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背景:肾脏纤维化是各种病因导致的慢性肾脏病(Chronic kidney disease,CKD)的常见病理特征。虽然关于肾脏纤维化已有大量的研究,但目前尚无安全、有效的策略成功解决肾脏纤维化。活性氧(Reactive oxygen species,ROS)过度产生和抗氧化剂不足导致的氧化应激增强,是各种肾脏损伤的常见原因。AMP依赖的蛋白激酶(Adenosine 5’-monophosphate-activated protein kinase,AMPK)及其下游靶蛋白过氧化物酶体增殖物激活受体-γ共激活因子-1α(Peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-alpha,PGC-1α)在氧化代谢中发挥重要作用。AMPK活化可减少氧化应激和炎症,PGC-1α能通过调节线粒体生物发生、呼吸以及细胞防御系统对抗ROS。肾脏纤维化时AMPK活化和PGC-1α表达水平降低。因此,上调AMPK/PGC-1α信号通路减少ROS生成可能会减轻氧化应激对组织细胞的损伤。罗沙司他(FG-4592)作为一种新型口服低氧诱导因子稳定剂,在我国已用于临床治疗肾性贫血,目前其在基础研究及临床应用中均表现出良好的有效性和可接受的安全性。除治疗肾性贫血外,研究发现罗沙司他在帕金森、脊髓损伤等疾病中可以通过改善氧化应激发挥器官保护作用。此外,近年关于罗沙司他和肾脏纤维化也有少量的研究,但目前二者的关系仍存在争议且具体作用机制尚不完全明确,需要我们进一步探究。因此,我们提出科学假设,罗沙司他可能通过上调AMPK/PGC-1α通路改善氧化应激减轻肾脏纤维化。目的:1.构建体内、外肾间质纤维化模型,明确罗沙司他对肾间质纤维化的影响;2.探讨罗沙司他是否可以通过调节AMPK/PGC-1α通路,减少氧化应激进而改善肾间质纤维化。方法:1.建立小鼠UUO模型,腹腔注射罗沙司他进行干预。实验分为假手术组(Sham组)、UUO组、UUO+罗沙司他治疗组(于手术当天开始,10mg/kg/d连续给药,最后一次给药在摘除肾脏前一天)。术后第3天、7天和14天收取标本,通过HE和Masson染色评估肾脏病理学改变;通过TGF-β1诱导HK2细胞纤维化,构建细胞纤维化模型。实验分为正常对照组、TGF-β1组、罗沙司他组、TGF-β1+罗沙司他组。通过Cell Counting Kit-8检测罗沙司他的细胞毒性。利用RT-q PCR、Western Blot、免疫组织化学染色检测和观察纤维化指标变化。2.构建细胞纤维化模型,实验分为正常对照组、TGF-β1组、罗沙司他组、TGF-β1+罗沙司他组、NAC组、TGF-β1+NAC组、Compound C组、TGF-β1+罗沙司他+Compound C组。通过Cell Counting Kit-8检测抗氧化剂NAC和AMPK抑制剂Compound C的细胞毒性;利用RT-q PCR及Western Blot检测纤维化指标以及AMPK/PGC-1α通路相关蛋白的表达;利用荧光探针DCFH-DA、硫代巴比妥酸比色法和WST-8法检测细胞氧化应激指标的改变。结果:第一部分1.小鼠UUO模型的建立:Sham组肾脏无明显改变;UUO术后,随着时间的推移,疾病进展,手术侧输尿管逐渐扩张,肾脏皮质受尿液挤压逐渐变薄,提示造模成功。2.罗沙司他对肾脏组织形态学的影响:肾脏组织病理学染色提示,UUO术后,随着时间的推移,肾间质炎症细胞浸润增加,肾脏损伤逐渐加重;罗沙司他治疗可减轻UUO术后肾脏炎症细胞浸润,减轻肾脏损伤。3.罗沙司他对纤维化指标的影响:肾脏组织Masson染色、免疫组织化学染色、RT-q PCR和Western Blot结果显示,与Sham组比较,UUO术后肾间质纤维化逐渐加重,罗沙司他治疗可减轻UUO术后肾间质纤维化程度,与对应UUO组比较差异有统计学意义(P<0.05)。在细胞水平,TGF-β1促进纤维化指标Collagen I和α-SMA的表达;罗沙司他治疗可降低TGF-β1诱导的Collagen I和α-SMA水平升高(P<0.05)。提示罗沙司他可以抑制肾间质纤维化。第二部分1.氧化应激与肾间质纤维化的关系以及罗沙司他对氧化应激的影响:UUO术后,氧化应激指标MDA水平增加,T-SOD水平降低(P<0.05)。与对应UUO组比较,罗沙司他治疗降低UUO术后MDA水平,升高T-SOD水平,差异有统计学意义(P<0.05)。HK2细胞纤维化时,氧化应激指标ROS和MDA水平增加,T-SOD水平降低(P<0.05)。抗氧化剂NAC可明显降低ROS和MDA水平,升高T-SOD水平。此外,NAC治疗后纤维化指标Collagen I和α-SMA降低。结果提示肾间质纤维化时氧化应激增加,而减少氧化应激可以抑制纤维化。罗沙司他治疗可明显降低细胞纤维化时ROS和MDA水平,升高T-SOD水平。综上,结果表明罗沙司他可通过减少氧化应激抑制肾间质纤维化。2.AMPK/PGC-1α通路与氧化应激和肾间质纤维化的关系:UUO术后,与Sham组比较,UUO组p-AMPK、PGC-1α水平降低;提示肾间质纤维化时AMPK/PGC-1α通路被抑制。在细胞水平,TGF-β1诱导HK2细胞纤维化时p-AMPK、PGC-1α水平降低。AMPK抑制剂Compuond C干预可降低p-AMPK、PGC-1α水平;增加ROS、MDA水平,降低T-SOD水平;增加纤维化指标Collagen I和α-SMA的表达。提示HK2细胞纤维化时,AMPK/PGC-1α通路被抑制;而抑制该通路,氧化应激和肾间质纤维化增加。3.罗沙司他与AMPK/PGC-1α通路的关系:罗沙司他治疗升高UUO术后p-AMPK、PGC-1α水平,与对应UUO组比较差异有统计学意义(P<0.05)。罗沙司他还可以升高纤维化HK2细胞p-AMPK、PGC-1α水平(P<0.05)。Compuond C干预可减弱罗沙司他升高p-AMPK、PGC-1α、减少氧化应激以及抑制肾间质纤维化的作用。提示罗沙司他抑制肾间质纤维化的作用可能归因于其对AMPK/PGC-1α通路的调节。结论:1.罗沙司他能改善肾间质纤维化2.AMPK/PGC-1α通路和氧化应激在肾间质纤维化中发挥重要作用3.罗沙司他可以通过上调AMPK/PGC-1α通路,减少氧化应激从而抑制肾间质纤维化