论文部分内容阅读
第一部分MR体素内不相干运动扩散加权成像评估阿霉素肾病大鼠肾纤维化的实验研究[目 的]探索MR体素内不相干运动扩散加权成像(intravoxel incoherent motion diffusion weighted imaging,IVIM-DWI)评估阿霉素肾病大鼠肾纤维化的价值。[方 法]28只Sprague-Dawley(SD)大鼠经尾静脉2次注射阿霉素作为肾纤维化组、7只SD大鼠作为对照组。首次阿霉素注射前1天(基线:第0周)、阿霉素2次注射后的第1周、第3周、第5周和第8周末在3.0T磁共振扫描仪上进行IVIM-DWI扫描。IVIM-DWI扫描结束后1天处死大鼠取其双侧肾脏组织行 HE(hematoxylin-eosin)、PAS(periodic acid-Schiffs base-staining)及 Masson(masson’s trichrome staining)染色,后进行肾脏的肾小球损伤评分(glomerular injury,GI)、肾小管间质损伤评分(tubulointerstitial lesion,TIL)及肾纤维化比例分析。比较IVIM-DWI各参数在阿霉素肾病各个时间点之间的差异,并将其与肾小球损伤评分、肾小管间质损伤评分及肾纤维化进行相关性分析。[结 果]1.阿霉素肾病大鼠肾皮质、外髓、内髓的ADC、f和D值出现先升高后降低的趋势,在各个时间点的总体分布均存在统计学差异(皮质三个参数均P<0.001,外髓、内髓三个参数均P<0.05)。肾皮质、外髓、内髓的ADC、f和D值均在3末周时升到最高,相对于基线,除外髓f值外,余3周末时的肾皮质、外髓、内髓的ADC、f和D值均大于基线时的对应值(P<0.0125)。1周、5周、8周末时,肾皮质、外髓、内髓的ADC、f和D值与基线相比,总体分布均无统计学差异(P>0.0125)。阿霉素肾病大鼠肾皮质、外髓、内髓的D*值在各个时间点的总体分布均不存在统计学差异(均P>0.05)。2.随着阿霉素肾病的进展,肾组织的胶原纤维沉积逐渐增多,肾纤维化面积比例逐渐增大,阿霉素肾病大鼠在各个时间点的肾纤维化比例不全相同(P<0.001);除阿霉素肾病5周末与8周末时的纤维化比例无差异外(P=0.036<0.005),余两两比较存在统计学差异(P<0.005)。3.随着阿霉素肾病的进展,肾小球、肾小管间质的损伤评分逐渐增加,各个时间点的肾小球、肾小管间质损伤评分不全相同(均P<0.001)。阿霉素肾病大鼠3周末时开始出现肾小球、肾小管损伤,5周、8周末时肾小球、肾小管损伤持续进一步加重(P<0.005)。4.阿霉素肾病肾实质的部分ADC、D和f与肾小球损伤、肾小管间质损伤及肾纤维化比例呈负相关(均P<0.05),其中,皮质f与肾小球损伤的r=-0.611(P<0.001),与肾小管间质损伤的r=-0.452(P<0.001),与肾纤维化比例的r=-0.502(P<0.001)。[结 论]1.IVIM-DWI的定量参数可反映阿霉素肾病进程中肾实质灌注及扩散的变化,通过IVIM-DWI可间接反映阿霉素肾病进程中的病理组织改变;2.IVIM-DWI能动态反映慢性肾病进程中的肾损伤及肾纤维化程度,对监测CKD患者的肾损伤和肾纤维化具有潜在价值。第二部分经肾动脉移植骨髓MSCs缓解阿霉素肾病大鼠炎症的实验研究[目 的]探索阿霉素肾病大鼠炎症的机制,同时探索经肾动脉移植骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMMSCs)调节阿霉素肾病大鼠炎症的作用机制。[方 法]40只SD大鼠随机分为4组(n=10),(1)阿霉素肾病组(doxorubicin nephropathy,Dox):经尾静脉2次注射阿霉素造模成功(第2次阿霉素注射后8周)后经肾动脉输注磷酸盐缓冲液;(2)BMMSCs组(Dox+BMMSCs):阿霉素造模成功后经肾动脉输注BMMSCs;(3)对照组(controlgroup,Con):正常大鼠经肾动脉输注DEME培养液;(4)正常组(normal group,Nor):正常大鼠不做任何处理。收集每组大鼠的血清肌酐(serum creatinine,Scr)、尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)和24h尿蛋白,并于移植BMMSCs后收集血清行白细胞介素 1β(interleukin 1beta,IL-1β)、白细胞介素 18(interleukin 18,IL-18)和白细胞介素6(interleukin 6,IL-6)等相关炎症因子,后处死大鼠行组织的IL-1β、IL-18、IL-6、肿瘤坏死因子 α(tumor necrosis factor-alpha,TNF-α)和单核细胞趋化蛋白-1(monocyte chemoattractant protein 1,MCP-1)等相关炎症因子,转化生长因子 β1(transforming growth factor-beta1,TGF-β1),α-平滑肌肌动蛋白(alpha-smooth muscle actin,α-SMA)等相关促纤维因子,血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)的酶联免疫吸附试验(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA),组织的 HE 染色、PAS 染色、Masson 染色等病理相关染色和透射电镜检查,同时行组织的Toll样受体4(toll-like receptors 4,TLR4),核因子 κB(nuclear factor-kappa B,NF-κB),核苷酸寡聚域样受体 3(nucleotide oligomerization domain(NOD)-like receptors 3,NLRP3),半胱氨酸天冬氨酸蛋白水解酶 1(cysteinyl aspartate specific proteinase 1,Caspase-1),穿孔蛋白-D(gasdermin-D,GSDM-D),TNF-α,MCP-1 and TGF-β1,α-SMA等蛋白的蛋白质印迹分析(western blot analysis,WB)和 TLR4,NLRP3,Caspase-1 的共聚焦免疫荧光显像(confocal immunofluorescence)。[结 果]1.四组大鼠肾功能情况:Dox组的Scr、BUN水平和24h尿蛋白量高于Nor和Con组,差异具有统计学意义(P<0.05);BMMSCs组的Scr、BUN水平低于Dox组,差异具有统计学意义(P<0.05);BMMSCs组的24h尿蛋白量低于Dox组,但差异无统计学意义(P>0.05);2.四组大鼠肾组织病理情况:HE染色示Nor、Con组未见肾小球、肾小管间质损伤,Dox组示肾小球硬化、肾小球基底膜增厚、肾小管扩张、萎缩、肾间质纤维化和明显的炎症细胞浸润等肾损伤表现,而BMMSCs组上述肾损伤程度减轻,炎症细胞浸润减少;Nor、Con组的肾小球毛细血管、肾小球系膜、肾小管刷状缘和基底膜的PAS染色均匀,呈阳性,而Dox组的肾小球毛细血管、肾小球、肾小管基底膜的PAS染色呈明显强阳性,肾小管刷状缘PAS染色减弱、破坏,较Dox组,BMMSCs组的肾小球、肾小管基底膜的PAS减弱,肾小管刷状缘的PAS染色有所恢复;Masson染色示Nor、Con组肾小球毛细血管、肾间质见少许胶原纤维,Dox组肾小球毛细血管、肾间质见大量大片状的胶原纤维沉积,相对于Dox组,BMMSCs组肾小球毛细血管、肾间质的胶原纤维沉积减少;3.四组大鼠肾脏TEM情况:Nor、Con组的近曲、远曲小管等管状细胞核呈圆形,染色质散在分布于细胞核内,见顶端胞饮小泡,管腔内见大量紧密排列的微绒毛,线粒体呈长条形并嵌在规则的基底内褶内,足细胞核呈圆形,其初级和次级足突规则、未见融合,肾小球毛细血管周围见规则的内皮细胞;Dox组的肾小球基底膜增厚,足细胞足突增厚,足细胞足突广泛融合,大量线粒体肿胀伴不规则的基底内褶,近曲、远曲小管的细胞核内染色质出现边集现象,微绒毛消失,并见多个电子致密体;BMMSCs组足细胞的初级和次级足突融合减少,部分规则排列,近曲、远曲小管细胞的染色质散在分布于细胞核内,部分见微绒毛,线粒体肿胀减轻伴较规则的基底内褶;4.四组大鼠血液和肾脏ELISA结果:Dox组血清中IL-1β,IL-18和IL-6量均高于Nor和Con组,差异具有统计学意义(P<0.05);但上述炎症因子水平在Dox、BMMSCs两组间无统计学差异(P>0.05)。Dox组肾组织的TNF-α,IL-1β,IL-18,MCP-1,IL-6,TGF-β1,α-SMA 量均高于 Nor 和 Con 组,VEGF 量低于 Nor和Con组,差异均具有统计学意义(P<0.05);除TNF-α外,BMMSCs组的上述炎症因子、促纤维因子量均低于Dox组,VEGF量高于Dox组,差异具有统计学意义(P<0.05);5.四组大鼠肾脏 WB 结果:Dox 组的 TLR4,NF-κB,NLRP3,Caspase-1,GSDM-D,TNF-α,MCP-1 and TGF-β1,α-SMA 蛋白表达量均高于 Nor 和 Con 组,差异具有统计学意义(P<0.05);BMMSCs组的上述炎症因子、促纤维因子和细胞焦亡相关蛋白表达水平均低于Dox组,差异具有统计学意义(P<0.05)。6.四组大鼠肾脏共聚焦免疫荧光结果:Nor、Con组大鼠肾脏的肾小球、肾小管细胞内几乎不表达细胞焦亡通路关键蛋白TLR4,NLRP3,Caspase-1,Dox组肾小球、肾小管细胞内上述三个蛋白的表达明显增加,而BMMSCs组肾小球、肾小管细胞内上述三个蛋白的表达较Dox组减低。[结论]1.阿霉素慢性肾病大鼠的炎症因子,促纤维因子,NLRP3、Caspase-1、GSDM-D等细胞焦亡通路关键因子蛋白表达水平明显升高,提示细胞焦亡参与CKD的炎症过程;2.经肾动脉移植骨髓MSCs可通过改善肾功能,缓解肾小球、肾小管损伤,减少肾间质胶原纤维沉积及炎症细胞浸润而发挥对阿霉素慢性肾病大鼠的肾脏保护作用;3.经肾动脉移植骨髓MSCs可降低阿霉素慢性肾病大鼠的炎症因子,促纤维因子,NLRP3、Caspase-1、GSDM-D等细胞焦亡通路关键因子蛋白表达水平,提示MSCs缓解CKD炎症的机制中可能包含NLRP3-Caspase-1-细胞焦亡通路。