论文部分内容阅读
目的:心脏瓣膜钙化是慢性肾脏病(chronic kidney disease,CKD)患者常见并发症之一,其病理特点表现为细胞外基质积聚、多细胞活化、类骨样物质合成。主动脉钙化和二尖瓣钙化的发病率约为55%和59%;瓣膜狭窄的发生率为6-13%。瓣膜钙化与慢性肾脏病患者高心血管事件发生率、高全因死亡率密切相关,严重影响患者生存率和生存质量。目前研究发现,较肾功能正常的慢性肾脏病患者,透析患者瓣膜狭窄进展更迅速、心血管不良事件风险更高。故研究慢性肾脏病瓣膜钙化发病机制对理解疾病发生发展具有重要意义。因此我们设计了本课题,旨在通过动物实验、体外细胞实验、组织培养等方法,研究慢性肾脏病瓣膜钙化发病机制。本研究包含两个部分:第一部分5/6肾大部切除术和高磷饮食诱导大鼠多瓣膜钙化模型方法:通过5/6肾大部切除(5/6 nephrectomy,5/6 Nx)和高磷饮食构建慢性肾脏病瓣膜钙化大鼠模型。我们通过设计假手术+正常磷饮食组、假手术+高磷饮食组、5/6Nx+正常磷饮食组及5/6Nx+高磷饮食组构建不同的大鼠模型。通过血清学检测和甲状旁腺增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)检测评估CKD模型。并对5/6Nx+高磷饮食组大鼠设置不同的高磷饮食时间点(8周、12周、16周),观察不同时间点瓣膜钙化(主动脉瓣、二尖瓣)情况。检测瓣膜钙化的手段除了常规病理检查(Vonkossa)外,我们使用了扫描电镜/透射电镜+元素分析观察瓣膜显微结构变化;使用X射线衍射分析瓣膜钙化组织成分。结果:与假手术+高磷饮食组和假手术+正常磷饮食组相比,5/6Nx+高磷(high phosphorus,HP)饮食组和5/6Nx+正常磷饮食组大鼠的肌酐、尿素氮和24小时尿蛋白水平明显升高。5/6Nx+HP组观察到甲状旁腺增生,表现为高水平的甲状旁腺激素、PCNA阳性。在5/6Nx+HP组的大鼠中,在高磷饮食第12周和第16周分别观察到主动脉瓣和二尖瓣的细胞外基质发生糖基化。免疫荧光和Western Blotting证实,在高磷饮食第16周,主动脉瓣中出现类软骨细胞。通过透射电子显微镜和扫描电子显微镜+元素分析技术,观察到在5/6Nx+HP组中主动脉瓣和二尖瓣中均存在钙磷颗粒。X射线衍射检测主动脉瓣钙化沉积物主要矿物成分是羟基磷灰石。结论:高磷饮食16周后,5/6Nx+HP组大鼠可出现主动脉瓣和二尖瓣钙化,瓣膜上的钙化沉积物成分为羟基磷灰石。第二部分CXCL8介导瓣膜VICs-VECs细胞间对话方法:结合第一部分实验结果,拟研究高磷干预对瓣膜钙化的贡献。我们利用犬瓣膜间质细胞(valvular interstitial cells,VICs)、犬瓣膜内皮细胞(valvular endothelial cells,VECs)和培养人脐静脉内皮细胞(umbilical vein endothelial cells,HUVECs),研究VICs-VECs对话。通过Real-time PCR、Western Blotting、免疫荧光等技术研究VICs活化和VECs内皮间质转分化(endothelial-to-mesenchymal transition,End MT)指标变化情况;设计了内皮荧光特异性标记小鼠,使用0.2%腺嘌呤饮食和高磷饮食构建慢性肾脏病小鼠模型。同时使用间质/内皮特异性表达的腺相关病毒干预小鼠,来研究CXCL8的作用。结果:结合第一部分实验结果,我们使用高磷干预VICs,发现VICs发生活化,表现为α-SMA、Vimentin、Smmothelin m RNA水平升高。随后我们构建了共培养体系(Transwell小室),发现发生活化的VICs(即a VICs)可以诱导VECs发生End MT。通过Real-time PCR发现,a VIC分泌的TGFβ-1、CXCL8、CXCL6、TNF-αm RNA水平明显升高。故我们分别阻断Transwell下室中HUVECs TGF-β1受体、CXCL8受体、CXCL6受体和TNF-α受体。结果发现当阻断CXCL8受体后,可以抑制End MT的发生。我们随后对共培养体系的下室HUVECs进行micro RNA测序发现CXCL8主要通过调节mi R-214-3p/PTEN/Akt信号通路介导VECs End MT。在体研究发现,抑制CXCL8合成、阻断CXCL8受体、特异性抑制内皮表达mi R-214-3p可以阻断End MT。End MT是参与瓣膜钙化的重要途径。我们同样发现阻断End MT(抑制VICs CXCL8合成、阻断VECs CXCL8受体、特异性抑制VECs表达mi R-214-3p)可以缓解瓣膜钙化。结论:高磷干预可以诱导VICs发生活化;a VICs通过释放CXCL8介导VECs发生End MT,其可能通过mi R-214-3p/PTEN/Akt通路调节;当抑制VECs End MT时,可以缓解瓣膜钙化。