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背景: 近年来,持续性非卧床腹膜透析(continuous ambulatory peritoneal dialysis,CAPD)逐渐成为终末期肾脏病患者肾脏替代疗法的一种重要手段。然而腹膜透析相关性腹膜炎和腹膜纤维化是腹膜透析治疗的主要并发症,最终导致腹膜功能衰竭,这是腹膜透析患者退出治疗的主要原因。目前已知腹膜纤维化是由多种病因共同作用引起,如腹膜炎,含葡萄糖非生理性腹透液,糖基化终末产物,乳酸盐等。脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)为革兰阴性杆菌的外膜组成部分,是全身炎症反应的重要触发剂,也是腹膜透析并发腹膜炎时的重要病理损害因素。尽管以葡萄糖作为溶质的腹透液存在诸多生理不相容性,但目前世界范围仍以其作为主要的透析溶质。 正常情况下,腹膜间皮细胞表面有一层机械防御屏障—糖萼围绕着,一层由糖胺聚糖、蛋白聚糖和磷脂质组成,它们一起形成光滑、无粘着的浆膜层保护腹膜避免磨损、感染和肿瘤传播。糖萼是腹膜的第一道保护屏障。糖胺聚糖包括4个结构不同的成分:透明质酸、硫酸软骨素或硫酸皮肤素、硫酸乙酰肝素和硫酸角质素;蛋白聚糖主要由核心蛋白聚糖和二聚糖合成。国外文献有报道,在体外研究人腹膜间皮细胞合成和分泌核心蛋白聚糖、二聚糖、基底膜聚糖和透明质酸;在透析液中同时发现透明质酸、核心蛋白聚糖和二聚糖。本实验选择透明质酸和核心蛋白聚糖观察糖萼的变化,而国内对人腹膜间皮细胞透明质酸、核心蛋白聚糖的表达情况尚未检索到相关文献。 舒洛地特(SLX,肝素类似物)是目前临床上一种新的糖胺聚糖(glycosaminoglycans,GAGs)类制剂,它是一种相对低分子量的糖胺聚糖制剂,主要由80%的电泳中硫酸乙酰肝素及20%的硫酸皮肤素组成。SLX也是糖萼的一个组成成分。舒洛地特不仅具有抗凝、溶栓、抗心血管疾病、降血脂等作用,在糖尿病肾病治疗中取得多方面的独特疗效:保护和重建血管损伤的血管内皮;维持肾小球基底膜的电荷屏障;减少白蛋白通透等保护肾脏作用。因此,我们认为外源性补充SLX对腹膜有一种保护作用。 目前腹膜纤维化确切发病机制仍不清楚,本实验拟采用检测HA、DCN观察糖萼对腹膜间皮细胞的保护作用,在腹膜炎症和纤维化指标中选择具有代表性的细胞因子—IL-6和TGF-β1,观察SLX在炎症及纤维化方面的作用。 目的: 本实验拟采用检测HA、DCN观察糖萼对腹膜间皮细胞的保护作用,在腹膜炎症和纤维化指标中选择具有代表性的细胞因子—IL-6和TGF-β1,观察SLX在炎症及纤维化方面的作用,进而为防治腹膜透析相关性腹膜纤维化提供一定的思路。 方法: 一、研究方法 人腹膜间皮细胞株生长于含10%胎牛血清、1640培养液(美国GIBCO)中,5%的CO2、37℃孵育培养增殖传代,每天换液1次,待细胞融合达90%时用于试验。 二、实验分组 当人腹膜间皮细胞达90%融合时进入实验。用含1%胎牛血清的1640培养基孵育24h同步化后随机分为以下各组: A对照组:只加1%胎牛血清的1640培养基 B高糖组: ①浓度组:1.5%,2.5%,4.25%葡萄糖作用48小时; ②时间组:2.5%葡萄糖作用不同时间(0,6,12,24,48,72小时); ③SLX组:2.5%高糖+不同浓度舒洛地特(50μg/ml,400μg/ml,800μg/ml,1200μg/ml)作用48小时。 C脂多糖组: ①浓度组:LPS1,10,100μg/ml作用48小时; ②时间组:LPS10μg/ml作用不同时间(0,6,12,24,48,72小时); ③SLX组:LPS10μg/ml+不同浓度舒洛地特(50μg/ml,400μg/ml,800μg/ml,1200μg/ml)作用48小时 三、检测及方法 ELISA法检测透明质酸(HA),核心蛋白聚糖(DCN),IL-6,TGF-β1。 四、统计学分析 全部数据采用SPSS21.0医用软件进行统计学处理。计量资料采用(x)±s表示,组间比较采用单因素方差分析,p<0.05具有统计学意义。 结果: 一、细胞毒性实验(MTT试验) 不同浓度SLX(0μg/ml,50μg/ml,400μg/ml,800μg/ml,1200μg/ml,1600μg/ml)干预HPMCs48小时50μg/ml,400μg/ml,800μg/ml,1200μg/ml细胞死亡率差异无统计学意义(P值>0.05),1600μg/ml细胞死亡率差异有统计学意义(P值<0.05),因此认为本实验中舒洛地特剂量对HPMCs无毒性。 二、高糖及脂多糖对HA蛋白表达的影响 (一)高糖对HPMCsHA蛋白表达的影响 与正常对照组相比,不同浓度的高糖组HPMCsHA上调,呈剂量依赖性,均具有统计学意义(P<0.05);在2.5%高糖不同时间作用下,HPMCsHA上调,6小时升高,12小时达到最高峰,72小时仍能检测到HA,与0小时比较,组间均具有统计学意义(P<0.05);不同浓度SLX组HA含量上调,与2.5%高糖组相比,组间差异有统计学意义(P<0.05),且随着slx浓度的增加,HA的表达上调,1200μg/mlslx组下降。 (二)脂多糖对HPMCsHA蛋白表达的影响 与正常对照组相比,不同浓度的脂多糖组HPMCsHA上调,呈剂量依赖性,10和100μg/ml脂多糖组具有统计学意义(P<0.05);在10μg/ml脂多糖不同时间作用下,HPMCsHA上调,6小时升高,12小时达到最高峰,72小时仍能检测到HA,与0小时比较,组间均具有统计学意义(P<0.05);;不同浓度SLX48h组HA含量上调,与10μg/ml脂多糖组相比,组间差异有统计学意义(P<0.05),且随着slx浓度的增加,HA的表达上调,1200μg/mlslx组下降。 三、高糖及脂多糖对DCN蛋白表达的影响 (一)高糖对HPMCsDCN蛋白表达的影响 与正常对照组相比,不同浓度的高糖组HPMCsDCN蛋白表达上调(P<0.05),呈剂量依赖性;在2.5%高糖不同时间作用下,HPMCsDCN蛋白表达上调,呈双峰,分别为12小时和48小时达高峰,72小时仍能检测到DCN,与0小时比较,均具有统计学意义(P<0.05);不同浓度SLX48h组DCN含量上调,与2.5%高糖组相比,组间差异有统计学意义(P<0.05)。 (二)脂多糖对HPMCsDCN蛋白表达的影响 与正常对照组相比,不同浓度的脂多糖组HPMCsDCN上调,呈剂量依赖性,差异均具有统计学意义(P<0.05);在10μg/ml脂多糖不同时间作用下,HPMCsDCN上调,呈双峰,分别12小时和48小时达高峰,72小时仍能检测到DCN,与0小时比较,组间均具有统计学意义(P<0.05);不同浓度SLX48h组DCN含量上调,与10μg/ml脂多糖组相比,除50μg/mlSLX组外,组间差异有统计学意义(P<0.05)。 四、高糖及脂多糖对IL-6蛋白表达的影响 (一)高糖对PMCsIL-6蛋白表达的影响 与正常对照组相比,不同浓度的高糖组HPMCs IL-6蛋白表达上调(P<0.05),呈剂量依赖性;在2.5%高糖不同时间作用下,HPMCs IL-6蛋白表达上调,呈双峰,分别6小时和48小时达高峰,与0小时比较,均具有统计学意义(P<0.05);与2.5%高糖组相比,不同浓度的SLX48h组IL-6蛋白表达下降,差异均有统计学意义(P<0.05)。 (二)脂多糖对HPMCs IL-6蛋白表达的影响 与正常对照组相比,不同浓度的脂多糖组HPMCs IL-6蛋白表达上调(P<0.05),呈剂量依赖性;在10μg/ml脂多糖不同时间作用下,HPMCs IL-6蛋白表达上调,呈双峰,分别6小时和48小时达高峰,与0小时比较,均具有统计学意义(P<0.05);与10μg/ml脂多糖组相比,不同浓度的SLX48h组IL-6蛋白表达下降,差异均有统计学意义(P<0.05)。 五、高糖及脂多糖对TGF-β1蛋白表达的影响 (一)高糖对HPMCs TGF-β1蛋白表达的影响 与正常对照组相比,不同浓度的高糖组HPMCs TGF-β1蛋白表达显著上调(P<0.05),呈剂量依赖性;在2.5%高糖不同时间作用下HPMCs TGF-β1蛋白表达上调,呈时间依赖性,与0h相比,组间差异均具有统计学意义(P<0.05);与2.5%高糖组相比,不同浓度的SLX组TGF-β1蛋白表达显著下降,差异均有统计学意义(P<0.05)。 (二)脂多糖对HPMCs TGF-β1蛋白表达的影响 与正常对照组相比,不同浓度的脂多糖组HPMCsTGF-β1蛋白表达显著上调(P<0.05),呈剂量依赖性;在10μg/ml脂多糖不同时间作用下HPMCs TGF-β1蛋白表达上调,呈时间依赖性,与0h相比,组间差异均具有统计学意义(P<0.05);与10μg/ml脂多糖组相比,不同浓度的SLX组TGF-β1蛋白表达显著下降,差异均有统计学意义(P<0.05)。 结论: 1、腹膜间皮细胞表面存在透明质酸和核心蛋白聚糖的表达。 2、高糖和脂多糖刺激下可以反应性上调HPMCs的HA和DCN表达,但其表达不足以保护腹膜,而补充舒洛地特后HA和DCN表达显著上调,具有修复受损糖萼的作用。 3、舒洛地特可以抑制高糖及脂多糖诱导下人腹膜间皮细胞IL-6和TGF-β1表达,从而抑制炎症和纤维化,保护腹膜功能。