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【背景】随着人口老龄化及生活方式的改变,慢性肾脏病(chronic kidney disease,CKD)的发病率逐年上升,且病因复杂,已成为危害人类健康的重大公共卫生问题。肾纤维化是不同病因引起CKD的共同病理特点,其主要病理改变为肾小管萎缩、间质炎症细胞的浸润和细胞外基质的大量沉积等。若不及时治疗,患者将出现严重的代谢性酸中毒症状,同时并发心脏、大脑等多器官损伤。当疾病最终进展至终末期肾衰竭(end stage renal failure,ESRF)阶段时,患者只能通过肾移植来维持生命。在过去的几年里,尽管透析治疗有了长足的进步,但终末期肾衰患者的死亡率仍然较高,亟需寻找新的治疗靶点以改善慢性肾脏病的诊疗现状。作为固有免疫系统的重要组成部分,巨噬细胞在肾纤维化的发生发展中发挥重要作用。巨噬细胞具有异质性,根据其表型和功能不同,可以将巨噬细胞分为经典活化巨噬细胞(即M1型巨噬细胞)和替代活化巨噬细胞(即M2型巨噬细胞)。当肾脏发生损伤时,骨髓来源的单核细胞向外周血释放增多,炎性单核细胞被募集到受损肾脏组织中,在疾病早期分化为M1型巨噬细胞,以应对感染或组织损伤。当疾病进展到晚期时,浸润的巨噬细胞由M1型向M2型转变,主要发挥抗炎和组织修复的作用。内质网是细胞内负责蛋白质合成和折叠的重要细胞器。环境、生理和病理等因素均可能导致内质网功能紊乱,从而引发内质网应激。人们将在内质网应激条件下,为了恢复由未折叠或错误折叠蛋白导致的细胞功能紊乱或介导细胞死亡(凋亡)所做出的一系列反应统称为非折叠蛋白反应(unfolded protein response,UPR)。有研究报道内质网应激及其相应的非折叠蛋白反应参与调节巨噬细胞的活化和极化,其对M1型巨噬细胞具有促进作用,而对M2型具有抑制作用。然而内质网应激是否可以通过调节巨噬细胞的活化影响肾脏纤维化的发生发展及其相关机制尚未完全阐明。【目的】检测UUO小鼠肾脏中内质网应激的状态,明确内质网应激在肾纤维化发生发展中的作用及其对于肾脏巨噬细胞表型和功能的影响,并且探讨阻断巨噬细胞中的内质网应激相关分子在肾纤维化进展中的调节作用和分子机制。【方法】1.采用单侧输尿管结扎(unilateral ureteral obstruction,UUO)的方法建立小鼠肾纤维化模型。自UUO术后第2天起运用内质网应激抑制剂4-PBA对小鼠进行干预,每天一次,连续7天或14天。2.通过糖原(PAS)和马松(Masson)染色、实时荧光定量聚合酶链反应(quantitative real time PCR,q-PCR)、免疫印迹分析(Western blot)以及血尿素氮检测分析肾脏损伤和纤维化程度。3.运用流式细胞术、免疫荧光染色及q-PCR检测巨噬细胞表型的变化。4.体外提取小鼠骨髓来源巨噬细胞(bone marrow-derived macrophages,BMDM),运用TG预处理后加入LPS(100 ng/m L)和IFN-γ(20 ng/m L)诱导BMDM向M1表型极化,通过流式细胞术和q-PCR检测内质网应激对于巨噬细胞活化的影响。5.采用过继转移实验明确IRE1α-XBP1通路在肾纤维化进展中的作用。【结果】1.成功建立小鼠单侧输尿管结扎(UUO)模型,q-PCR和Western blot结果显示:梗阻肾脏中内质网应激相关分子的表达显著增加。2.自UUO术后第2天起运用内质网应激抑制剂4-PBA对小鼠进行干预,每天一次,连续7天或14天后,小鼠肾脏中内质网应激水平明显降低、肾脏损伤和纤维化程度减轻,同时4-PBA干预部分缓解了UUO对于小鼠肾功能的损伤。3.q-PCR检测注射4-PBA后小鼠肾脏中细胞因子TNF-α、TGF-β和趋化因子CX3CL1、CCL2的变化情况,结果显示,连续注射4-PBA 7天后小鼠肾脏中细胞因子TNF-α、TGF-β和趋化因子CX3CL1、CCL2的表达减少,而在连续注射14天后细胞因子和趋化因子的表达无明显改变。4.运用流式细胞术和免疫荧光检测4-PBA干预后小鼠肾脏中巨噬细胞的变化情况,结果显示:UUO术后7天抑制内质网应激能够减少肾脏中巨噬细胞和M1型巨噬细胞的浸润;在UUO术后14天抑制内质网应激后小鼠肾脏中巨噬细胞的浸润增多,而M1型巨噬细胞有减少的趋势,但无统计学差异。5.体外提取骨髓来源巨噬细胞(BMDM),内质网应激激活剂TG处理BMDM后,细胞中内质网应激相关分子的表达升高,且促进BMDM向M1表型极化。运用4-PBA和IRE1α通路抑制剂4μ8C刺激TG处理后的BMDM,发现BMDM向M1表型的极化减弱,证明:内质网应激和IRE1α通路能够促进巨噬细胞向M1表型转变。6.Western blot检测BMDM中巨噬细胞极化相关通路的激活情况,结果表明,Erk通路能够通过影响STAT1和STAT3的活化参与内质网应激及IRE1α的促M1型巨噬细胞极化作用。7.在体外运用小干扰RNA敲低巨噬细胞中的IRE1α分子后,将巨噬细胞输注进UUO小鼠体内,小鼠肾脏巨噬细胞中IRE1α分子的表达降低,且M1型巨噬细胞的浸润减少。8.输注了siIRE1α的巨噬细胞后小鼠肾脏损伤和纤维化程度减轻,提示:巨噬细胞中的IRE1α通路参与小鼠肾脏纤维化的发生发展。【结论】UUO诱导的小鼠肾脏纤维化模型中,小鼠肾脏内质网应激水平增加。内质网应激通过促进巨噬细胞向M1表型活化加速肾纤维化的发生发展,同时抑制巨噬细胞中的IRE1α-XBP1通路可能成为缓解肾纤维化的潜在治疗靶点。