王莉平,郭金明,付永濤*,張娜,張紅霞,許冰
1.邯鄲市中心醫(yī)院,河北 邯鄲 056001
2.石家莊市第四醫(yī)院,河北 石家莊 050000
3.邯鄲市邯鋼醫(yī)院,河北 邯鄲 056001
系統(tǒng)性紅斑狼瘡是一種較常見的慢性自身免疫性疾病,男女患者比例約1∶9,以20~40 歲育齡期女性較為多見[1]。系統(tǒng)性紅斑狼瘡呈反復發(fā)作、遷延難愈的特點,可導致多臟器損傷,有文獻報道超過70%的系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者并發(fā)不同程度腎損傷,其中約20%的患者最終發(fā)展為終末期腎病,是導致系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者死亡的主要因素[2]。系統(tǒng)性紅斑狼瘡病理機制復雜,其中炎癥反應是系統(tǒng)性紅斑狼瘡所致多臟器并發(fā)癥發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵因素。研究證實,腎炎是系統(tǒng)性紅斑狼瘡腎損傷發(fā)展為終末期腎病的重要病理通路[3-4]。Toll 樣受體9/髓樣分化因子88/核因子-κB(TLR9/MyD88/NF-κB)是機體炎癥反應機制中重要的信號傳導通路,有文獻報道通過抑制TLR9/MyD88/NF-κB 信號通路及其介導的炎癥反應,可有效減輕系統(tǒng)性紅斑狼瘡所致腎損傷[5-7]。
羥氯喹化學結(jié)構(gòu)屬于4-氨基喹啉衍生物,臨床上常用于類風濕關(guān)節(jié)炎以及潛在不良反應較小藥物療效不佳的盤狀紅斑狼瘡、系統(tǒng)性紅斑狼瘡的治療。研究證實,羥氯喹具有抑制系統(tǒng)性紅斑狼瘡所致視網(wǎng)膜病變、動脈粥樣硬化等并發(fā)癥的作用[8-9],并且羥氯喹能夠通過抑制TLR9/MyD88/NF-κB 信號通路相關(guān)蛋白表達對小鼠腸炎和肝缺血再灌注損傷起到保護作用[10-11]。但羥氯喹是否能通過TLR9/MyD88/NF-κB 信號通路對系統(tǒng)性紅斑狼瘡所致腎損傷起到治療作用尚未見文獻報道,本研究通過制備系統(tǒng)性紅斑狼瘡小鼠模型,探討羥氯喹對系統(tǒng)性紅斑狼瘡小鼠腎損傷的影響,并基于TLR9/MyD88/NF-κB 信號通路探索其潛在機制。
45 只清潔級雌性BALB/c 小鼠,7~8 周齡,體質(zhì)量19~22 g,購自河北伊維沃生物科技有限公司[SCXK(冀)2020-002]。在12 h/12 h 光暗交替、室溫23~25 ℃、相對濕度45%~65%的條件下飼養(yǎng),自由進食飲水。實驗過程遵循減少、替換、優(yōu)化的原則給予實驗動物人道主義關(guān)懷。實驗方案獲得邯鄲市中心醫(yī)院倫理委員通過,倫理批件號HDZXLL(K)2022-013。
硫酸羥氯喹片(上海上藥中西制藥有限公司,規(guī)格0.1 g,批號2021S03018);TLR9 抑制劑ODN2088(美國CST 公司,批號21A004F27);降植烷(美國Sigma 公司,批號07162S);ELISA 法抗雙鏈DNA(ds-DNA)抗體檢測試劑盒(北京華英生物技術(shù)研究所,貨號HY-2458);磺基水楊酸法尿蛋白(UTP)、分光光度法血肌酐(Scr)、血尿素氮(BUN)、干擾素-γ(IFN-γ)、腫瘤壞死因子-α(TNFα)、白細胞介素-2(IL-2)、白細胞介素-4(IL-4)試劑盒(北京索萊寶公司,貨號BC8141、BC4910、BC1530、SEKM-0031、SEKM-0034、SEKM-0004、SEKM-0007);蘇木精-伊紅染色法(HE)試劑盒(上海碧云天生物科技公司,貨號C0105M);Masson染色試劑盒、IgG 二抗、ECL 顯色液(北京博奧森生物技術(shù)公司,貨號S0075、bs-0293P、C05-07004);逆轉(zhuǎn)錄試劑盒、RT-PCR 擴增試劑盒、TRIzol 試劑、RIPA 裂解液、BCA 蛋白定量試劑盒(北京索萊寶公司,貨號RP1100、RP1105、R1100、R0010、PC0020);TLR9、MyD88、NF-κB p65、β-actin 抗體(美國Santa Cruz 公司,貨號sc-52966、sc-37016、sc-54135、sc-13074)。
AU-480 型全自動生化分析儀(美國Beckman公司);1510 型酶標儀(美國Thermo Fisher 公司);RM2245 型石蠟組織切片機(德國Leica 公司);MIKRO 220R 型高速冷凍離心機(德國Hettich 公司);QuantStudio 5 型PCR 儀(美國ABI 公司);552BR 型電泳儀(美國Bio-Rad 公司);DYY-7C 型轉(zhuǎn)模儀(北京六一生物技術(shù)公司);5200 型化學發(fā)光成像系統(tǒng)(上海天能科技有限公司)。
1.4.1 造模、分組與給藥 隨機取45 只BALB/c 小鼠中的8 只設(shè)為對照組,剩余37 只則參照馬松鶴等[12]報道的方法,通過ip 降植烷0.5 mL 構(gòu)建系統(tǒng)性紅斑狼瘡小鼠模型,6 個月后血清ds-DNA 抗體水平顯著升高且尿蛋白呈強陽性(++++),則可判定系統(tǒng)性紅斑狼瘡小鼠模型構(gòu)建成功[12]。共成模33 只,去除ds-DNA 抗體水平最低的1 只后,將剩余的32 只成模小鼠隨機分為模型組、羥氯喹組、ODN2088 組、硫酸羥氯喹片+ODN2088 組,每組8 只。羥氯喹組ig 80 mg/kg(根據(jù)人與小鼠劑量換算公式計算所得),ODN2088 組ip 給藥4 mg/kg[13],羥氯喹+ODN2088 組ig 硫酸羥氯喹片80 mg/kg 和ODN2088 4 mg/kg,對照組和模型組ig 給予生理鹽水,各組均1 次/d 給藥連續(xù)治療5 周。
1.4.2 標本采集 末次給藥2 h后稱量大鼠體質(zhì)量,每隔2 h 通過按壓腹腔收集尿液,共收集24 h 的尿液備檢。通過摘眼球取血1 mL 后離心(2 000 r/min,5 min)取血清,-20 ℃保存?zhèn)錂z。頸椎脫臼處死后,開腹取雙側(cè)腎臟,4 ℃生理鹽水沖洗干凈后稱量雙側(cè)腎質(zhì)量,然后左側(cè)腎臟-20 ℃保存?zhèn)錂z,右側(cè)腎臟置于10%中性甲醛溶液實施固定。
1.4.3 腎臟指數(shù)(RI)按照以下公式計算RI。
RI=雙側(cè)腎質(zhì)量/體質(zhì)量
1.4.4 24 h-UTP 及血清Scr、BUN 水平檢測 取收集的24 h 尿液,遵照試劑盒說明處理后,采用磺基水楊酸法檢測24 h-UTP 含量。取血清,遵照試劑盒說明進行處理后,采用分光光度法檢測血清Scr、BUN 水平。
1.4.5 腎組織病理學檢查及纖維化狀況觀察 取經(jīng)10%中性甲醛溶液固定72 h 后的右側(cè)腎臟,梯度乙醇溶液脫水處理后浸蠟包埋,4 μm 厚度連續(xù)切片、貼附于涂有多聚賴氨酸的防脫載玻片上,經(jīng)梯度乙醇溶液脫蠟水化后按照試劑盒操作說明行HE染色,顯微鏡觀察腎組織病理學改變,參照王雙[14]報道的方法進行病理評分,即(1)腎小球病理評分:未見異常,記0 分;出現(xiàn)系膜增生、炎性細胞浸潤,為輕度,記1 分;在輕度基礎(chǔ)上出現(xiàn)內(nèi)皮細胞增生,為中度,記2 分;在中度基礎(chǔ)上出現(xiàn)新月體樣病變,為重度,記3 分。(2)腎小管病理評分:未見異常,記0 分;受損腎小管數(shù)量占腎小管總數(shù)<25%、25%~50%、>50%~75%、>75%分別記1、2、3、4 分。
按照試劑盒操作說明行Masson 染色,顯微鏡下觀察腎組織纖維化狀況,Masson 染色圖片中藍色為膠原纖維著色計算膠原容積分數(shù)(CVF)。
CVF=藍染面積/總面積
1.4.6 腎組織IFN-γ、TNF-α、IL-2、IL-4 檢測 取部分左側(cè)腎組織,加入適量生理鹽水后研磨勻漿,離心(3 500 r/min,10 min)取上清液,遵照試劑盒說明進行處理后,采用ELISA 法檢測腎組織IFNγ、TNF-α、IL-2、IL-4 水平。
1.4.7 腎組織TLR9、MyD88、NF-κBp65 mRNA 表達檢測 取部分左側(cè)腎組織剪碎后,加入4 ℃TRIzol試劑提取腎組織總RNA,逆轉(zhuǎn)錄合成cDNA,然后以cDNA 為模板通過PCR 儀行基因擴增反應,反應條件設(shè)置:95 ℃預變性2 min,然后95 ℃變性15 s、55 ℃退火15 s,共進行40 個循環(huán)。β-actin作為內(nèi)參以公式2-ΔΔCt計算TLR9、MyD88、NF-κB p65mRNA 相對表達量。PCR 引物由生工生物工程(上海)公司提供,引物序列見表1。
表1 引物序列Table 1 Primer sequence
1.4.8 腎組織TLR9、MyD88、NF-κB p65 蛋白表達檢測 取左側(cè)腎組織100 mg,加入1 mL 4 ℃ RIPA裂解液研磨勻漿提取總蛋白,BCA 法檢測蛋白濃度,均取30 μg 蛋白量上樣,通過10% SDS-PAGE電泳分離蛋白、轉(zhuǎn)PVDF 膜、室溫5%脫脂奶粉封閉1.5 h 后,加TLR9(1∶1 000)、MyD88(1∶1 000)、NF-κB p65(1∶800)、β-actin(1∶2 000)抗體稀釋液4 ℃孵育過夜,洗膜后二抗(1∶2 000)稀釋液室溫孵育1 h,洗膜后ECL 顯影,蛋白相對表達量以其與內(nèi)參蛋白(β-actin)灰度值比值表示。
運用統(tǒng)計學軟件SPSS 20.0 進行處理。計量資料符合正態(tài)分布以表示,多組間均數(shù)行單因素方差分析,兩組間比較行LSD-t檢驗。
與對照組比較,模型組體質(zhì)量顯著降低,RI 顯著升高(P<0.05)。與模型組比較,羥氯喹組、ODN2088 組和羥氯喹+ODN2088 組體質(zhì)量顯著升高,RI 顯著降低(P<0.05)。與羥氯喹組和ODN2088組比較,羥氯喹+ODN2088 組體質(zhì)量顯著升高,RI顯著降低(P<0.05),見圖1。
圖1 羥氯喹對小鼠體質(zhì)量和RI 的影響(,n=8)Fig.1 Effects of hydroxychloroquine on body mass and RI in mice (,n=8)
與對照組比較,模型組24 h-UTP 和血清Scr、BUN 水平顯著升高(P<0.05)。與模型組比較,羥氯喹組、ODN2088 組和羥氯喹+ODN2088 組24 h-UTP 和血清Scr、BUN 水平顯著降低(P<0.05)。與羥氯喹組、ODN2088 組比較,羥氯喹+ODN2088組24 h-UTP 和血清Scr、BUN 水平顯著降低(P<0.05),見圖2。
圖2 羥氯喹對小鼠24 h-UTP 和血清Scr、BUN 水平的影響(,n=8)Fig.2 Effects of hydroxychloroquine on 24 h-UTP and the level of Scr,BUN in serum in mice (,n=8)
對照組小鼠腎組織形態(tài)結(jié)構(gòu)未見病理性改變。模型組小鼠腎組織呈現(xiàn)明顯的病理性改變,包括腎小球系膜增生、炎性細胞浸潤、內(nèi)皮細胞增生以及新月體樣病變;腎小管上皮細胞空泡樣變、壞死呈顆粒狀;腎間質(zhì)炎性細胞浸潤。與模型組比較,羥氯喹組、ODN2088 組和羥氯喹+ODN2088 組腎組織病理性改變均明顯改善,其中羥氯喹+ODN2088組效果優(yōu)于羥氯喹組和ODN2088 組。
與對照組比較,模型組腎小球和腎小管病理評分顯著升高(P<0.05)。與模型組比較,羥氯喹組、ODN2088 組和羥氯喹+ODN2088 組腎小球和腎小管病理評分顯著降低(P<0.05)。與羥氯喹組和ODN2088 組比較,羥氯喹+ODN2088 組腎小球和腎小管病理評分顯著降低(P<0.05),見圖3、4。
圖3 羥氯喹對小鼠腎組織病變的影響(HE 染色,×400)Fig.3 Effects of hydroxychloroquine on renal histopathological changes in mice (HE staining,×400)
圖4 羥氯喹對小鼠腎組織腎小球和腎小管病理評分的影響(,n=8)Fig.4 Effects of hydroxychloroquine on the pathological scores of glomeruli,renal tubules in mice (,n=8)
對照組小鼠腎組織腎小球系膜區(qū)和腎小管周圍間質(zhì)區(qū)可見少量散在分布的膠原纖維。與對照組比較,模型組小鼠腎組織膠原纖維明顯增多,以腎小管周圍間質(zhì)區(qū)膠原纖維沉積最多。與模型組比較,羥氯喹組、ODN2088 組和羥氯喹+ODN2088 組膠原纖維明顯減少,其中羥氯喹+ODN2088 組效果優(yōu)于羥氯喹組和ODN2088 組。
與對照組比較,模型組腎組織CVF 顯著升高(P<0.05)。與模型組比較,羥氯喹組、ODN2088 組和羥氯喹+ODN2088 組CVF 顯著降低(P<0.05)。與羥氯喹和ODN2088 組比較,羥氯喹+ODN2088組CVF 顯著降低(P<0.05),見圖5、6。
圖5 羥氯喹對小鼠腎組織纖維化的影響(Masson 染色,×400)Fig.5 Effects of hydroxychloroquine on renal fibrosis in mice (Masson staining,×400)
圖6 羥氯喹對小鼠腎組織CVF 的影響(,n=8)Fig.6 Effects of hydroxychloroquine on renal CVF in mice(,n=8)
與對照組比較,模型組腎組織IFN-γ、TNF-α、IL-4 水平顯著升高,IL-2 水平顯著降低(P<0.05)。與模型組比較,羥氯喹組、ODN2088 組和羥氯喹+ODN2088 組腎組織IFN-γ、TNF-α、IL-4 水平顯著降低,IL-2 水平顯著升高(P<0.05)。與羥氯喹組和ODN2088 組比較,羥氯喹+ODN2088 組腎組織IFN-γ、TNF-α、IL-4 水平顯著降低,IL-2 水平顯著升高(P<0.05),見圖7。
圖7 羥氯喹對小鼠腎組織IFN-γ、TNF-α、IL-2、IL-4 水平的影響(,n=8)Fig.7 Effects of hydroxychloroquine on the level of IFN-γ,TNF-α,IL-2,IL-4 in renal tissue in mice (,n=8)
與對照組比較,模型組腎組織TLR9、MyD88、NF-κBp65mRNA 相對表達量顯著升高(P<0.05)。與模型組比較,羥氯喹組、ODN2088 組和羥氯喹+ODN2088 組腎組織TLR9、MyD88、NF-κBp65mRNA 相對表達量顯著降低(P<0.05)。與羥氯喹組或ODN2088 組比較,羥氯喹+ODN2088 組腎組織TLR9、MyD88、NF-κBp65mRNA 相對表達量顯著降低(P<0.05),見圖8。
與對照組比較,模型組腎組織TLR9、MyD88、NF-κB p65 蛋白相對表達量顯著升高(P<0.05)。與模型組比較,羥氯喹組、ODN2088 組和羥氯喹+ODN2088 組腎組織TLR9、MyD88、NF-κB p65 蛋白相對表達量顯著降低(P<0.05)。與羥氯喹組和ODN2088 組比較,羥氯喹+ODN2088 組腎組織TLR9、MyD88、NF-κB p65 蛋白相對表達量顯著降低(P<0.05),見圖9、10。
圖9 羥氯喹對小鼠腎組織TLR9、MyD88、NF-κB p65蛋白表達的影響Fig.9 Effects of hydroxychloroquine on the expression of TLR9,MyD88,NF-κB p65 proteins in renal tissue in mice
圖10 羥氯喹對小鼠腎組織TLR9、MyD88、NF-κB p65蛋白相對表達量的影響(,n=8)Fig.10 Effect of hydroxychloroquine on the relative expression of TLR9,MyD88,NF-κB p65 proteins in renal tissue in mice (,n=8)
系統(tǒng)性紅斑狼瘡動物模型主要有自發(fā)型、誘發(fā)型、基因調(diào)控型3 類,其中誘發(fā)型具有操作簡單易行、成模周期短、經(jīng)濟適用且與人類系統(tǒng)性紅斑狼瘡病理特征接近的優(yōu)勢,是系統(tǒng)性紅斑狼瘡相關(guān)動物實驗研究常用且普遍認可的造模方法,降植烷是最常用的誘發(fā)劑[15]。本研究結(jié)果顯示,系統(tǒng)性紅斑狼瘡模型小鼠體質(zhì)量降低,RI、24 h-UTP、血清Scr、BUN 水平升高,腎組織呈現(xiàn)腎小球系膜和內(nèi)皮細胞增生、新月體樣變、炎性細胞浸潤,腎小管上皮細胞空泡樣變、壞死呈顆粒狀,腎間質(zhì)炎性細胞浸潤、膠原纖維沉積,與馬松鶴等[12]和談欣怡等[16]報道一致。經(jīng)羥氯喹治療可顯著提高系統(tǒng)性紅斑狼瘡小鼠體質(zhì)量,降低RI、24 h-UTP 和血清Scr、BUN 水平,明顯改善系統(tǒng)性紅斑狼瘡小鼠腎組織病變和纖維化狀況,降低腎小球、腎小管病理評分和CVF,該結(jié)果與王蕊等[17]研究結(jié)果相似。表明羥氯喹對系統(tǒng)性紅斑狼瘡小鼠腎損傷具有保護作用,對腎功能具有改善作用。
系統(tǒng)性紅斑狼瘡是與環(huán)境、遺傳、免疫、激素等多因素相關(guān)的一種自身免疫性疾病,研究證實,T 細胞和B 淋巴細胞異常活化導致免疫功能紊亂及免疫復合物沉淀,進而引發(fā)IFN-γ、TNF-α、IL-4 等炎癥因子大量分泌是系統(tǒng)性紅斑狼瘡及其并發(fā)癥進行性加重的重要機制[18]。TNF-α 具有炎性趨化屬性,可誘導炎癥因子進一步釋放而加重炎癥反應,并促進炎性浸潤。此外,IFN-γ 被視為系統(tǒng)性紅斑狼瘡病理機制的中樞介質(zhì),De Ceuninck 等[19]報道靶向抑制IFN-γ 對自身免疫性疾病具有一定的治療作用;IL-4 可促進B 細胞活化,Gao 等[20]報道系統(tǒng)性紅斑狼瘡活動性與IL-4 水平升高相關(guān);IL-2 對系統(tǒng)性紅斑狼瘡進展表現(xiàn)為逆向調(diào)控作用,Miao 等[21]報道給予少量IL-2 對系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者具有一定的治療作用。本研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)羥氯喹治療可顯著降低系統(tǒng)性紅斑狼瘡小鼠腎組織IFN-γ、TNF-α、IL-4 水平,并提高IL-2 水平,這可能是羥氯喹對系統(tǒng)性紅斑狼瘡小鼠腎損傷起到保護作用的重要機制。
Toll 樣受體(TLRs)是一類跨膜識別受體,其中TLR9 在系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者B 淋巴細胞中高表達,有文獻報道TLR9 高表達為系統(tǒng)性紅斑狼瘡疾病進展的危險因素[22]。NF-κB 為TLRs 下游靶蛋白,TLR9 可通過做為信號傳導介質(zhì)的MyD88 誘導NFκB 表達與活化,活化型NF-κB 核轉(zhuǎn)位后NF-κB p65亞基通過與DNA 特定位點結(jié)合而誘導IFN-γ、TNFα、IL-4 等因子轉(zhuǎn)錄表達,進而誘導炎癥反應[23]。本研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)羥氯喹治療可顯著降低系統(tǒng)性紅斑狼瘡小鼠腎組織TLR9、MyD88、NF-κB p65 mRNA 和蛋白表達量,提示羥氯喹抑制系統(tǒng)性紅斑狼瘡小鼠腎臟炎癥反應可能與抑制TLR9/MyD88/NF-κB 信號通路有關(guān)。該結(jié)果與吳瓊等[6,24]研究結(jié)果相似。為了證實上述推論,本研究設(shè)置了TLR9 抑制劑ODN2088 組和羥氯喹+ODN2088 組,結(jié)果顯示,ODN2088 組對系統(tǒng)性紅斑狼瘡小鼠腎功能、腎組織病變、炎癥反應相關(guān)指標以及TLR9/MyD88/NF-κB信號通路的調(diào)控方向與羥氯喹組相同,且羥氯喹+ODN2088 組對系統(tǒng)性紅斑狼瘡小鼠各檢測指標的調(diào)控作用顯著優(yōu)于羥氯喹組和ODN2088 組,從而進一步證實羥氯喹對系統(tǒng)性紅斑狼瘡小鼠腎損傷的保護作用與抑制TLR9/MyD88/NF-κB 信號通路有關(guān)。
綜上所述,羥氯喹對系統(tǒng)性紅斑狼瘡小鼠腎損傷具有保護作用,對其腎功能具有改善作用,其機制可能與抑制TLR9/MyD88/NF-κB 信號通路,減輕炎癥反應有關(guān)。
利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突