魯歡, 張禮財, 宋超, 肖珊珊, 湯水福, 陳剛毅, 吳興波, 羅月中
(廣州中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院,廣東廣州 510405)
膜性腎?。╩embranous nephropathy,MN)是一類自身免疫性疾病[1],其中,原發(fā)性膜性腎病(primary membranous nephropathy,pMN)是成人腎病綜合征最常見的病理類型[2]。近10余年來,pMN的發(fā)病機制研究獲得重大突破,M 型磷脂酶A2 受體(M-type phospholipase A2 receptor,PLA2R)和Ⅰ型血小板反應(yīng)蛋白相關(guān)域7A作為pMN的主要靶抗原,廣泛應(yīng)用于臨床,對應(yīng)的抗體檢測不僅有助于與繼發(fā)性MN相鑒別,還能預(yù)測疾病的發(fā)展趨勢和治療轉(zhuǎn)歸。然而,由于靶抗原的致病機制仍未完全闡明,治療方案較前并無明顯變化。近年來自全國范圍的MN 流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn),我國MN 患病率呈明顯上升趨勢,且在我國北方和東北,MN的患病率在2014 年以后已經(jīng)超過了IgA 腎病,位居原發(fā)性腎小球病的首位[3-4]。因此,探索預(yù)防和治療MN的有效手段具有重要意義。本課題組前期研究結(jié)果提示MN與脾腎陽虛相關(guān),臨床上使用溫陽利水方療效確切,離體實驗證實溫陽利水方水提物可改善脾腎陽虛特發(fā)性膜性腎?。↖MN)患者血清致小鼠足細(xì)胞骨架蛋白F-actin 重排,調(diào)節(jié)p53和Bcl-2的表達(dá),緩解足細(xì)胞損傷[5-7]。
本研究擬構(gòu)建陽離子化牛血清白蛋白(cationic bovine serum albumin,C-BSA)MN大鼠模型,用溫陽利水方灌胃干預(yù),進(jìn)一步驗證和探索溫陽利水方的在體療效和機制,現(xiàn)將研究結(jié)果報道如下。
1. 1實驗動物雄性SD 大鼠(180 ± 20)g,購自廣州中醫(yī)藥大學(xué)實驗動物中心[合格證號:SCXK(粵)2013-0034]。7 d 檢疫期后,轉(zhuǎn)入飼養(yǎng)間,開始實驗。動物實驗方案已通過廣州中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院倫理委員會審核(ZYYECK 【2018】047),并遵循《赫爾辛基宣言》。
1. 2實驗細(xì)胞MPC5 小鼠足細(xì)胞系,由美國Baylor醫(yī)學(xué)院Danesh教授惠贈,廣東省人民醫(yī)院史偉教授轉(zhuǎn)贈。
1.3藥物溫陽利水方組成:制附子15 g,黃芪30 g,白術(shù)45 g,白芍30 g,茯苓30 g,生姜15 g。貝那普利(諾華集團(tuán),批號:X2606)。以上藥物均購自廣州中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院。
1.4試劑與儀器RPMI-1640 培養(yǎng)基、Ⅰ型鼠尾膠原(美國Corning 公司);澳洲胎牛血清、0.5 g/L胰蛋白酶(美國Gibco 公司);重組小鼠干擾素γ(IFN-γ)(以色列ProSpec 公司);磷酸鹽緩沖液(PBS)、青-鏈霉素溶液(美國Hyclone 公司); 細(xì)胞計數(shù)試劑盒8(CCK-8)(日本Dojindo 公司);腎足蛋白(nephrin)檢測試劑盒(酶聯(lián)免疫吸附法)(武漢優(yōu)爾生商貿(mào)有限公司,貨號:SEA937Ra);PCR Forward Prime、PCR Reverse Prime(美國Invitrogen公司);RNA Extraction Kit、Prime ScriptTMRT Master Mix、SYBR?Premix Ex TaqTMⅡ(日本TaKaRa 公司)。CO2培養(yǎng)箱(美國Shellab 公司);高速冷凍離心機(美國Sigma公司);多功能酶標(biāo)儀、微量檢測板(美國Thermo Scientific 公司);電子細(xì)胞計數(shù)儀、計數(shù)板、T-100 regular PCR儀、實時熒光定量PCR 儀(美國Bio-Rad 公司);自動生化分析儀(瑞典Roche 公司);光學(xué)顯微鏡(日本Olympus 公司);倒置熒光顯微鏡(德國Leica 公司);JEM-1400 PLUS 電子透射電子顯微鏡(日本電子株式會社)。
2.1細(xì)胞培養(yǎng)MPC5 小鼠足細(xì)胞復(fù)蘇后,在體積分?jǐn)?shù)5%CO2、33 ℃培養(yǎng)箱中誘導(dǎo)增殖4~5 d。待細(xì)胞生長融合至80%~85%,使用0.5 g/L胰蛋白酶消化后,傳代至包被Ⅰ型鼠尾膠原的培養(yǎng)皿中,再轉(zhuǎn)入體積分?jǐn)?shù)5%CO2、37 ℃培養(yǎng)箱,誘導(dǎo)分化8~14 d,分化成熟后可進(jìn)行后續(xù)實驗。具體步驟參見文獻(xiàn)[8]。
2.2溫陽利水方水提物的制備加6 倍量超純水分別浸泡制附子及其余藥物30 min,制附子先煎1 h,再加入其余藥物及浸泡液共煎,收集濾液。加4倍量超純水再次煎煮,收集濾液。合并2次濾液,反復(fù)過濾除渣,以8 000 r/min 離心5 min,過濾,以80 ℃減壓,濾液濃縮至浸膏,超純水定容至165 mL。過針頭濾器, 除顆粒雜質(zhì)、滅菌。于-20 ℃保存?zhèn)溆?。具體步驟參見文獻(xiàn)[6]。
2. 3溫陽利水方含藥血清的制備將SD 大鼠48 只隨機分為4 組,即對照組和溫陽利水方低、中、高濃度組。其中,每組大鼠再隨機分為3 組,分別命名為3 d、5 d和7 d組。根據(jù)“人和動物體表面積折算的等效劑量比率表”,以臨床劑量換算大鼠用藥劑量,折算系數(shù)為6.3,溫陽利水方低、中、高濃度組分別按劑量8.25、16.50、33.00 g·kg-1·d-1灌胃。對照組則給予等體積蒸餾水灌胃。各組將每日劑量等分,于9∶00和16∶00分別灌胃1次,按照時間組別依次連續(xù)灌胃3 d、5 d 和7 d。灌胃結(jié)束后,以100 g/L 水合氯醛麻醉大鼠,腹主動脈采血,以3 000 r/min,4 ℃離心15 min 分離血清,混合同組血清。以0.22 μm微孔濾膜過濾除菌,56 ℃恒溫水浴滅活30 min,于-80 ℃冰箱存儲備用。
2. 4 CCK-8篩選溫陽利水方水提物灌胃濃度和時間取分化成熟的P22 足細(xì)胞,同步化24 h 后,以0.5 g/L胰蛋白酶消化成單細(xì)胞懸液,以8 000個細(xì)胞/孔的密度接種于96孔板,加含體積分?jǐn)?shù)10%胎牛血清的RPMI-1640培養(yǎng)基至100 μL。培養(yǎng)24 h后,換液。分別設(shè)對照組,溫陽利水方低、中、高濃度組,每組內(nèi)再設(shè)3 d、5 d 和7 d 組。按照分組,每孔加入提前配制的含體積分?jǐn)?shù)10%對照組大鼠血清或溫陽利水方含藥血清的培養(yǎng)基100 μL,每組設(shè)5 個復(fù)孔。培養(yǎng)20 h 后,每孔加CCK-8 10 μL,共孵育4 h,使用酶標(biāo)儀測定450 nm 處吸光度(OD)。將不含細(xì)胞的完全培養(yǎng)基空白孔調(diào)零。
2.5 MN大鼠模型構(gòu)建、分組和干預(yù)經(jīng)過檢疫期后,將大鼠置于代謝籠內(nèi),留取尿液測定24 h尿蛋白定量(UTP),符合標(biāo)準(zhǔn)者,進(jìn)入正式實驗。實驗分為4組,分別為對照組、模型組、溫陽利水方組、貝那普利組,每組6只大鼠。模型組、溫陽利水方組、貝那普利組大鼠采用C-BSA 尾靜脈注射4 周構(gòu)建MN 模型[9],同期,對照組大鼠給予等量生理鹽水尾靜脈注射。造模成功后,對照組和模型組:給予雙蒸水灌胃,2.5 mL/次,每日2次,連續(xù)4周;溫陽利水方組:根據(jù)CCK-8篩選結(jié)果,按照16.50 g·kg-1·d-1劑量灌胃,雙蒸水稀釋,2.5 mL/次,每日2 次,連續(xù)4 周;貝那普利組:按照10.00 mg·kg-1·d-1劑量灌胃,雙蒸水稀釋,2.5 mL/次,每日2次,連續(xù)4周。
2.6指標(biāo)檢測
2.6.1 一般情況觀察 在開始灌胃后,觀察大鼠進(jìn)食量、對灌胃的接納情況、毛發(fā)光澤度、小便量、大便質(zhì)地。
2.6.2 血生化指標(biāo)檢測 干預(yù)結(jié)束后,代謝籠收取24 h 尿液后,以100 g/L 水合氯醛麻醉大鼠,腹主動脈采血,分離血清。應(yīng)用Cobas6000自動生化分析儀檢測尿素氮(BUN)、血肌酐(SCr)、總膽固醇(CHOL)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C),采用溴甲酚綠法檢測血清白蛋白(ALB),采用計算法測定血清球蛋白(GLO)。
2.6.3 UTP 檢測 在造模結(jié)束、灌胃第2 周和灌胃第4周,均使用代謝籠收取大鼠24 h尿液,采用化學(xué)比濁法檢測UTP水平。
2.6.4 腎臟病理檢測 干預(yù)結(jié)束后,以100 g/L水合氯醛麻醉大鼠,剖腹取右側(cè)腎臟,剝離腎包膜和非腎組織,生理鹽水沖洗,切塊,分別保存于光鏡固定液、電鏡固定液。光鏡標(biāo)本:梯度脫水、浸蠟包埋,常規(guī)切片,分別行蘇木素-伊紅(HE)、馬松(Masson)、過碘酸六胺銀(PASM)染色后,在光鏡下觀察。電鏡標(biāo)本:清洗、1%鋨酸固定、清洗、梯度脫水、樹脂滲透包埋、固化、切片、鈾鉛雙染色,電鏡下觀察。
2.6.5 實時定量聚合酶鏈反應(yīng)(qRT-PCR)法檢測腎皮質(zhì)nephrin mRNA表達(dá) 干預(yù)結(jié)束后,以100 g/L水合氯醛麻醉大鼠,剖腹取右側(cè)腎臟,剝離腎包膜和非腎組織,生理鹽水沖洗,切塊,分離腎皮質(zhì),保存于液氮罐中。按照試劑盒操作說明提取腎皮質(zhì)總RNA,測定其在230、260、280、320 nm處的OD 值,并計算濃度。取適量總RNA 行變性瓊脂糖凝膠電泳,檢測總RNA 的完整性。取符合條件的總RNA 溶液,按照操作說明,配制20 μL體系行逆轉(zhuǎn)錄,配制25 μL 體系行擴增。反應(yīng)條件:95 ℃預(yù)變性30 min、95 ℃變性5 s、60 ℃退火30 min,共進(jìn)行40個循環(huán)。內(nèi)參基因GAPDH上游引物序列為5’-CTCTACCCACGCCAAGTTCAA-3’,下游引物序列為5’-GGATGACCTTGCCCACAGC-3’;nephrin 上游引物序列為5’-CTGACTGGGCTG AAGCCTTCT-3’,下游引物序列為5’-AAGAGCA CAGGCAGCAGGGG-3’[10]。實驗重復(fù)3 次,每個樣本、每個基因均采用3個復(fù)孔,采用雙△Ct的方法計算目的基因表達(dá)量,結(jié)果以2-△△Ct表示。
2. 6. 6 酶聯(lián)免疫吸附法檢測尿液nephrin 蛋白含量 干預(yù)結(jié)束后,代謝籠收取大鼠24 h 尿液。以2 000×g離心15 min后收集上清液,置于-20 ℃冰箱中保存?zhèn)溆?。使用nephrin檢測試劑盒(酶聯(lián)免疫吸附法)檢測大鼠尿液nephrin蛋白含量。按照試劑盒說明書,逐步操作。
2.7統(tǒng)計方法采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)或中位數(shù)表示,計數(shù)資料以相對數(shù)表示。2組間比較采用獨立樣本t檢驗,多組間比較采用單因素方差分析。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
3.1 CCK-8法篩選溫陽利水方水提物灌胃濃度和時間的結(jié)果對照組與溫陽利水方低、中、高濃度組對應(yīng)時間組比較,3 d 組差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P < 0.05),且對照組OD 值均較含藥血清組高,提示3 d含藥血清可能抑制足細(xì)胞增殖;5 d組中,中濃度組OD 值較對照組高,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),其余2 組與對照組比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),提示5 d中濃度組含藥血清可能促進(jìn)足細(xì)胞增殖;7 d 組中,對照組OD 值均較含藥血清組高,且低、高濃度組與對照組比較,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P < 0.05),提示7 d 含藥血清可能抑制足細(xì)胞增殖。故選取中濃度作為灌胃濃度,5 d 作為灌胃時間,用于后續(xù)實驗。具體結(jié)果見表1。
表1 不同濃度溫陽利水方含藥血清處理不同時間對足細(xì)胞增殖的影響(CCK-8法)Table 1 Effects of different contents of serumcontaining YDR treatment for different times on proliferation of podocytes(by CCK-8) (±s)
表1 不同濃度溫陽利水方含藥血清處理不同時間對足細(xì)胞增殖的影響(CCK-8法)Table 1 Effects of different contents of serumcontaining YDR treatment for different times on proliferation of podocytes(by CCK-8) (±s)
①P<0.05,與對照組比較
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3.2 MN大鼠與對照組大鼠血生化指標(biāo)比較造模結(jié)束后,MN 大鼠血清SCr、GLO、CHOL、TG、LDL-C 水平均明顯升高,除TG 外,與對照組比較,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);血清ALB 明顯下降,與對照組比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P <0.05)。具體結(jié)果見表2。
表2 造模后膜性腎?。∕N)模型組與對照組大鼠血生化指標(biāo)比較Table 2 Comparison of the biochemical indexes between MN model group and control group after modeling (±s)
表2 造模后膜性腎?。∕N)模型組與對照組大鼠血生化指標(biāo)比較Table 2 Comparison of the biochemical indexes between MN model group and control group after modeling (±s)
①P<0.05,與對照組比較
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3.3溫陽利水方對MN大鼠一般情況的影響與模型組比較,在4周的灌胃過程中,溫陽利水方組大鼠食欲增加、不抗拒灌胃、毛發(fā)有光澤且脫毛減少、小便量多、大便成形、水腫減輕。
3.4溫陽利水方對MN大鼠UTP的影響在造模結(jié)束后、灌胃2周和灌胃4周,分別檢測各組大鼠UTP水平。結(jié)果顯示:灌胃2周,溫陽利水方組和貝那普利組大鼠UTP 均明顯下降,但組間比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);灌胃4 周,溫陽利水方組和貝那普利組大鼠UTP 繼續(xù)下降,組間比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見圖1。
3.5溫陽利水方對MN大鼠腎組織病理的影響灌胃4周后,與模型組比較,溫陽利水方組和貝那普利組大鼠腎小球基底膜增厚減輕,嗜復(fù)紅蛋白沉積減少,足突變形和融合緩解,腎小管上皮細(xì)胞水腫改善,蛋白管型減少,腎間質(zhì)炎癥細(xì)胞浸潤減輕。見圖2和圖3。
3.6溫陽利水方對MN大鼠腎皮質(zhì)nephrin mRNA表達(dá)和尿液nephrin蛋白含量的影響灌胃4 周后,模型組大鼠腎皮質(zhì)nephrin mRNA 相對表達(dá)量較對照組增加,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);溫陽利水方組大鼠nephrin mRNA 相對表達(dá)量較模型組減少,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);貝那普利組大鼠nephrin mRNA 相對表達(dá)量較模型組減少,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P < 0.05)。模型組大鼠尿液nephrin 蛋白含量較對照組增加,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);溫陽利水方組和貝那普利組大鼠尿液nephrin 蛋白含量均較模型組減少,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),且2 個治療組比較,差異亦有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。具體結(jié)果見表3。
圖1 溫陽利水方組和貝那普利組大鼠UTP變化折線圖Figure 1 The line chart for UTP in YDR group and benazepril group
圖2 灌胃4周后各組大鼠腎組織病理光鏡圖Figure 2 Comparison of the renal histopathological features under light microscope in various groups after 4 weeks of intragastric administration
表3 灌胃4周后各組大鼠腎皮質(zhì)nephrin mRNA和尿液nephrin蛋白檢測結(jié)果Table 3 Comparison of the expression levels of nephrin mRNA in renal cortex and nephrin protein in urine from rats in various groups after 4 weeks of intragastric administration (±s)
表3 灌胃4周后各組大鼠腎皮質(zhì)nephrin mRNA和尿液nephrin蛋白檢測結(jié)果Table 3 Comparison of the expression levels of nephrin mRNA in renal cortex and nephrin protein in urine from rats in various groups after 4 weeks of intragastric administration (±s)
①P < 0.05,與對照組比較;②P < 0.05,與模型組比較;③P<0.05,與貝那普利組比較
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膜性腎?。∕N),常見的主要臨床表現(xiàn)是大量蛋白尿、全身重度水腫。部分患者在起病初期或疾病復(fù)發(fā)時伴有急性腎損傷,少尿,可加重全身水腫,尤其是胃腸道水腫,可導(dǎo)致患者納差、嘔吐,影響藥物吸收,推遲免疫抑制劑起效時間;藥物無法緩解的重度水腫,隨著患者SCr 逐步上升,或者出現(xiàn)心力衰竭的并發(fā)癥,需要行血液透析治療;MN患者的高凝狀態(tài),使得臨時血液透析通路的建立,進(jìn)一步增加了深靜脈血栓的患病率,加重了治療難度和患者的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)。因此,對于MN 初期或復(fù)發(fā)期,在現(xiàn)有治療手段的基礎(chǔ)上,探索更有效的干預(yù)措施,減少并發(fā)癥的發(fā)生,仍然具有重大的臨床意義。本課題組的羅月中教授在30 余年的臨床實踐中發(fā)現(xiàn)IMN 初期或復(fù)發(fā)期中醫(yī)辨證以脾腎陽虛證為主[7],與多數(shù)研究[11-13]結(jié)論一致,配合使用溫陽利水方,不僅可以改善患者納差易吐的癥狀、增加尿量,還能減少患者上呼吸道感染的機率,促進(jìn)患者平穩(wěn)進(jìn)入緩解期。在前期體外研究[6]基礎(chǔ)上,繼續(xù)探索溫陽利水方體內(nèi)療效和機制,具有一定的臨床意義。
本研究采用C-BSA尾靜脈注射法構(gòu)建MN大鼠模型,結(jié)果顯示,造模結(jié)束后,MN 大鼠的SCr、GLO、CHOL、TG、LDL-C、UTP 水平均明顯升高,ALB 水平明顯下降,與對照組比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(TG 除外),又見電鏡下基底膜增厚、足突融合[5],提示造模成功。既往對IMN患者的臨床觀察研究發(fā)現(xiàn),脾腎陽虛組患者血清GLO 和抗PLA2R 水平均較高,且二者呈正相關(guān),提示脾腎陽虛組患者免疫活動和炎癥狀態(tài)明顯[14-16]。本研究結(jié)果顯示:造模后MN大鼠GLO較對照組亦顯著升高。使用溫陽利水方干預(yù)后,與模型組比較,溫陽利水方組大鼠食欲增加、不抗拒灌胃、脫毛減少、小便量多、大便成形、完全存活,灌胃2周末和4 周末UTP 均呈下降趨勢(且與貝那普利組比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義),腎組織病理學(xué)結(jié)果可見腎間質(zhì)炎癥細(xì)胞浸潤亦明顯減輕,提示溫陽利水方可調(diào)節(jié)MN的免疫活動和炎癥狀態(tài)。
足細(xì)胞損傷、腎小球濾過屏障受損,出現(xiàn)蛋白尿,是MN典型的病理改變。溫陽利水方是否可調(diào)節(jié)足細(xì)胞相關(guān)基因和蛋白的表達(dá)?Park等[17]對小鼠腎臟細(xì)胞分類后,行單細(xì)胞測序分析,證實與人類蛋白尿單基因遺傳病相關(guān)的基因,尤其是nephrin 和podocin,僅在足細(xì)胞表達(dá)。nephrin 是足細(xì)胞裂孔隔膜(SD)蛋白復(fù)合物的主要分子,通過CD2 相關(guān)蛋白(CD2AP)、podocin 與細(xì)胞骨架蛋白actin 連接。因此,檢測nephrin 可較直觀地反映藥物對足細(xì)胞的影響。本研究中,模型組大鼠腎組織nephrin mRNA 表達(dá)水平增加,腎組織病理損傷明顯,使用溫陽利水方和貝那普利干預(yù)后,腎組織nephrin mRNA 表達(dá)水平均下降,腎組織病理損傷減輕、尿蛋白減少。結(jié)合前期體外研究[6],溫陽利水方水提物可改善脾腎陽虛IMN 患者血清致小鼠足細(xì)胞骨架蛋白F-actin 重排,提示增多的nephrin 可能擾亂了actin 正常結(jié)構(gòu),導(dǎo)致足突功能失常,出現(xiàn)蛋白尿等病理改變。既往已有研究[18-20]發(fā)現(xiàn),損傷因素作用下,nephrin 在足細(xì)胞分布改變,但增加的nephrin 并不能發(fā)揮保護(hù)足細(xì)胞的作用。
綜上所述,溫陽利水方可改善MN模型大鼠水腫,減少尿蛋白,抑制腎小球免疫復(fù)合物的沉積和基底膜的增厚,減輕腎間質(zhì)炎癥細(xì)胞浸潤。溫陽利水方可能是通過降低nephrin mRNA 的異常表達(dá)從而維持足突生理功能、減少尿nephrin 的排泄發(fā)揮足細(xì)胞保護(hù)作用,從而有效治療MN。
(致謝:感謝中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院病理科董愉教授!感謝廣東省人民醫(yī)院史偉教授、章斌教授和張麗主治醫(yī)師?。?/p>