色甘酸钠、缬沙坦和槲皮素对高嘌呤饮食所致尿酸性肾病的防治作用及机制初探

来源 :兰州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ANDY_YANG2005
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目的高尿酸血症已成为仅次于糖尿病的第二大代谢性疾病,直接威胁着人们的生命安全。肾脏作为尿酸的主要排泄器官,是高尿酸血症最易损害的靶器官之一。尿酸或尿酸盐微晶在肾脏沉积引起肾小管上皮细胞功能紊乱、肾间质纤维化、肾小球滤过率下降及肾功能衰竭等损伤。近年来,许多研究发现肥大细胞在许多肾脏疾病中都有参与,并成为了有前景的治疗靶点。由于肥大细胞脱颗粒促进肾素/Ang Ⅱ的产生,并促进肾脏氧化应激、微血管损伤。因此,本论文探究肥大细胞膜稳定剂色甘酸钠、Ang Ⅱ受体拮抗剂缬沙坦和抗氧化剂槲皮素对尿酸性肾病的防治作用,并初步探究相关作用机制。方法本论文共涉及3部分研究,其实验内容及方法如下:(1)高嘌呤饮食制备尿酸性肾病大鼠模型Sprague Dawley(SD)雄性大鼠随机分为对照组和尿酸性肾病组。尿酸性肾病组通过灌胃给予100 mg/kg腺嘌呤,喂食含有10%酵母粉的高嘌呤动物饲料构建尿酸性肾病模型,分别连续干预14天、21天和28天,对照组每天灌胃给予药物溶媒1%阿拉伯胶溶液,每日1次,连续干预28天。于末次给药2 h后,收集血液和肾脏样品。采用全自动生化分析仪测定血清尿酸、肌酐、尿素氮、CO2结合力及胱抑素C的含量;使用HE和Masson染色考察肾脏病理学变化和纤维化损伤;运用UPLC-MS/MS测定肾脏各尿毒素含量;利用甲苯胺蓝染色观察肾脏肥大细胞分布及数量;试剂盒检测肾脏谷胱甘肽(GSH),谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px),超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA)的含量。(2)色甘酸钠和缬沙坦对高嘌呤饮食所致尿酸性肾病的防治作用实验一:SD雄性大鼠随机分为对照组、模型组、色甘酸钠组和缬沙坦组。模型组、色甘酸钠组和缬沙坦组通过灌胃给予100 mg/kg腺嘌呤,喂食高嘌呤动物饲料构建尿酸性肾病模型。此外,在造模同时,色甘酸钠组腹腔注射给予25mg/kg色甘酸钠,缬沙坦组灌胃给予50 mg/kg缬沙坦,每日1次,连续干预4周。对照组通过相同方式给予等体积生理盐水和喂食正常动物饲料。实验二:SD雄性大鼠随机分为2组:对照组和尿酸性肾病组。其中尿酸性肾病组灌胃给予100 mg/kg腺嘌呤,喂食高嘌呤动物饲料连续干预3周构造尿酸性肾病模型,对照组喂食普通饲料和纯净水。第4周将尿酸性肾病组大鼠重新分为4组:模型组、色甘酸钠组、缬沙坦组和别嘌醇组(阳性组)。其中色甘酸钠组腹腔注射给予25 mg/kg色甘酸钠,缬沙坦组灌胃给予50 mg/kg缬沙坦,别嘌醇组灌胃给予40 mg/kg别嘌醇,模型组和对照组均腹腔注射等体积生理盐水和灌胃给予纯净水,每日1次,连续干预3周。上述所有动物均于末次给药2 h后,收集血液和肾脏样品。采用全自动生化分析仪测定血清尿酸、肌酐、尿素氮、CO2结合力及胱抑素C的含量;使用HE和Masson染色考察肾脏病理学变化和纤维化损伤;运用UPLC-MS/MS测定血清各尿毒素含量;Western blot测定肾脏OAT1、OAT3、URAT1、BCRP和MRP4表达量;利用甲苯胺蓝染色观察肾脏肥大细胞分布及数量;试剂盒检测肾脏GSH、GSH-Px、SOD和MDA的含量;利用透射电镜观察肾小管上皮细胞线粒体显微结构;使用ELISA试剂盒检测肾脏肾素和血清Ang Ⅱ含量;CD31免疫荧光染色观察肾脏微血管的变化情况。(3)槲皮素对高嘌呤饮食所致尿酸性肾病的防治作用实验一:SD雄性大鼠随机分为对照组、模型组和槲皮素组。模型组和槲皮素组大鼠通过灌胃给予100 mg/kg腺嘌呤,喂食高嘌呤动物饲料构建尿酸性肾病模型。此外,在造模同时,槲皮素组通过灌胃给予15 mg/kg槲皮素,每日1次,连续干预4周。对照组通过相同方式给予等体积生理盐水和喂食正常动物饲料。实验二:SD雄性大鼠随机分为2组:对照组和尿酸性肾病组。其中尿酸性肾病组灌胃给予100 mg/kg腺嘌呤,喂食高嘌呤动物饲料连续干预3周构造尿酸性肾病模型,对照组喂食普通饲料和纯净水。第4周将尿酸性肾病组大鼠重新分为2组:模型组和槲皮素组。其中槲皮素组灌胃给予15 mg/kg槲皮素,模型组和对照组均腹腔注射等体积生理盐水和灌胃给予纯净水,每日1次,连续干预3周。上述所有动物均于末次给药2 h后,收集血液和肾脏样品。采用全自动生化分析仪测定血清尿酸、肌酐、尿素氮、CO2结合力及胱抑素C的含量;采用HE和Masson染色考察肾脏病理学变化和纤维化损伤;试剂盒检测肾脏GSH、GSH-Px、SOD和MDA的含量;利用透射电镜观察肾小管上皮细胞线粒体显微结构;CD31免疫荧光染色考察肾脏微血管的变化情况。结果(1)高嘌呤饮食制备尿酸性肾病大鼠模型:血清生化结果显示,与对照组相比,造模14天、21天和28天,血清尿素氮和肌酐水平均显著升高(P<0.01);造模21天和28天,血清胱抑素C水平均显著升高(P<0.05/P<0.01);造模14天、21天和28天,血清CO2结合力均显著降低(P<0.05/P<0.01);造模14天、21天和28天,血清尿酸水平均显著升高(P<0.05/P<0.01);肾脏HE和Masson染色结果表明,造模14天、21天和28天,肾脏可见肾小管扩张、尿酸盐晶体蓄积、亮蓝色胶原纤维沉积且呈絮团状,并且随着造模天数增加,上述肾脏病理损伤情况加重;对尿毒素含量进行分析时发现,与对照组相比,随着造模天数增加,肾脏尿毒素含量显著升高(P<0.05/P<0.01);肾脏甲苯胺蓝染色结果显示,尿酸性肾病组大鼠肾脏肥大细胞主要分布在肾皮质、肾小管间质以及肾小球和血管周围区域且分布聚集,与对照组相比,造模21天和28天,肥大细胞数量均显著增加(P<0.05/P<0.01);肾脏氧化应激检测结果显示,与对照组相比,造模14天、21天和28天,肾脏GSH水平均显著降低(P<0.01);造模21天和28天,肾脏GSH-Px水平均显著降低(P<0.05/P<0.01);造模21天和28天,肾脏SOD水平均显著降低(P<0.01);造模14天、21天和28天,肾脏MDA水平均显著升高(P<0.05/P<0.01)。(2)色甘酸钠和缬沙坦对高嘌呤饮食所致尿酸性肾病的防治作用:血清生化结果显示,与模型组相比,预防性应用色甘酸钠或缬沙坦干预后,血清尿素氮、肌酐、尿酸及胱抑素C水平均显著降低(P<0.05/P<0.01);治疗性应用色甘酸钠或缬沙坦干预后,血清肌酐和胱抑素C水平均显著降低(P<0.05),治疗性应用别嘌醇干预后,尿酸水平显著降低(P<0.01),尿素氮、肌酐及胱抑素C水平有增高趋势。肾脏HE和Masson染色结果表明,与模型组相比,预防性和治疗性应用色甘酸钠或缬沙坦干预后,肾脏肾小管扩张、尿酸盐晶体蓄积及纤维化损伤等病理损伤均得到显著改善;治疗性应用别嘌醇干预后,肾脏可见少量尿酸盐晶体,肾小管扩张、纤维化损伤等病理损伤未显著缓解。血清尿毒素检测结果表明,预防性应用色甘酸钠或缬沙坦干预后,尿毒素p-cresol sulfate、indoxyl sulfate、Hippuric acid、N-acetyl-L-arginine和Pseudouridine的含量均显著降低(P<0.05/P<0.01);治疗性应用色甘酸钠干预后,p-cresol sulfate和Pseudouridine的含量均显著降低(P<0.05),indoxyl sulfate的含量有降低趋势,治疗性应用缬沙坦干预后,p-cresol sulfate和p-cresol glucuronide的含量均显著降低(P<0.05),治疗性应用别嘌醇干预后,尿毒素含量与模型组相比无显著差异。Western blot结果显示,与模型组相比,预防性应用色甘酸钠或缬沙坦干预后,肾脏OAT1、OAT3、URAT1、MRP4和BCRP表达量均显著增高(P<0.05/P<0.01);治疗性应用色甘酸钠干预后,肾脏OAT1、URAT1、MRP4和BCRP表达量均显著增高(P<0.05/P<0.01),治疗性应用缬沙坦干预后,肾脏OAT3和MRP4表达量均显著增高(P<0.05),治疗性应用别嘌醇干预后,肾脏OAT1、OAT3、MRP4和BCRP表达量均显著增高(P<0.05/P<0.01)。肾脏甲苯胺蓝染色结果显示,与模型组相比,预防性和治疗性应用色甘酸钠干预后,肾脏肥大细胞数量均显著降低(P<0.05/P<0.01),而应用缬沙坦或别嘌醇干预后,肥大细胞数量与模型组相比无显著差异。肾脏氧化应激检测结果显示,与模型组相比,预防性应用色甘酸钠或缬沙坦干预后肾脏GSH和GSH-Px水平均显著增高(P<0.05/P<0.01),MDA水平显著降低(P<0.05);分别治疗性应用色甘酸钠、缬沙坦或别嘌醇干预后,肾脏GSH和GSH-Px水平显著增高(P<0.05)。透射电镜观察结果表明,与模型组相比,预防性和治疗性应用色甘酸钠或缬沙坦干预后,线粒体结构损伤显著改善;治疗性应用别嘌醇干预后,线粒体结构损伤未有效减轻。ELISA试剂盒检测结果显示,与模型组相比,预防性应用色甘酸钠或缬沙坦干预后,肾脏肾素和血清Ang Ⅱ的含量均显著降低(P<0.05/P<0.01);治疗性应用色甘酸钠或缬沙坦干预后,血清Ang Ⅱ含量显著降低(P<0.05),肾脏肾素含量有降低趋势但无统计学差异,治疗性应用别嘌醇干预后,肾脏肾素和血清Ang Ⅱ的含量,和模型组相比均无显著差异。肾脏CD31免疫荧光染色结果表明,与模型相比,预防性和治疗性应用色甘酸钠或缬沙坦,治疗性应用别嘌醇干预后,肾脏CD31免疫荧光染色阳性区域均显著增加。(3)槲皮素对高嘌呤饮食所致尿酸性肾病的防治作用:血清生化结果显示,与模型组相比,预防性应用槲皮素干预后,血清肌酐、尿酸及胱抑素C水平均显著降低(P<0.05/P<0.01),CO2结合力显著升高(P<0.05);治疗性应用槲皮素干预后,血清肌酐、尿酸及胱抑素C水平均有降低趋势,但均无统计学差异。肾脏HE和Masson染色结果表明,与模型组相比,预防性应用槲皮素干预后,肾脏肾小管扩张、尿酸盐晶体蓄积及纤维化损伤等病理损伤得到显著改善;治疗性应用槲皮素干预后,未能有效缓解上述病理损伤。透射电镜观察结果表明,与模型组相比,预防性应用槲皮素干预后,线粒体结构损伤显著改善;治疗性应用槲皮素干预后,线粒体结构损伤未能显著改善。肾脏氧化应激检测结果表明,与模型组相比,预防性应用槲皮素干预后,肾脏GSH和SOD水平均显著升高(P<0.05),GSH-Px水平有升高趋势,但无统计学差异,MDA水平有降低趋势,但无统计学差异;治疗性应用槲皮素干预后,肾脏GSH水平显著增高(P<0.05),GSH-Px水平虽有升高趋势,但无统计学差异。肾脏CD31免疫荧光染色结果表明,与模型组相比,预防性应用槲皮素干预后,肾脏CD31免疫荧光染色阳性区域显著增加;治疗性应用槲皮素干预后,肾脏CD31免疫荧光染色阳性区域仍显著减少,且和模型组相比无显著差异。结论(1)本文模拟高嘌呤饮食的造模方式,大鼠血清尿酸、肌酐、尿素氮及胱抑素C水平均显著增高,肾功能损伤明显,肾脏出现大量尿酸盐蓄积和纤维化损伤,表明大鼠尿酸性肾病模型建模成功。(2)高嘌呤饮食诱导的尿酸性肾病会导致肾脏肥大细胞浸润和氧化应激的发生。(3)色甘酸钠通过稳定肥大细胞膜减少肾素/Ang Ⅱ的产生,缬沙坦通过拮抗Ang Ⅱ受体,均有效缓解肾脏氧化应激,显著改善肾小管上皮细胞线粒体结构损伤,明显减轻肾脏微血管系统损伤,显著提高尿酸相关转运体的表达,促进尿酸和尿毒素的排泄,有效预防尿酸性肾病的发生或对尿酸性肾损伤有明显治疗作用。(4)槲皮素通过增强肾脏抗氧化能力,部分改善肾小管上皮细胞线粒体结构损伤,部分减轻肾脏微血管系统损伤,缓解尿酸性肾损伤,但其缓解作用有限。
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