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目的: 急性肾损伤(AKI,Acute kidney injury)是全球范围内广泛出现的一种肾脏疾病,引起肾脏功能突然丧失,致死率高。目前临床肾损伤中发现,随着不良生活习惯,环境污染以及药物的滥用,肾损伤事件逐年增多,其中婴幼儿肾损伤发病率越来越高,其分子发病机制不详。本研究,利用幼龄鼠叶酸(FA,Folic acid)-AKI小鼠模型,探讨肾损伤程度是否与年龄相关,且探讨其发病机制。目前婴幼儿急性肾损伤的治疗方法不多,干细胞治疗急性肾损伤是研究热点。因此通过小鼠骨髓间充质干细胞(MSCs,Mesenchymal stem cells)治疗幼龄鼠AKI模型小鼠,探索其治疗作用及新的作用机制。所有这些研究有助于揭示婴幼儿急性肾损伤新的发病机制,同时为骨髓间充质干细胞临床应用提供新的理论依据。 第一部分方法: 建立FA诱导AKI小鼠模型,观察FA对4周幼龄鼠和8周成年小鼠的肾脏损伤情况。在第一天和第二天,通过检测肾损伤指标(血浆中Cr和BUN水平、肾/体重比值,HE染色观察肾小管病变),并进一步探讨发病机制:炎症因子(IL17)观察FA对4周幼龄鼠和8周成年小鼠的损伤。同时通过免疫组织化学和蛋白印迹方法检测肾脏血管生长因子(Ang-1、Ang-2),肾小管保护因子(SIRT1),肾小管上皮细胞自噬因子(Beclin1、LC3)。 第二部分方法: 在第一部分基础上,为探索MSCs对4周FA-AKI幼龄小鼠的治疗作用,通过注射 MSCs后,在第一天和第二天,检测小鼠肾损伤指标(血浆中Cr和BUN水平、肾/体重比值,HE染色观察肾小管病变)观察其治疗效应。探讨其疗效新的分子作用机制:检测FA-AKI经MSCs治疗后炎症因子(IL17),肾脏血管生长因子(Ang-1、Ang-2),肾小管保护因子(SIRT1),肾小管上皮细胞自噬因子(LC3、Beclin1)一系列相关因子及自噬体变化。 第一部分结果: 通过FA诱导4周幼龄和8周成年小鼠急性肾损伤,发现在叶酸诱导AKI第二天,4周龄幼小鼠的 Cr水平(117.81±1.22μM/L)比8周成年小鼠(77.75±6.15μM/L)明显升高,p﹤0.05,有统计学意义。BUN水平(92±0.83 mM/L)比8周成年小鼠(56.7±8.81 mM/L)明显升高,p﹤0.05,有统计学意义。 在叶酸诱导AKI第二天,肾体重比值(1.42±0.02%)比8周成年小鼠(1.16±0.05%)明显升高,p﹤0.05,有统计学意义。肾小管腔相对面积比值(5.03±0.93)比8周成年小鼠(2.38±0.78)明显升高,p﹤0.05,有统计学意义。 在叶酸诱导 AKI第二天,炎症因子 IL17变化倍数(6.56±0.93)比8周成年小鼠(2.38±0.78)明显升高,p﹤0.01,有统计学意义。 蛋白印迹结果显示: 在叶酸诱导AKI第二天,4周幼龄小鼠Ang-1/Ang-2(0.57±0.07)比8周成年小鼠(2.26±0.07)明显降低,p﹤0.01,有统计学意义;SIRT1(2.19±0.05)比8周成年小鼠(4.03±0.12)明显降低,p﹤0.01,有统计学意义;Beclin1(2.82±0.19)比8周成年小鼠(4.24±0.16)明显降低,p﹤0.01,有统计学意义。 免疫组织化学结果显示: 在叶酸诱导AKI第二天,4周幼龄小鼠的LC3阳性细胞百分数(23.57±2.68%)比8周小鼠(34.80±0.86%)明显降低,p﹤0.05,有统计学意义;Ang-1阳性细胞百分数(20.56±0.89%)比8周小鼠(36.71±1.49%)明显降低,p﹤0.05,有统计学意义;Ang-2阳性细胞百分数(46.36±1.19%)比8周小鼠(34.66±1.19%)明显升高,p﹤0.05,有统计学意义。 第二部分结果: MSCs治疗后,BUN水平在第一天干细胞组(50.45±4.44mM/L)比生理盐水组(65.54±2.62 mM/L)明显降低,p﹤0.01,有统计学意义;在第二天(62.41±3.20 mM/L)比生理盐水组(79.62±2.49 mM/L)明显降低,p﹤0.01,有统计学意义。 Cr水平在第一天干细胞组(76.51±4.39μM/L)比生理盐水组(125.43±2.91μM/L)明显降低,p﹤0.01,有统计学意义;在第二天(105.28±2.91μM/L)比生理盐水组(148.60±10.29μM/L)明显降低,p﹤0.05,有统计学意义。 肾体重比值在第一天干细胞组(1.12±0.05%)比生理盐水组(1.40±0.05%)明显降低,p﹤0.05,有统计学意义;在第二天(1.14±0.02%)比生理盐水组(1.62±0.11%)明显降低,p﹤0.05,有统计学意义。 肾小管腔相对面积比值在第一天干细胞组(1.81±0.39)比生理盐水组(3.93±0.85)明显降低,p﹤0.05,有统计学意义;在第二天(2.72±0.50)比生理盐水组(5.74±1.17)明显降低,p﹤0.05,有统计学意义。 IL17在第一天干细胞组(30.82±0.74 pM/L)比生理盐水组(40.72±0.67pM/L)明显降低,p﹤0.01,有统计学意义;在第二天(50.50±0.78 pM/L)比生理盐水组(57.70±0.82 pM/L)明显降低,p﹤0.01,有统计学意义。 蛋白印迹结果: Ang-1/Ang-2在第一天干细胞组(3.56±0.64)比生理盐水组(0.56±0.04)明显升高,p﹤0.05,有统计学意义;在第二天(3.08±0.53)比生理盐水组(0.54±0.02)明显升高,p﹤0.05,有统计学意义。 SIRT1在第一天干细胞组(3.39±0.15)比生理盐水组(2.28±0.20)明显升高,p﹤0.05,有统计学意义;在第二天(3.21±0.09)比生理盐水组(1.78±0.36)明显升高,p﹤0.05,有统计学意义。 Beclin1在第一天干细胞组(3.50±0.19)比生理盐水组(2.09±0.11)升高,p﹤0.05,有统计学意义;在第二天(3.46±0.07)比生理盐水组(1.78±0.16)升高,p﹤0.05,有统计学意义。 免疫组织化学结果: Ang-1阳性细胞百分数在第一天干细胞组(52.38±1.20%)比生理盐水组(25.83±1.59%)明显升高,p﹤0.01,有统计学意义;在第二天(33.28±1.11%)比生理盐水组(21.91±0.88%)明显升高,p﹤0.01,有统计学意义。 Ang-2阳性细胞百分数在第一天干细胞组(31.54±1.57%)比生理盐水组(60.10±1.19%)明显降低,p﹤0.01,有统计学意义;在第二天(42.01±1.08%)比生理盐水组(74.86±2.11%)明显降低,p﹤0.01,有统计学意义。 LC3阳性细胞百分数在第一天干细胞组(58.50±1.20%)比生理盐水组(50.89±1.21%)明显升高,p﹤0.01,有统计学意义;在第二天(35.78±1.11%)比生理盐水组(26.12±0.99%)明显升高,p﹤0.01,有统计学意义。 结论: 1、FA诱导AKI小鼠模型中,4周幼龄AKI小鼠肾脏损伤明显比8周龄重,可能与肾脏血管生长因子Ang1/Ang2失衡,炎症因子IL17升高,自噬因子LC3和Beclin1以及肾小管保护因子SIRT1降低有关,为婴幼儿易患AKI提供新的分子发病机制。 2、经MSCs治疗后,肾功能和病理损伤减轻,可能是通过维持血管内皮细胞稳定,增强肾小管保护因子的表达,抑制炎症因子释放以及激活自噬等行使保护作用,为间充质干细胞治疗临床AKI提供新的理论基础。