但作用機制尚不明確。RIF 病機為“虛、濕、瘀、毒”,關(guān)鍵病機為“脾腎虧虛、濕毒內(nèi)蘊、瘀血阻滯”,為本虛標(biāo)實之證[22],治療上需標(biāo)本兼顧,腎衰泄?jié)釡且来酥畏ㄑ兄啤T诩膊∏捌?,多以邪實(濕、瘀、毒)致病為主,活血化瘀、祛濕泄?jié)釣樵撈诨局畏?,方中生牡蠣軟堅除濕,下泄?jié)穸?,蒲公英清熱解毒,丹參活血化瘀,生大黃瀉濁毒、破積滯、化瘀血,槐花清瘀熱;到疾病晚期,正氣消耗過多,則以本虛為主,治以扶正、補腎,方中黃芪補氣升陽利尿,巴戟天補腎助陽化氣;祛邪與補虛的聯(lián)合運用,標(biāo)本兼顧,體現(xiàn)了中醫(yī)治病的整體觀念。近年來,PMT 已成為RIF的研究熱點[23],但國外對中藥復(fù)方抑制PMT的研究相對較少。目前本實驗通過研究腎衰泄?jié)釡捌洳鸱綄MT 相關(guān)蛋白的影響,尋找可能的作用機制。貝那普利可減輕RIF的程度,以其為對照組可以更好地觀察腎衰泄?jié)釡寞熜?。本實驗結(jié)果表明,第7、14天時,各治療組及貝那普利組治療后PDGFR-β、α-SMA、NG-2蛋白的表達(dá)較模型組降低,較假手術(shù)組升高;各治療組及貝那普利組治療后Masson、HE評分較模型組降低,較假手術(shù)組升高;說明各治療組及貝那普利組均可抑制PDGFR-β、α-SMA、NG-2蛋白的表達(dá),改善RIF的進(jìn)展。腎衰泄?jié)釡M各項指標(biāo)優(yōu)于其余治療組,說明整體治療效果優(yōu)于單獨治療,標(biāo)本兼顧可以起到更好的治療效果。本實驗局限在慢性腎臟病發(fā)病機制復(fù)雜,腎衰泄?jié)釡锌赡芨深A(yù)多條信號通路達(dá)到延緩RIF 作用,目前尚未詳細(xì)探討,缺乏整體性對比;且由于研究樣本數(shù)量較少,具體作用機制尚不明確,本課題組將繼續(xù)完善相關(guān)研究。
綜上所述,腎衰泄?jié)釡捌洳鸱綔p輕RIF的機制可能是通過減少PDGFR-β、α-SMA、NG-2蛋白的表達(dá)來抑制PMT的過程,達(dá)到延緩RIF 發(fā)展的作用。