摘要:鹽敏感高血壓作為一種頑固性高血壓,其發(fā)病機制十分復(fù)雜。雖然鹽皮質(zhì)激素受體激活和腎損傷在鹽敏感高血壓的發(fā)展中起關(guān)鍵作用,但具體的病理機制目前并不明確。通過高鹽飲食誘導(dǎo)建立達(dá)爾鹽敏感(Dahl SS)大鼠高血壓模型,探究鹽敏感高血壓及腎損傷產(chǎn)生的病理機制。與鹽不敏感的SS-13BN 大鼠相比,長期高鹽飲食會造成Dahl SS 大鼠腎臟中交感神經(jīng)和腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)(RAAS)的局部激活,最終激活鹽皮質(zhì)激素受體(MR),導(dǎo)致上皮鈉通道(ENaC)表達(dá)增加、氧化應(yīng)激與炎癥反應(yīng)增強,從而發(fā)生腎纖維化病變,并引發(fā)腎臟中磷酸化肌動蛋白(P-Cofilin)與足蛋白(Podocin)表達(dá)增加,造成足細(xì)胞損傷,最終引發(fā)腎損傷與高血壓癥狀。
關(guān)鍵詞:高鹽飲食;Dahl SS 大鼠;鹽敏感高血壓;腎損傷;鹽皮質(zhì)激素受體
中圖分類號:R965 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
高血壓作為一種最普遍的慢性代謝性疾病,是導(dǎo)致心血管疾病的重要因素之一。人群中,因高血壓導(dǎo)致心血管疾病發(fā)生甚至死亡的比例正在顯著增加[1],而鹽敏感高血壓作為一種特殊的難治性高血壓,其病因繁多復(fù)雜?;蜻z傳、高鹽飲食、腎鈉攝入和排出失衡、交感神經(jīng)的過度興奮、交感神經(jīng)和腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)(RAAS)的紊亂、炎癥和氧化應(yīng)激的增強、肥胖、精神壓力以及衰老等諸多因素,均是造成鹽敏感高血壓產(chǎn)生和迅速發(fā)展的重要原因[2-3]。由鹽攝入量的持續(xù)性增加而引起的交感神經(jīng)與鹽皮質(zhì)激素受體(MR)的過度激活是導(dǎo)致腎損傷、并最終發(fā)展成鹽敏感高血壓的根本因素[4]。
作為一種特殊的鹽敏感高血壓模型,達(dá)爾鹽敏感(Dahl SS)大鼠及對照鼠SS-13BN 大鼠常用于鹽敏感高血壓的研究。在高鹽飲食狀態(tài)下,Dahl SS 大鼠的血壓會出現(xiàn)爆發(fā)式增高,并伴有腎損傷。這樣的特點與人群中的鹽敏感人群相吻合,故常用于模擬人類的鹽敏感高血壓模型,用于各種病理機制的研究及尋找潛在的治療藥物[2-3, 5-10]。研究表明Dahl SS大鼠高血壓及腎損傷的爆發(fā)與腎臟線粒體功能受損和能量代謝障礙[11]、足細(xì)胞損傷與腎小球病變[12]、氧化應(yīng)激與炎癥[13-14] 等因素密切相關(guān)。但由于Dahl SS高血壓模型發(fā)病機制十分復(fù)雜,所以現(xiàn)今鮮有針對Dahl SS 大鼠高血壓模型進(jìn)行的病理機制系統(tǒng)研究。
本文通過高鹽飲食建立Dahl SS 大鼠高血壓模型,探究導(dǎo)致腎損傷與血壓升高潛在的病理機制,并揭示各因素之間明確的因果關(guān)系,為后續(xù)的藥物開發(fā)提供有效的研發(fā)思路。
1 實驗部分
1.1 動物與試劑
6 周齡的Dahl SS 大鼠及對照鼠SS-13BN 大鼠購自北京維通利華實驗動物技術(shù)有限公司;特殊訂制的0.3%(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同) NaCl AIN-93G 和4%NaClAIN-93G 飼料購自北京科澳協(xié)力飼料有限公司。血壓測量使用的是由上海奧爾科特生物技術(shù)有限公司購買的ALC-NIBP 無創(chuàng)血壓分析系統(tǒng)??贵wα-ENaC( PA5-96353) 、γ-ENaC( PA5-110347)購自賽默飛世爾科技有限公司;β-ENaC(14134-1-AP)、GADPH(60004-1-Ig)、β-actin(11224-1-AP)、Cofilin(66057-1-Ig)、NPHS2(20384-1-AP)、辣根過氧化物酶(HRP)標(biāo)記的山羊抗兔或抗鼠二抗購自美國Proteintech 公司;SGK-1(ab55281)購自英國Abcam 公司;NF-κB(3033S)、P-Cofilin( 3313S) 購自美國CST 公司; IL-4( E-ELR0014c)、IL-1β( E-EL-R0012c) 、去甲腎上腺素( EEL-0047c) 、血管緊張素Ⅱ( E-EL-R1430c) 、醛固酮(E-EL-0070c)、腎素(E-EL-R0030c)Elisa 試劑盒購自武漢伊萊瑞特生物科技股份有限公司; 丙二醛(S0131S)和谷胱甘肽還原酶(S0055)試劑盒購自上海碧云天生物技術(shù)有限公司。
1.2 實驗方法
1.2.1 動物分組與模型建立 6 周齡的Dahl SS 大鼠和SS-13BN 大鼠在恒溫?zé)o病原體、12 h 和12 h 光暗循環(huán)的鼠房中適應(yīng)性飼養(yǎng)一周,進(jìn)行一周的適應(yīng)性訓(xùn)練,并根據(jù)訓(xùn)練血壓的結(jié)果隨機分成4 組:SS-13BN rats+0.3% NaCl+Placebo;SS-13BN rats+4% NaCl+Placebo;Dahl SS rats+0.3%NaCl+Placebo;Dahl SS rats+4% NaCl+Placebo,其中,0.3%NaCl 代表低鹽飼料,4%NaCl 代表高鹽飼料,Placebo 代表安慰劑。每周進(jìn)行1 次尾套管無創(chuàng)血壓監(jiān)測,并且在第8 周時,在戊巴比妥鈉麻醉狀態(tài)下腹主動脈取血并采集腎臟標(biāo)本,血液取出后靜置5 min,后在4 ℃、12 000 g條件下離心15 min,取上層血漿,分裝后放在?80 ℃ 冰箱儲存;腎臟縱切,一半固定于10%(體積分?jǐn)?shù),下同)中性甲醛溶液,用于組織學(xué)病理檢查,另一半液氮速凍,用于分子生物學(xué)實驗。所有實驗方案都按照美國國立衛(wèi)生研究院發(fā)布的《實驗動物護理和使用指南》進(jìn)行設(shè)計和研究。
1.2.2 腎臟的組織病理學(xué)評估 通過Masson 染色評估腎臟的纖維化狀況:將縱切固定于10% 中性甲醛的腎臟組織進(jìn)行石蠟包埋、切片、脫蠟,并用蒸餾水沖洗起到補水作用, 然后按照標(biāo)準(zhǔn)改良后的Masson 染色實驗方案進(jìn)行染色,并使用光學(xué)倒置顯微鏡觀察拍照。在200X 視野條件下,每張切片隨機選擇4 個腎臟區(qū)域進(jìn)行定量分析,并使用Image-ProPlus 6.0 測量陽性區(qū)域的面積,通過藍(lán)色的膠原面積判斷腎纖維化的程度。
1.2.3 Western Blot 實驗 使用RIPA( Radio-ImmunoprecipitationAssay)裂解液,并輔以苯醛基磺酰氟(PMSF)和Cocktail 蛋白酶抑制劑提取腎臟標(biāo)本中的總蛋白,利用BCA 蛋白濃度測定法確定總蛋白濃度。樣品在10%SDS-聚丙烯酰胺凝膠上進(jìn)行電泳,對目的蛋白進(jìn)行分離,將其轉(zhuǎn)移到聚偏二氟乙烯膜(PVDF)膜上(70 min),后在0.05 g/mL 的脫脂牛奶中阻斷非特異性蛋白2 h,再在4 ℃ 下與一抗過夜孵育。隔日,在室溫條件下用含0.2%(體積分?jǐn)?shù))吐溫的TBST 緩沖液清洗未結(jié)合的一抗,每次10 min。清洗結(jié)束后,將膜與HRP 標(biāo)記的二抗在室溫下孵育2 h,并清洗未結(jié)合的二抗。通過ECL 化學(xué)發(fā)光液將信號放大, 并使用化學(xué)發(fā)光儀獲取圖像, 最后用Image J 進(jìn)行灰度值計算。
1.2.4 免疫組化 將石蠟切片置于二甲苯中進(jìn)行脫蠟處理,并在不同濃度梯度的酒精中進(jìn)行脫水處理。脫蠟脫水結(jié)束后, 將切片置于pH 為6.0 的1X 檸檬酸抗原修復(fù)液中,在95 ℃ 條件下進(jìn)行抗原修復(fù),然后冷卻至室溫。隨后,用體積分?jǐn)?shù)為3% 的H2O2 室溫避光孵育20 min,阻斷內(nèi)源性過氧化物酶,然后在室溫下用5% 的牛血清白蛋白阻斷非特異性信號。將切片在4 ℃ 下與一抗過夜孵育,次日在室溫條件下用PBS 洗去多余的一抗,二抗孵育1 h后清洗未結(jié)合的二抗。在避光條件下進(jìn)行二氨基聯(lián)苯胺顯色、蘇木素染核和鹽酸乙醇分化操作,最后在梯度乙醇和二甲苯中脫水至透明,并在通風(fēng)櫥中進(jìn)行中性樹膠封片處理。晾干后在倒置光學(xué)顯微鏡下觀察并拍片,每張切片在200X 視野下選擇4 個區(qū)域進(jìn)行定量分析,并使用Image-Pro Plus 6.0 量化二氨基聯(lián)苯胺(DAB)顯色的信號強度。
1.2.5 酶聯(lián)免疫吸附測定實驗 本文實驗所有操作均嚴(yán)格遵守制造商說明書規(guī)定的實驗方案。樣品中的抗原與包被在酶標(biāo)板上的抗體結(jié)合后,洗去未結(jié)合的抗原,再依次加入生物素化抗體工作液和酶結(jié)合物工作液繼續(xù)孵育,形成免疫復(fù)合物。隨后加入顯色底物四甲基聯(lián)苯胺(TMB),使其在辣根過氧化物酶的催化下呈現(xiàn)藍(lán)色,接著加入終止液停止反應(yīng),然后在450 nm 處測量腎臟組織中各物質(zhì)的吸光度值,并用OriginPro2020 計算各樣品對應(yīng)的濃度。
1.2.6 GSH、MDA 的測定 剪取適量腎臟組織制備成組織勻漿,冰上儲存?zhèn)溆靡杂脕磉M(jìn)行二氨基聯(lián)苯胺(GSH)、丙二醛(MDA)的測定,整個過程嚴(yán)格根據(jù)制造商提供的說明書進(jìn)行實驗操作和測量。
1.2.7 數(shù)據(jù)分析及處理 本文中所有數(shù)據(jù)均用平均值+標(biāo)準(zhǔn)誤差(Mean + SEM)表示,使用SPSS26.0 軟件進(jìn)行組間的單因素方差分析,采用最小顯著差異法檢驗進(jìn)行多重比較。n 代表每組樣本數(shù), p lt;0.05 代表有顯著性差異。