过氧化物酶2在UUO大鼠肾纤维化中的表达以及吡非尼酮对其的影响和意义

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目的:肾纤维化是一种慢性和进行性过程,在衰老期间和慢性肾脏疾病(CKD)中会影响肾脏,CKD和肾纤维化影响了世界人口的10%,但尚无靶向疗法可减缓肾纤维化。过氧化物酶2(Peroxiredoxin2,Prx2)是哺乳动物细胞中常见的一种抗氧化酶,参与细胞多种过程,包括凋亡、增殖、分化、炎症、癌症和先天免疫缺陷等。Prx2在肺脏、肝脏等实质器官纤维化疾病过程中都有特异性表达。应用抗氧化剂治疗可以减缓氧化应激有助于受损组织的保存或更快恢复是预防和治疗肾脏损伤的一种有前途的方法。本实验通过建立UUO大鼠肾脏纤维化模型,观察肾脏组织中Prx2随造模时间延长的动态变化,并应用抗纤维化药物吡非尼酮(pirfenidone,PFD)进行治疗干预,旨在探讨Prx2在肾纤维化中的表达及意义。研究方法:将40只雄性SD大鼠随机分4组,假手术组(n=12)、UUO组(n=12)、给药组(n=10)和安慰剂组(n=6),假手术组和UUO组于术后3天、7天、14天和21天不同时间终止;给药组和安慰剂组分别于UUO术后1天开始给予PFD(500 mg/kg/d)每日1次和0.5%羧甲基纤维素钠(500mg/kg/d)每日1次,连续给予7天或14天后终止。HE及Masson染色评估肾小管损伤程度及肾间质纤维化程度。免疫组化用于检测Prx2以及α-SMA、vimentin在UUO大鼠肾脏中的表达状况。RT-PCR与Western blot,分别从基因水平和蛋白水平检测Prx2及纤维化相关蛋白a-SMA和Vimentin的表达变化。结果:(1)HE染色:假手术组各时间点未见肾脏病理改变,UUO组随造模时间延长出现肾间质水肿、炎性渗出和肾小管扩张等不同程度的改变。UUO术后3天出现肾间质水肿,肾小管间质内有散在炎细胞浸润。UUO术后7天,UUO组肾脏髓质充血明显,炎症细胞浸润增加,肾小管扩张,部分肾小管上皮细胞萎缩脱落;UUO术后14天,炎症细胞浸润更加明显,肾小管扩张出现切迹,部分肾小管萎缩消失,UUO术后21天,大部分肾小管萎缩消失,大量炎症细胞浸润及细胞增殖;给药组7天后水肿及炎性细胞渗出明显减少,给药组14天间质水肿,炎性细胞渗出,肾小管扩张。(2)Masson染色:假手术组各时间点肾脏无蓝色胶原蛋白沉积;在UUO组观察到间质胶原沉积,并随着造模时间延长蓝色胶原增加。分析大鼠肾内胶原纤维沉积图片发现,UUO组3、7、14和21天大鼠肾内胶原蛋白表达逐渐增加,与假手术组相比差异存在统计学意义(P<0.01);治疗组胶原纤维沉积减少,与安慰剂组相比差异存在统计学意义(P<0.01);对纤维化指数与Prx2的组化表达结果进行相关分析结果显示两者之间不存在相关关系。(3)免疫组织化学结果(1)UUO大鼠肾内Prx2的表达:假手术组Prx2在肾小管上皮及间质有少量散在表达;UUO组随造模时间延长,Prx2在肾小管上皮表达升高,肾小球表达也增加。与假手术组相比相比差异存在统计学意义(P<0.01);给药组Prx2在肾小管上皮及间质的表达减少,与安慰剂组相比差异存在统计学意义(P<0.01)。(2)UUO大鼠肾内α-SMA的表达:假手术组仅在肾脏动脉平滑肌出现少量表达;UUO组随造模时间延长,肾小管上皮细胞和间质细胞的α-SMA表达逐渐升高。与假手术组相比差异存在统计学意义(P<0.01);给药组α-SMA在肾小管上皮及间质的表达减少,与安慰剂组相比差异存在统计学意义(P<0.01)。(3)UUO大鼠肾内Vimentin的表达:假手术组在肾小球、肾脏小动脉、小静脉管壁和肾小管上皮有少量散在阳性表达;UUO组随造模时间延长,肾小管上皮出现明显表达与假手术组相比差异存在统计学意义(P<0.01);给药组Vimentin阳性表达减少,与安慰剂组相比差异存在统计学意义(P<0.01);Prx2的组化结果分别与α-SMA和Vimentin的组化结果进行相关分析结果显示其间不存在相关关系。(4)RT-PCR检测结果:UUO组随造模时间延长Prx2、α-SMA和vimentin的表达水平明显增加,与假手术组相比差异存在统计学意义(P<0.01);给药组Prx2、α-SMA和vimentin的表达水平降低与安慰剂组相比差异存在统计学意义(P<0.01)。(5)Western blot结果:Prx2、α-SMA和vimentin的Western blot显示的是典型的图像和相关的量化(图A和E)。UUO组随造模时间延长Prx2、α-SMA和vimentin的表达水平明显增加,与假手术组相比差异存在统计学意义(P<0.01);给药组Prx2、α-SMA和vimentin的表达水平降低与安慰剂组相比差异存在统计学意义(P<0.01)。结论:(1)Prx2参与UUO大鼠肾脏肾纤维化过程,并且随着造模时间增加表达上调。(2)吡非尼酮对UUO大鼠肾纤维化具有缓解作用,同时可以抑制Prx2的表达上调。
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