EC-SOD在大鼠肝脏缺血再灌注损伤模型肾内的表达变化

来源 :河北医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:n0131
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在肝脏移植、肝部分切除以及处理严重肝脏外伤时都需要暂时性阻断肝脏血流,但当血液供应重新恢复时可造成肝脏的缺血再灌注损伤。其主要损伤机制之一是缺血再灌注时产生大量活性氧自由基(reac-tive oxygenspecies,ROS)。ROS包括超氧阴离子(O2-)、羟自由基(OH)和过氧化氢(H2O2)等。ROS化学性质非常活泼,可以破坏细胞内的蛋白质、DNA和脂类等生物大分子,引起细胞死亡。研究已证实肾脏是机体内对缺血损伤最敏感的器官。在肝脏血流阻断再重新恢复的过程中,肾脏功能会受到严重影响。这也是导致临床肝脏手术失败的重要原因之一。此时,肾组织内的氧化应激水平是否也会随之增强,ROS是否是导致肾功能损伤的重要原因?  超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutases, SOD)是机体内一种重要的抗氧化酶,它能将O2-转化成H2O2和氧,负责清除O2-。在哺乳动物SOD共有三种亚型:Mn-SOD存在于线粒体,Cu/Zn-SOD主要位于细胞质和细胞核。细胞外超氧化物歧化酶(extracellular SOD,EC-SOD)是唯一位于细胞外的SOD亚型,并通过其肝素结合结构域(heparin-binding domain,HBD)与细胞表面和细胞外基质相结合。其次,EC-SOD也存在于细胞外液,如血清,脑脊髓液,腹水和滑膜液等。以往对于SOD的功能研究主要集中在Mn-SOD和Cu/Zn-SOD的抗氧化作用。但最近的研究表明EC-SOD可能具有更强的抗氧化应激和抗炎作用。Ookawara等人已证实EC-SOD在肾组织大量表达。EC-SOD在肝脏缺血再灌注损伤模型肾内的表达如何变化,是否也发挥了抗氧化作用,有待证实。  本研究通过无损伤血管夹夹闭通往大鼠肝左叶、肝中叶的血管和胆管蒂30 min后松开血管夹,制造大鼠70%肝脏缺血再灌注损伤模型。6小时后观察肾组织内的MDA含量,EC-SOD mRNA水平和蛋白水平的表达变化,探讨肝脏缺血再灌注损伤时肾组织内的过氧化损伤程度和EC-SOD的抗氧化作用,为肾功能损伤的防治提供一条新思路。  目的:观察大鼠肝脏缺血再灌注损伤模型肾内EC-SODmRNA水平和蛋白水平的表达变化以及肾内的氧化应激状态,探讨EC-SOD在氧化应激反应中的作用。  方法:  1.动物分组及肝脏缺血再灌注损伤模型的制备Wister雄性大鼠12只,体重200±10g,由河北医科大学实验动物中心提供,随机分为两组:对照组(Con)和缺血再灌注损伤组(HIRI),用6%水合氯醛腹腔注射麻醉大鼠(5ml/kg),参照Kohli等人的方法,分离肝血管和胆管蒂,以无创伤性血管夹夹闭通往肝左叶、肝中叶的血管和胆管蒂。30分钟后去掉血管夹,恢复肝脏血液供应,制造70%肝实质的肝脏缺血再灌注损伤模型。对照组大鼠只分离血管和胆管蒂并不夹闭。6小时后收集血液,3000rpm离心10min,分离血清,用于丙氨酸氨基转移酶(ALT)活性、血清肌酐(Serum Creatinine,SCr)、血尿素氮(Blood UreaNitrogen,BUN)浓度测定;处死大鼠取肝脏和肾脏,一部分放入4%多聚甲醛固定液内固定,用于HE染色;将另一部分标本放入3%多聚甲醛和1%戊二醛混合固定液中固定,用于透射电镜观察;将一部分肾脏标本置于液氮中用于EC-SOD mRNA和蛋白表达水平以及MDA含量测定。  2.测定指标及方法  2.1 血清ALT、SCr和BUN水平测定血清ALT水平由全自动生化分析仪测定;血清SCr浓度采用苦味酸法测定;血清BUN浓度采用酶偶联速率法测定。  2.2 HE染色观察大鼠肝脏和肾脏的形态结构肝脏和肾脏组织经常规脱水、透明,石蜡包埋后,切片厚约5μm,苏木精伊红染色,日本产Olympus光学显微镜下观察肝组织和肾脏的形态变化并进行图象分析。  2.3 电镜观察大鼠肝组织和肾组织的超微结构变化将另一部分肝脏和肾脏标本放入3%多聚甲醛和1%戊二醛混合固定液中固定。用于透射电镜观察大鼠肝组织和肾组织的超微结构变化。  2.4 大鼠肾组织MDA含量测定将从-70℃冰箱中取出的肾组织按照10mg/100μl加入预冷的匀浆缓冲液(50mmol/L磷酸钾缓冲液,PH7.4,1mmol/L盐酸苯甲脒,1mmol/LPMSF,0.1%Tween-20,0.5mol/LNaCl,1mmol/LEDTANa3,5mmol/Lβ-巯基乙醇),冰浴中匀浆,匀浆液4000rpm4℃离心20min,取上清即制成10%肾组织匀浆,肾组织匀浆内MDA含量采用南京建成丙二醛(MDA)测定试剂盒测定。  2.5 大鼠肾组织EC-SOD mRNA水平测定用TRIzol法提取肾内总RNA。约3μg总RNA反转录成cDNA。以GAPDH为内对照,进行RT-PCR。分别以EC-SOD的扩增产物与GAPDH灰度值之比表示目的基因的相对表达量2.6大鼠肾组织EC-SOD蛋白水平测定采用Western blot法测定大鼠肾组织EC-SOD蛋白水平。将大鼠肾组织制成匀浆,离心后取上清。用改良Lowry法进行蛋白总量测定.电泳的蛋白上样量为52 ug.经过转膜和封闭处理后,在PVDF膜上加入兔抗EC-SOD抗体,室温静置过夜。再加入荧光标记的抗兔IgG抗体.在双色红外线成像系统扫描照相并进行图像数值分析。  结果:  1.血清ALT水平Con组大鼠血清中ALT活性为20.03±5.23U/L,而HIRI组血清ALT活性为87.43±9.06 U/L。HIRI组大鼠血清ALT活性明显高于Con组(P<0.01)。  2.血清SCr水平Con组大鼠血清中SCr含量为186.57±23.07μmol/L,而HIRI组血清SCr含量为261.84±38.49μmol/L。HIRI组大鼠血清SCr含量明显高于Con组(P<0.05)。  3.血清BUN水平Con组大鼠血清中BUN含量为7.27±1.62 mmol/L,而HIRI组血清BUN含量为10.58±1.19 mmol/L。HIRI组大鼠血清BUN含量明显高于Con组(P<0.05)。  4.大鼠肝组织和肾组织的形态学改变肝脏光镜下可见Con组大鼠肝细胞排列成条索状,围绕中央静脉成放射状排列结构正常,肝血窦大小均匀,无扩张充血,未见异常。而HIRI组大鼠的肝组织淤血严重,肝血窦明显扩张充血,有炎细胞侵润,肝细胞索受压萎缩,肝细胞胞浆染色变浅且有空泡出现,部分肝细胞水肿明显,细胞核染色变浅。肾组织光镜下可见Con组大鼠肾小球、近曲小管、远曲小管及肾间质结构正常,未见组织细胞有水肿及变性坏死等现象;HIRI组大鼠的肾组织有充血现象,近曲小管上皮细胞水肿明显,可见空泡样变性,细胞浆及细胞核染色变浅,部分肾小球萎缩、肾小囊扩张。  5.大鼠肝组织和肾组织的超微结构改变Con组大鼠肝组织电镜下可见细胞核、线粒体、粗面内质网等结构完整、清晰无异常;HIRI组大鼠的肝组织细胞膜不完整、结构模糊、细胞间连接消失、坏死,线粒体只看到模糊影像、线粒体嵴消失结构无法辨认,细胞核及内部染色质结构模糊,细胞内可见空泡,肝细胞呈现变性坏死的表现。Con组大鼠肾组织电镜下可见肾小球滤过膜结构清晰完整,肾小管结构正常;HIRI组大鼠的肾组织电镜下可见肾小球内有脱落的内皮细胞核,间隙增大变宽,肾小管上皮细胞结构疏松有空泡样变性。  6.肾匀浆内MDA的含量Con组大鼠肾匀浆内的MDA含量为7.79±1.48mmol/g,而HIRI组肾匀浆内的MDA含量为13.02±2.37 mmol/g。HIRI组大鼠肾匀浆内的MDA含量明显高于Con组(P<0.01)。  7.肾组织EC-SOD mRNA的相对表达量采用RT-PCR的方法测定大鼠肾组织内EC-SOD mRNA的相对表达量。Con组肾组织内EC-SOD mRNA的相对表达量为0.86±0.17,HIRI肾组织内EC-SOD mRNA的相对表达量为1.37±0.11,HIRI组大鼠肾组织内EC-SOD mRNA水平明显高于Con组(P<0.01)。说明HIRI组大鼠肾组织内EC-SOD的基因表达水平升高。  8.大鼠肾组织EC-SOD蛋白水平Con组大鼠肾组织内EC-SOD的蛋白表达水平为0.58±0.14,HIRI组大鼠肾组织内EC-SOD的蛋白表达水平为0.95±0.14。HIRI组EC-SOD蛋白水平明显高于对照组(P<0.01)。说明HIRI组大鼠肾组织内EC-SOD的蛋白表达水平升高。  结论:  1.结扎肝左、中血管和胆管蒂30分钟,恢复血供6小时,可成功建立大鼠70%肝脏缺血再灌注损伤模型。  2.肝脏缺血再灌注损伤可累及肾脏,致使其形态结构和功能受损。  3.EC-SOD的基因和蛋白表达水平在HIRI模型组肾组织中均明显增强。提示EC-SOD可能参与了缺血再灌注所诱发的氧化应激反应,对肾细胞具有保护功能。
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