王 敏,邢竹蘭
(南京市高淳中醫(yī)院,江蘇 211300)
急性腎損傷(acute kidney injury,AKI)是重癥醫(yī)學(xué)科較為常見的一種嚴(yán)重性疾病,患者死亡率高達(dá)70%。其中感染、創(chuàng)傷、腎灌注不足以及藥物中毒等均可能導(dǎo)致AKI 的發(fā)生[1-2]。AKI 的發(fā)病機(jī)制十分復(fù)雜,全身的炎癥反應(yīng)綜合征是誘發(fā)休克和機(jī)體多功能器官損害的重要病理生理過程[3]。但是目前有關(guān)AKI 的治療仍無有效措施,因此,積極尋求AKI 有效防治途徑顯得尤為迫切。本研究通過采用盲腸結(jié)扎穿孔(cecal ligation and perforation,CLP)方法制備膿毒癥誘導(dǎo)的小鼠AKI 模型,探究丹參酮ⅡA 注射液聯(lián)合大黃制劑對小鼠AKI 損傷的影響及其作用機(jī)制。
1.1 實(shí)驗(yàn)動物 雄性,周齡6~8 周,體質(zhì)量18~20 g,C57 BL/6 小鼠由河北醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動物中心提供[SCXK(冀)2019-0006],該實(shí)驗(yàn)通過河北醫(yī)科大學(xué)動物實(shí)驗(yàn)倫理委員會審核批準(zhǔn)。
1.2 實(shí)驗(yàn)藥物與試劑 丹參酮ⅡA 磺酸鈉注射液(上海第一生化藥業(yè)公司,規(guī)格:2 ml∶10 mg,批號H31022558);大黃制劑(大黃 1.5 g、黃芪 2.0 g、菊花1.5 g、丹參 1.0 g、甘草 1.5 g、茯苓 1.5 g、川芎 1.0 g)水煮至 20~30 ml,含藥濃度:0.5 g/ml,放置于 4 ℃,低溫保存4 周;HE 染色試劑盒(江蘇碧云天公司);TUNEL 染色試劑盒(江蘇碧云天公司);超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)試劑盒(南京建成有限公司)。
1.3 主要實(shí)驗(yàn)儀器 全自動生化分析儀(美國貝克曼庫爾特,型號:AU5800);酶標(biāo)儀(賽默飛世爾,型號:SAF-680T);高速離心機(jī)[賽默飛世爾科技(中國)有限公司,型號:Micro17R]。
1.4 急性腎損傷模型制備 利用盲腸結(jié)扎穿孔(CLP)構(gòu)建膿毒癥誘導(dǎo)的小鼠急性腎損傷模型。沿小鼠腹部正中線做1 cm 左右的切口,找到盲腸并在盲腸根部采用4 號線結(jié)扎盲腸,18 號靜脈穿刺針貫穿盲腸并擠出腸內(nèi)少許內(nèi)容物,操作完成后將盲腸還納入腹腔,縫合手術(shù)切口,之后腹腔注射氯化鈉注射液抗休克。假手術(shù)組小鼠除去對盲腸結(jié)扎和穿刺針穿孔,其余操作均與模型組小鼠操作一致。小鼠手術(shù)后3 d,造模成功標(biāo)志:小鼠精神倦怠、腹脹,剖腹后可見腹腔有血性或者膿性分泌物并且出現(xiàn)盲腸腫脹發(fā)黑等。以上現(xiàn)象表明小鼠造模成功[4]。并于造模成功后1 d 進(jìn)行分組給藥處理。
1.5 給藥處理 按照隨機(jī)數(shù)字表法分為:假手術(shù)組(Sham)、模型組(Model)和丹參酮ⅡA 注射液聯(lián)合大黃制劑治療組(TM)。Sham 小鼠自由飲水飲食;Model組小鼠腹腔注射給予10 ml/kg 氯化鈉注射液3 d,2次/d;丹參酮ⅡA 注射液聯(lián)合大黃制劑治療組小鼠給予丹參酮ⅡA 注射液10 ml/kg 腹腔注射和2 ml/kg的大黃制劑灌腸處理3 d,2 次/d,每次間隔12 h。以上各組小鼠每組各10 只,隨機(jī)選取6 只進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。
1.6 標(biāo)本收集 Sham 組小鼠麻醉后取血液樣本2~3 ml。CLP 誘導(dǎo)小鼠AKI 成功3 d 后取小鼠血液樣本2~3 ml。丹參酮ⅡA 注射液聯(lián)合大黃制劑治療組小鼠治療3 d后于最后一次給藥12 h 后,取小鼠血液樣本2~3 ml。3 000 r/min 離心 10 min,取上清,并放置于-20 ℃冰箱保存。試劑盒和全自動生化分析儀測定血清BUN和Cr 含量。
1.7 蘇木素-伊紅(HE)染色 給予丹參酮ⅡA 注射液聯(lián)合大黃制劑治療3 d 后將各組小鼠處死,并分離腎臟組織,并按照試劑盒說明書進(jìn)行HE 染色觀察小鼠腎臟組織形態(tài)學(xué)變化。
1.8 TUNEL 染色檢測細(xì)胞凋亡 按照TUNEL 染色檢測試劑盒說明書對各組小鼠腎臟腎臟組織細(xì)胞凋亡進(jìn)行檢測。以腎臟組織出現(xiàn)綠色熒光顆粒判定為陽性。
1.9 腎臟組織氧化應(yīng)激相關(guān)指標(biāo)檢測 取同等質(zhì)量的各組小鼠腎臟組織研磨成組織勻漿,BCA 法測定各組蛋白質(zhì)總濃度后分別通過酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA) 檢 測SOD 和 MDA 含量。
1.10 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 20.0 軟件進(jìn)行試驗(yàn)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。所有數(shù)據(jù)采用表示,多組之間比較采用ANOVA 分析方法,兩組間差異的比較采用t 檢驗(yàn)方法,P<0.05 表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 丹參酮ⅡA 注射液聯(lián)合大黃制劑對小鼠腎組織形態(tài)及功能的影響 Sham 組小鼠腎小球結(jié)構(gòu)清晰,腎小管上皮細(xì)胞完整,腎間質(zhì)無充血以及炎癥細(xì)胞浸潤,無明顯損傷。Model 組小鼠腎小管上皮細(xì)胞腫脹、管腔狹窄、腎間質(zhì)水腫并伴有炎癥細(xì)胞浸潤。TM 組小鼠腎臟組織上述現(xiàn)象明顯減輕(圖1)。與Sham 組比較,Model 組小鼠 BUN 和 Cr 含量顯著增加(P<0.01)。與Model 組比較,TM 組小鼠BUN 和Cr 含量顯著降低(P<0.05 或 P<0.01),見表 1。
圖1 各組小鼠腎臟組織形態(tài)學(xué)變化(200×)
表1 各組小鼠 BUN 和 Cr 水平變化(,n=6)
表1 各組小鼠 BUN 和 Cr 水平變化(,n=6)
與 Sham 組比較,**P<0.01;與 Model 組比較,#P<0.05,##P<0.01。
組別BUN(mmol/L)Cr(μmol/L)Sham 組 6.70±1.06 86.60±12.50 Model 組 45.22±5.09** 730.44±78.66**TM 組 34.55±4.09## 640.35±54.88#
2.2 丹參酮ⅡA 注射液聯(lián)合大黃制劑對小鼠腎組織細(xì)胞氧化應(yīng)激和凋亡的影響 TUNEL 染色顯示,Model 組小鼠腎臟組織可見明顯的綠色熒光深顆粒,表明有大量的細(xì)胞凋亡。TM 組小鼠腎臟組織細(xì)胞凋亡程度顯著降低(圖2)。與Sham 組小鼠比較,Model組 MDA 含量顯著增加(P<0.01),SOD 水平顯著降低(P<0.01)。與 Model 組比較,TM 組 MDA 含量顯著降低(P<0.01),SOD 水平顯著升高(P<0.01),見表 2。
圖2 各組小鼠腎臟組織細(xì)胞凋亡情況(200×)
表2 各組小鼠 MDA 和 SOD 水平變化(,n=6)
表2 各組小鼠 MDA 和 SOD 水平變化(,n=6)
與 Sham 組比較,**P<0.01;與 Model 組比較,##P<0.01。
組別 MDA(U/mg·prot) SOD(U/mg prot)Sham 組 3.12±0.20 3.52±0.45 Model 組 7.01±0.80** 2.40±0.30**TM 組 5.44±0.49## 3.48±0.58##
小鼠CLP 模型是膿毒癥的經(jīng)典模型,被廣泛應(yīng)用于膿毒癥的機(jī)制研究[5]。膿毒癥可以誘發(fā)機(jī)體的多功能臟器的損害,其中AKI 是膿毒癥誘發(fā)的最嚴(yán)重的并發(fā)癥,致死率極高[6]。盲腸穿孔導(dǎo)致腸道微生物滲出,釋放內(nèi)毒素,進(jìn)而促進(jìn)炎癥因子大量釋放,最終引起全身性的炎癥反應(yīng)。本研究首先通過CLP構(gòu)建小鼠AKI 模型。結(jié)果顯示,Sham 組小鼠腎小球結(jié)構(gòu)清晰,腎小管上皮細(xì)胞完整,腎間質(zhì)無充血以及炎癥細(xì)胞浸潤,無明顯損傷。Model 組小鼠腎小管上皮細(xì)胞腫脹、管腔狹窄、腎間質(zhì)水腫并伴有炎癥細(xì)胞浸潤。TM 組小鼠腎臟組織上述現(xiàn)象明顯減輕。以上研究證實(shí)丹參酮ⅡA 注射液聯(lián)合大黃制劑能夠?qū)LP 誘導(dǎo)的小鼠AKI 具有保護(hù)作用。以往研究證實(shí)丹參酮ⅡA 能夠通過抑制炎癥因子釋放和氧化應(yīng)激水平,從而減輕膿毒癥大鼠急性腎損傷[7]。另外,大黃制劑能夠通過調(diào)節(jié)免疫功能從而改善急性腎損傷患者臨床癥狀[8]。
血清中BUN 和Cr 是腎功能的重要檢測指標(biāo),而血清中其水平主要是反映腎小球?yàn)V過功能[9]。AKI 時(shí)腎小球?yàn)V過率顯著降低,進(jìn)而導(dǎo)致血清中BUN 和Cr含量的升高。以往文獻(xiàn)報(bào)道,在CLP 誘導(dǎo)的AKI 模型中,降低BUN 和Cr 水平能夠有效減輕腎臟損傷[10]。本研究通過丹參酮ⅡA 注射液聯(lián)合大黃制劑治療組小鼠3 d。結(jié)果發(fā)現(xiàn),與Model 組小鼠比較,TM 組小鼠血清中BUN 和Cr 水平均顯著降低,表明丹參酮ⅡA注射液聯(lián)合大黃制劑能夠改善AKI 癥狀。氧化應(yīng)激性細(xì)胞凋亡是膿毒癥誘發(fā)AKI 的重要分子機(jī)制。在CLP 誘發(fā)的膿毒癥合并AKI 小鼠模型中活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平顯著升高,凋亡蛋白caspase3 表達(dá)顯著升高,Bcl-2 表達(dá)顯著降低。而通過抑制劑清除ROS 可以有效降低腎臟組織炎癥和細(xì)胞凋亡,進(jìn)而改善 AKI 腎臟損傷[11]。因此,通過降低腎臟組織細(xì)胞氧化應(yīng)激細(xì)胞凋亡能夠有效改善AKI 損傷。本研究發(fā)現(xiàn),與Sham 組比較,Model 組MDA 含量顯著增加,SOD 水平顯著降低,小鼠腎臟組織可見明顯的綠色熒光深顆粒。與Model 組小鼠相比,給予丹參酮ⅡA 注射液聯(lián)合大黃制劑能夠增加腎臟組織SOD,降低MDA 含量,降低細(xì)胞凋亡。
綜上所述,丹參酮ⅡA 注射液聯(lián)合大黃制劑對CLP 誘導(dǎo)的AKI 具有保護(hù)作用,其作用機(jī)制可能是通過降低BUN 和Cr 水平,抑制細(xì)胞氧化應(yīng)激凋亡。但是有關(guān)丹參酮ⅡA 注射液聯(lián)合大黃制劑對AKI 保護(hù)作用的具體分子機(jī)制仍需要進(jìn)一步研究。