雷帕霉素支架在猪输尿管狭窄中对TGF-β1/Smad3和4EBP1/eIF4E的影响研究

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目的:构建小型猪输尿管腔内热损伤狭窄模型;通过将雷帕霉素缓释金属支架置入猪输尿管狭窄模型中,观察能否缓解输尿管狭窄组织纤维化,探索一种能有效治疗输尿管狭窄的方法。方法:本实验先选取广西巴马雌性小型猪12只,每只动物重量为(25.5±3.0)kg,采用随机数字表法分为两批动物,每一组动物为6只(共12条输尿管),每一组动物分手术组(6条输尿管)和对侧正常对照组(6条输尿管),全身麻醉后采用自制电凝装置,在输尿管镜下对手术组输尿管中段进行环行多点位电凝,对侧对照组仅行输尿管镜探查。分别在术前、术后第30d、90d行单光子发射计算机断层扫描(SPECT)、逆行输尿管造影和输尿管镜检查,在术后第30d、90d检查后依次处死两批动物,取手术组损伤段输尿管组织和对照组输尿管组织行病理组织学检查了解输尿管狭窄情况。然后再将建立狭窄模型成功的18只广西巴马雌性小型猪,根据随机数字表法分成3组(n为输尿管数量),分别是狭窄模型组(n=6),裸金属支架组(n=6)及雷帕霉素支架组(n=6);随机取对侧输尿管作为正常对照组(n=6)。支架置入术后4周,行SPECT了解双侧肾功能变化,逆行输尿管造影和输尿管镜检查评估狭窄情况、支架是否移位或脱落,并取相应部位输尿管组织行病理学及免疫组化检测纤维化及上皮变化情况,应用RT-PCR和Western blot方法检测组织中TGF-β1、Smad3、4EBP1、e IF4E m RNA及蛋白的表达变化。结果:1、建立狭窄模型后肾功能及输尿管内径变化情况:术后30d,建模的所有动物输尿管中段均显示典型狭窄征象。SPECT显示手术组肾小球滤过率(GFR)随时间逐渐下降,半排时间延长。对侧正常对照组GFR代偿性升高,半排时间无变化。行输尿管造影检查狭窄组术后第30d测量狭窄段内径为1.70±0.127mm(n=6),对侧正常对照组测量内径3.433±0.155mm(n=6),两者比较差异有统计学意义(t=29.797,P<0.05)。狭窄组术后第90d测量狭窄段内径为1.360±0.175mm(n=6),对侧正常对照组测量内径为3.70±0.089mm(n=6),两者比较差异均有统计学意义(t=29.066,P<0.05)。2、支架干预后肾功能检查结果:正常对照组未见输尿管狭窄;狭窄模型组均形成输尿管狭窄,GFR在早期代偿性增加后逐渐下降;裸金属支架组均未发现支架脱落及移位,逆行输尿管造影见狭窄段管腔堵塞,造影剂无法顺利通过,支架表面有大量的尿路上皮增生,支架被肉芽组织覆盖明显,GFR与术前相比无改善;雷帕霉素支架组支架均无脱落和移位,逆行造影见狭窄段管腔通畅,支架无明显上皮及肉芽组织覆盖,GFR与术前相比有所改善。3、组织病理学检查结果:狭窄组苏木素-伊红(HE)染色见管壁明显增厚,管腔变窄,黏膜下可见大量炎症细胞浸润。马松(Masson)染色见大量胶原纤维增生、排列紊乱,导致管壁增厚。裸支架组HE染色和Masson染色与狭窄组改变类似。雷帕霉素支架组HE染色和Masson染色见管壁增厚、管腔变窄较裸支架组改善,胶原纤维增生明显减少。免疫组化检测狭窄组及裸支架组输尿管组织TGF-β1、Smad3、4EBP1及e IF4E阳性表达均明显增加,并见输尿管上皮堆积,排列紊乱。雷帕霉素支架组免疫组化检测显示输尿管组织TGF-β1、Smad3、4EBP1及e IF4E阳性表达与裸支架组相比有明显差异(P<0.05),雷帕霉素支架组输尿管上皮排列较裸支架组整齐。4、RT-PCR和Western blot检测结果:雷帕霉素支架组TGF-β1、Smad3、4EBP1、e IF4E m RNA及其蛋白的表达均低于狭窄组与裸金属支架组,差异具有统计学意义(P<0.05)。在狭窄组与裸金属支架组之间,其TGF-β1、Smad3、4EBP1、e IF4E m RNA及其蛋白的表达水平则无明显差异(P>0.05),且均高于正常对照组(P<0.05)。结论:采用电凝的方法在输尿管镜下成功建立猪输尿管狭窄动物模型,该方法操作简便、可行性高,更符合医源性输尿管损伤的病理机制,是一种构建腔内输尿管狭窄动物模型的理想方法。雷帕霉素缓释金属支架能有效改善热损伤后形成的输尿管狭窄,抑制纤维化因子TGF-β1和Smad3 m RNA及蛋白的表达,阻断m TOR对输尿管的重塑,使4EBP1、e IF4E m RNA及蛋白表达受到抑制。药物缓释支架对医源性输尿管狭窄的治疗具有潜在的价值,值得进一步研究。
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