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肾缺血再灌注损伤(ischemia reperfusion injury, IRI)是肾组织缺血时和其后恢复血液灌注时器官功能不能恢复正常,甚至发生更为严重的组织损伤或器官功能衰竭。肾脏由于其组织结构和功能的特殊性,对缺血再灌注损伤特别敏感,临床上常见因缺血引起急性肾功能衰竭(acute renal failue, ARF)的发生,如急性缺血性肾功衰竭、心肺复苏、心脏体外循环、失血性休克、严重脱水、弥散性血管内凝血、心脏手术及肾脏移植术等过程中,特别是多器官功能衰竭的危重患者几乎都伴有ARF的发生。尽管进行积极的对症支持治疗,但还是出现很高的发病率和死亡率。实验证明,心房钠尿肽(atrial natriuretic peptide, ANP)可有效地减轻心脏、肝脏及胃等器官的缺血再灌注损伤,起明显的保护作用。近年来研究表明,ANP对大鼠肾缺血再灌注损伤也具有保护作用,其保护作用是增加肾小球滤过率(glomerular filtration rate, GFR)和肾髓质的血流量,减轻髓质部生成表皮生长因子(epithelial growth factor, EGF)细胞的损伤,恢复肾小管上皮细胞的完整性；ANP可减轻中性白细胞的活性,抑制其释放各种炎症介质和氧自由基的生成保护肾功能,但其作用机制尚不清楚。钠尿肽(natriuretic peptides, NPs)是新发现的肽类激素,主要有ANP、脑钠尿肽(brain natriuretic peptide, BNP)及C-型钠尿肽(C-type natriuretic peptide,CNP)等,其共有的效应是利尿、排钠、舒张血管、降低血压和调节水电解质平衡。ANP和BNP主要由心脏合成和分泌,而CNP主要由内皮细胞分泌,是脑或神经系统特异性表达的神经递质。现已确认能与钠尿肽结合的受体有三种亚型：A型钠尿肽受体(natriuretic peptide receptor type A, NPR-A)、B型钠尿肽受体(natriuretic peptide receptor type B, NPR-B)及清除型钠尿肽受体(natriuretic peptide clearance receptor, NPR-C)。ANP和BNP主要与NPR-A结合,CNP则主要与NPR-B结合而发挥其生物学效应。研究表明,钠尿肽及其受体广泛分布在肾脏,但是NPs-NPR-cGMP系统在肾缺血再灌注的病理生理学作用尚不甚清楚。为此,本研究从形态学和分子生物学等角度观察和探讨CNP-NPR-B-cGMP信号通路在肾缺血再灌注损伤中的作用及其机制。本研究利用大鼠肾缺血再灌注模型,制备血清样本测定肌酐(creatinine, Cr)、尿素氮(blood urine nitrogen, BUN)等肾功能指标,且利用光镜和电镜观察肾组织形态学及肾组织超微结构,利用放射免疫分析和酶联免疫法测定血清CNP浓度,采用RT-PCR和免疫组织化学方法观察CNP及NPR-B mRNA的表达和分布。另外,取24只SD大鼠随机分为假手术组(sham)、肾缺血再灌注组(ischemia reperfusion, IR)及肾缺血再灌注即时CNP给药组(IR+CNP)(每组8只),测定血清Cr、BUN及肾组织SOD活性及MDA含量,且利用光镜观察肾组织形态学变化和采用免疫印迹技术观察肾组织Bax、Bcl-2的表达变化。实验结果如下：1.大鼠肾缺血再灌注组血清Cr、BUN水平且明显高于假手术组(n=8,P<0.01),并呈现时间依赖性特征。2.假手术组肾脏组织结构清楚,肾小管上皮细胞完整,只有轻度炎性细胞浸润；IR组肉眼观察可见肾脏体积明显增大而质软,剖面见肾髓质呈暗红色；皮质肿胀而苍白。显微镜下观察,IR组近端肾小管上皮细胞空泡及颗粒变性,细胞扁平,管腔扩张,刷状缘脱落消失,管腔内有脱落的上皮、管型和炎症渗出物；基底膜裸露,甚至呈现肾小管细胞的节段性灶状坏死。肾小管间质有不同程度的炎症细胞浸润和水肿。远端肾小管和集合管管腔内可见细胞碎片或颗粒管型,肾小管基底膜节段性断裂,断裂部位可见淋巴细胞、单核细胞及中性粒细胞浸润,肾间质弥漫并水肿。sham组电镜下超微结构基本正常,线粒体嵴完整,未见肿胀,粗面内质网结构完整,排列整齐；IR组电镜下可见肾小管上皮细胞微绒毛脱落,线粒体肿胀、线粒体嵴消失,内质网扩张,初级和次级溶酶体增多,吞噬空胞亦可见有增多现象。甚至上皮细胞崩解脱落,仅可见裸露或断裂的基底膜。3.假手术组及缺血再灌注组不同时间段(0/1/2/4h)血清CNP含量无明显差异(n=8,P>0.05)。4.缺血再灌注组肾组织CNP mRNA表达明显上调,且在再灌注2 hour时表达最高(n=8,P<0.05)。5.假手术组及缺血再灌注组肾组织NPR-B均呈阳性,可见到散在分布的棕色颗粒,但与假手术组相比再灌注组呈阳性的棕色颗粒明显增多,染色明显加深。另外,缺血再灌注组大鼠肾组织中NPR-B mRNA表达明显高于正常对照组。6.假手术组肾脏组织结构清楚,肾小管上皮细胞完整,只有轻度炎性细胞浸润；再灌注组肾脏体积明显增大而质软,剖面见肾髓质呈暗红色；皮质肿胀而苍白。显微镜下近端肾小管上皮细胞空泡及颗粒变性,细胞扁平,管腔扩张,刷状缘脱落消失,管腔内有脱落的上皮、管型和炎症渗出物,基底膜裸露,甚至可见肾小管细胞的节段性灶状坏死。肾小管间质可有不同程度的炎症细胞浸润和水肿,远端肾小管和集合管管腔内可见细胞碎片或颗粒管型。肾小管基底膜节段性断裂,断裂部位可见淋巴细胞、单核细胞及中性粒细胞浸润,肾间质弥漫水肿。肾小球和肾小动脉未见明显改变。CNP组肾小管排列基本正常,以肿胀为主,肾间质水肿、充血,炎性细胞浸润不明显。7.缺血再灌注组24小时后血清Cr、BUN水平明显高于假手术组(n=8,P<0.001);CNP即时给药组较缺血再灌注组明显下降(n=8,P<0.05)。8.缺血再灌注组与假手术组相比MDA含量显著升高,SOD活性显著下降(n=8,P<0.01和P<0.05)；CNP即时给药组与IR组相比MDA含量明显减少,SOD活性有所提高(n=8,P<0.01和P<0.05)。9.与假手术组及CNP即时给药组相比,缺血再灌注组肾组织Bax表达明显增加(n=8,P<0.05),而Bcl-2的表达在3组之间无明显差异,但是CNP即时给药组Bax/Bcl-2比值降低(n=8,P<0.05)。以上结果提示：1.肾缺血再灌注时组织结构和功能明显受到损伤,尤其在皮髓交界区和髓质部位。2.肾缺血再灌注损伤时肾组织CNP及NPR-B的表达明显上调。3.CNP明显改善缺血再灌注损伤的肾脏组织结构和功能,呈现抗损伤作用。4.CNP对损伤的肾组织具有明显的抗氧化作用。5.CNP对缺血再灌注肾具有明显的抗细胞凋亡效应,其作用是通过上调抗凋亡基因表达的途径实现的。