【摘 要】
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猫急性肾损伤(Acute kidney injury,AKI)是宠物门诊临床上常见的病例,尤其是尿闭导致的肾后性AKI最为常见。临床上主要以支持疗法为主,通过大量输液及保肾治疗,使得血浆肌酐、血浆尿素氮降到正常水平,然而只能缓解其临床症状,对于肾脏的修复效果确一般。而透析等方法价格高昂,且操作要求严格。近年来间充质干细胞(Mesenchymal stem cell,MSCs)作为治疗肾损伤的一种有
【基金项目】
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西安西北农林科大动物医院有限公司科研基金(编号:K4040121234);
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猫急性肾损伤(Acute kidney injury,AKI)是宠物门诊临床上常见的病例,尤其是尿闭导致的肾后性AKI最为常见。临床上主要以支持疗法为主,通过大量输液及保肾治疗,使得血浆肌酐、血浆尿素氮降到正常水平,然而只能缓解其临床症状,对于肾脏的修复效果确一般。而透析等方法价格高昂,且操作要求严格。近年来间充质干细胞(Mesenchymal stem cell,MSCs)作为治疗肾损伤的一种有效的新方法,在临床上的效果已鲜为人知,并在人类医学进入临床试验阶段。但间充质干细胞在运输及储存上要求严格,安全性上也存在一定风险。间充质治疗来源的外泌体(Mesenchymal stem cell derived exosomes,MSCs-Exo)作为一种新型的无细胞疗法对肾损伤的修复,成为研究的热点,在各种原因的肾损伤研究中被证实其作用,包括抗炎、促增殖和抗凋亡、促血管生成、抗纤维化的作用。但对于兽医临床上最常见的猫肾后性AKI治疗的还没有相关数据支持。本研究以脂肪间充质干细胞来源的外泌体(Adipose derived mesenchymal stem cell derived exosomes,ADMSCs-Exo)对猫肾后性AKI治疗,经过血常规、生化、血浆代谢组学数据分析,以评估其治疗效果。本实验从猫腹股沟皮下脂肪中分离出脂肪间充质干细胞(Adipose derived mesenchymal stem cell,ADMSCs)并对细胞形态、标记基因表达、分化潜能进行了鉴定;从分离出的ADMSCs的上清液中分离提取出外泌体,并对电镜形态结构、粒径大小、标记蛋白表达进行鉴定。动物实验部分,以尿道口结扎的方式,使试验猫肌酐值上升至770 umol/L以上,达到四级AKI的标准,并通过病理切片观察其损伤,成功建立尿闭导致的肾后性AKI模型。随后将造模成功的试验疾病模型猫随机分为两组:普通治疗组、ADMSCs-Exo治疗组,分别对其治疗。治疗过程中,对试验猫进行生化、血浆代谢组学的检测,评价ADMSCs-Exo对肾后性AKI的治疗效果。最后通过KEGG分析其相关代谢途径及所涉及的代谢物,结果如下:1.分离出的猫ADMSCs的鉴定,其正常形态呈梭状,且贴壁生长。诱导成骨分化的细胞经茜素红染色后,成骨结节被染成紫色;诱导成脂分化的细胞用油红O染色后呈橘红色。经过RT-PCR鉴定,所分离的细胞表达CD90、CD105、CD73。2.从本实验中分离出的ADMSCs上清液中提取出的外泌体在电镜下呈双层膜结构的囊泡状;经粒径检测所提取的外泌体平均粒径为±121 nm;Western blot检测,所提取的外泌体表达CD63、TSG101。3.试验猫经过尿道口结扎诱导AKI从而建立肾后性AKI模型。在试验猫尿道口结扎处理48 h后进行生化检测,结果显示所有猫肌酐值均达到770μmol/L以上;血常规检测结果显示所有试验猫白细胞数、中性粒细胞数均超出正常范围;造模后的肾脏组织HE切片可看到大量的炎性灶、淤血、微血栓。4.经过分组治疗,分别从血常规指标、生化指标、代谢组学检测来进行治疗效果分析。血常规检测,ADMSCs-Exo治疗组相比普通治疗组在72 h内,能够更快的将白细胞、中性粒细胞降至正常生理水平。生化检测,ADMSCs-Exo治疗组相比普通治疗组在72 h内,能够更快的将肌酐、尿素氮、血钙、血磷降至正常生理水平。代谢组学检测了试验猫治疗前正常生理状态、AKI模型建立成功、治疗后的三各阶段,经过主成分分析,治疗后与治疗前正常生理组聚集在一起,AKI模型组单独分离。5.通过对治疗前后显著性差异代谢物的KEGG分析,发现ADMSCs-Exo治疗前后主要涉及11种代谢通路,包括半胱氨酸和蛋氨酸代谢、半乳糖代谢、维生素B6代谢、氨基糖和核苷酸糖代谢、赖氨酸降解、嘧啶代谢、色氨酸代谢、类固醇及类固醇激素生物合成、初级胆汁酸生物合成、嘌呤代谢、牛磺酸和亚牛磺酸代谢。在这些代谢途径中存在15种代谢物,其中胆固醇、牛磺胆酸、L-谷氨酰胺、腺苷、鹅脱氧胆酸这6种代谢物在治疗后上调,5-甲基硫代腺苷、甲二糖、4-吡啶氧酸、D-氨基葡萄糖、4-三甲基氨丁酸,酵母氨酸,L-肉碱、水苏糖、二氢乳清酸、胞嘧啶核苷、吲哚乙醛11种代谢物下调。综上所述,本试验成功分离出了猫的ADMSCs,并从ADMSCs上清液中提取出了外泌体,经过鉴定均符合标准。证明了ADMSCs-Exo能够有效的促进猫肾后性AKI的修复,发现了ADMSCs-Exo治疗前后涉及了11种代谢通路,并且在这11种代谢通路上发现了15种ADMSCs-Exo治疗肾后性AKI的潜在靶点。
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