反义α肌动蛋白基因腺病毒载体转染5/6肾切除大鼠抑制肾纤维化进展的研究
2021-07-27
来源:步旅网
维普资讯 http://www.cqvip.com 重庆医学2008年4月第37卷第8期 791 ・论 著・ 反义 肌动蛋白基因腺病毒载体转染5/6肾切除大鼠 抑制肾纤维化进展的研究 干磊,李 敛,赵洪雯,刘 宏,吴亿,吴雄飞△ (第三军医大学西南医院肾科,重庆400038) 摘要:目的观察大鼠血管平滑肌a肌动蛋白基因反义腺病毒栽体(pAdanti—a-SMA)转染5/6肾切除大鼠对其肾脏纤维化 进程的影响。方法 建立pAdanti—a—SMA转染5/6肾切除大鼠模型。实验分组,A组:正常对照;B组:5/6肾切除大鼠;C组: pAdanti—a-SMA转染的5/6肾切除大鼠。统计2O周后存活率及血肌酐,行肾脏病理检查和肾脏损伤指数评分,行a-SMA、TGF- 8 、PDGF-BB的免疫组化并用Tiger 920图像分析仪做半定量分析。结果1.37。结论pAdanti—a-SMA转染可延缓大鼠肾脏纤维化进程。 各组存活率为95.0 、58、8 、82、9 ;各组平均血肌 酐为:39.74、132.57、88.65;各组肾损伤总指数:0.79、16.91、1.43;各组a-SMA 细胞Tiger 920图像分析仪结果:1.22、1.81、 关键词:反义a肌动蛋白;腺病毒;5/6肾切除大鼠 中图分类号:R365.692 文献标识码:A 文章编号:1671—8348(2008)08—0791—02 Study of the renal fibrosis progression of 5/6 nephrectomized rats transfected by transgene of antisense vascular smooth muscle alpha actin GAN Lei,LJ Lian,ZHA0 Hong—wen,et a1. (Department of Kidney,Southwest Hospital,the Third Military Medical University,Chongqing 400038,China) Abstract:0bjective To evaluate the inhibiting of renal fibrosis progression of 5/6 nephrectomized rats transfected by Trans— gene of Antisense Vascular Smooth Muscle Alpha Actin(pAdanti—a-SMA).Methods To transfect 5/6 nephrectomized rats by the pAdanti—a—SMA.Rats survival rate,weight,renal function and renal tissues pathology were assessed.Expression of a—SMA,TGF- ̄l and PDGF-BB in kidney were detected by immunohitochemistry and analyzed by Tiger 920.Results 5/6 nephrectomized rats were successfully transfected by pAdanti—a—SMA.The survival rate of 5/6 nephrectomized rats transfected by pAdanti—a—SMA was higher than that of rats which were not transfected.The renal function and renal tissues pathology of the transfected rats was better than that of rats which were not transfected.Quantity of a—SMA十cells in rats transfected was higher than that in rats which were not transfected,while the quantity of the TGF-fll十and PDGF-BB+cells both showed no difference in the same experiment.Conclu- sion The RFB progression of 5/6 nephrectomized rats transfected by pAdanti—a—SMA is inhibited. Key words:antisense vascular smooth muscle alpha adenovirus vector(pAdanti-a—SMA);renal fibrosis;5/6 nephrectomized rats 血管平滑肌a肌动蛋白(a—vascular smooth muscle alpha actin,a-SMA)重塑是肾脏固有细胞转分化的必需环节_1],肾脏 固有细胞转分化形成的肌成纤维细胞(myofibroblast,MF)或 类MF细胞是各种原因导致的肾间质纤维化(RFB)和肾小球 硬化的病理基础[2 ],各种致/抑纤维化因子均需通过MF或 类MF细胞最终实现其作用[4 ]。大鼠a-SMA反义腺病毒载 射pAdanti-a-SMA 0.5mL。 1.3实验分组双盲随机实验分组。A组:正常对照;B组: 5/6肾切除大鼠;C组:pAdanti—a-SMA转染的5/6肾切除大 鼠。实验终点:实验动物死亡或2O周后终止实验。留取静脉 血后处死并取肾脏固定保存。 1.4实验观测指标 体能在体外抑制TGF-fl 诱导肾小管上皮细胞转分化_6],本实 验旨在探讨其能否在体抑制5/6肾切除大鼠的肾脏纤维化进 展。 1.4.1大鼠存活率 1.4.2血肌酐(serum creatinine,Scr)和尿素氮 1.4.3 肾脏病理及损伤指数评分包括HE、PAS、Masson染 1材料与方法 色。损伤指数评分计数方法参见赵雅妮[7 的方法。采用HE 切片,高倍镜下单盲观察2O个肾小球,按标准表1中6项指标 评分,计算其均值,作为该标本的肾小球损伤指数。低倍镜下 单盲依序观察左上、右上、左下、右下、中间5个肾小管间质视 野,按标准表2中8项指标评分,计算其均值,作为该标本的肾 1.1材料Wistar大鼠购自第三军医大学动物所。pAdanti— a—SMA工作液为自己构建 ]。鼠抗人平滑肌肌动蛋白单克隆 抗体(mAblA4)购自北京中山公司,兔抗大鼠转移生长因子8 抗体和兔抗大鼠血小板衍化生长因子一BB购自武汉博士德公 司。 小管损伤指数。肾小球和肾小管损伤指数相加为肾损伤总指 Wistar 数。 1.2建立pAdanti-ct-SMA转染5/6肾切除大鼠模型大鼠用大部分肾切除法(5/6肾切除法)建立慢性肾衰模型,右 肾静脉注入pAdanti—a—SMA 1mL,以后每2周从尾静脉追加注 通讯作者E-mail:Wuxfei@126.corn。 1.4.4 a—SMA、TGF-lf1、PDGF-BB的免疫组化及Tiger 920 图像分析仪半定量分析分别制作不同抗体的免疫组化切片 维普资讯 http://www.cqvip.com 792 重庆医学2008年4月第37卷第8期 阳性细胞在A组中少见,在B组和c组中均大量广泛分布,以 后于200倍下行连续5个视野的图像分析,计数阳性细胞数和 积分光密度(integra optical densit,IOD)并计算平均光密度 (average optical densit,AOD)值。 肾小管周围最常见;PDGF-BB阳性细胞分布基本同TGF- ̄ 阳性细胞。所有的免疫组化切片用Tiger 920图像分析仪测定 平均光密度并经方差检验发现a—SMA 细胞各组间差异有统 计学意义,而TGF- ̄t1 细胞和PDGF-BB 细胞均在B、C组间 差异无统计学意义,见表4。 表4 免疫组化半定量分析( 士5) 1.5统计学处理2结 果 用SPSS10统计软件。存活率比较采用 检验;组间比较采用单因素方差分析,均数以i±5表示。 2.1 pAdanti-a-SMA转染5/6肾切除大鼠模型构建 7O%以 上大鼠能度过2周围手术期,9O 以上大鼠在12周后发展为 终末肾,pAdanti-a—SMA在肾脏组织中表达。 2.2大鼠存活率正常对照组大鼠存活率为95 (19/20), 5/6肾切除组存活率约为58.8 (20/35),pAdanti—a-SMA处 理组存活率为82.9%(29/36),B、C组均以2周后存活大鼠为 基准数,见表1。 表1 实验大鼠存活率 2.3大鼠肾功能B组BUN和Scr达到大鼠尿毒症标准,C 组肾功能亦有明显损伤,程度较B组轻,见表2。 表2 大鼠肾功能变化( ±5 J Scr;F=156.830,P一0.003,组间比较A、B,B、C,C、A,P均< 0.01;BUN:F一173.391,P=0.005,组间比较A、B,B、C,C、A,P均< 0.01。 2.4 肾脏病理及损伤指数评分 A组病理结构正常,B组表 现为终末肾,C组部分肾小球硬化,多数小球代偿性肥大,间质 可见部分纤维化,见插页1图1。取HE切片行肾小球损伤评 分、肾小管损伤评分及总评分,B组肾脏损害突出,C组评分显 著低于B组,见表3。 表3 肾损伤指数( ±5 J 肾小球损伤指数:F一179.938,p--0.001,组间比较A、B,B、C,C、 A,P均<O.01;肾小管损伤指数:F=223.127,P<0.000,组间比较A、 B,B、C,C、A,P均<O.01;肾损伤总指数:F--237.885,P<0.000,组 间比较A、B,B、C,C、A,P均<O.01。 2.5免疫组化及半定量分析 各实验组大鼠肾组织行a— SMA、TGFq31、PDGF-BB特异性免疫组化检查,A组无或仅有 少量a—SMA阳性细胞,B组中残余肾小球、肾小管和肾间质中 可见大量a-SMA阳性细胞并呈弥漫分布,已经硬化的部分a— SMA阳性细胞明显减少;C组中在肥大的肾小球、肾小管和肾 间质中有少量散在a-SMA阳性细胞,见插页1图2 TGF-[? a—SMA:F=93.754,P=0.001,组间比较A、B,B、c,c、A,P均< 0.01;TGF-[81:F一729.965,P<O.002,组间比较A、B,C、A,P均< 0.01;B、C=0.855>0.05;PDGF-BB:F=930.789,P<0.004,组问比 较A、B,C、A,P均<O.01;B、C=0.551>O.05。 3结 果 肾间质纤维化是复杂的病理过程,致病环节众多,影响因 素繁杂。大量研究表明a-SMA基因在RFB中起着不可替代 的作用。目前公认RFB主要经历了致病因素一细胞损伤一促 纤维化细胞因子一肾固有细胞转分化一MF/类ME形成一 ECM沉积一瘢痕形成这一基本病理过程,其中肾固有细胞向 MF或类MF转分化是各种原因所致RFB的共同途径,MF则 是ECM的主要来源,正是ECM的不断堆积最终导致了RFB。 a-SMA是MF主要的细胞骨架和标记蛋白,是其表面Smad家 族共同的结合蛋白,是MF结构和功能的基础,a-SMA重塑过 程也是肾固有细胞转分化的必需步骤l_8]。近年来,很多学者利 用TGF- ̄t 抗体、受体拮抗剂,TGF- ̄t。基因和TGF-13。受体基 因反义技术等方法进行了大量体外和动物实验,这些方法抑制 RFB作用强度不足而且不能持久,表明单独阻断某一因子,难 以获得理想效果。本实验选择的a-SMA是肾间质纤维化的共 通途径,在RFB中有独特作用。 无论是缺血、梗阻、中毒、免疫还是其他致病因素导致的 RFB,a—SMA重塑均是其不可逾越的关键环节。本实验中5/6 肾切除大鼠Scr为132.6t ̄mol/L,达到文献报道的120tlmol/L 慢性肾衰指标,为合格的对照组。利用pAdanti-a-SMA转染 5/6肾切除大鼠,转染的大鼠存活率明显高于未转染的大鼠, 转染与未转染组间肾功能水平差异有统计学意义,说明反义a— SMA基因在体延缓肾脏纤维化有效。肾脏病理检查发现5/6 肾切除大鼠表现为终末肾而经pAdanti-a-SMA转染的5/6肾 切除大鼠主要表现为代偿性肥大,表明转染后大鼠通过抑制a— SMA重塑而具有了耐受因高通透、高滤过及缺血缺氧所导致 的肾间质纤维化和肾小球硬化能力。a—SMA特异性免疫组化 和半定量分析表明a-SMA的表达与RFB严重程度一致,与既 往大量研究吻合 ],进一步说明pAdanti-a-SMA转染可以通 过抑制a-SMA重塑而抑制RFB。a—SMA、TGF-/3 、PDGF-BB 在未转染的5/6肾切除大鼠中有同向的表达变化趋势,与RFB 正相关,与既往研究相符_ j;但在经pAdanti-a-SMA转染的 5/6肾切除大鼠肾组织中,作者首次发现TGF- ̄t。、PDGF-BB表 达与a—SMA表达和RFB呈现出分离现象,说明pAdantba- SMA抑制5/6肾切除大鼠RFB的过程是通过抑制a-SMA重 塑而阻断TGF一 和PDGF-BB等促纤维化(下转第795页) 维普资讯 http://www.cqvip.com 重庆医学2008年4月第37卷第8期 NF- ̄Bp65、ICAM一1及F4/80水平与对照组的相当,肾脏也未 见明显病理变化。本实验结果提示:同样的狭窄程度,肾动脉 粥样硬化斑块破裂是造成肾脏损害的主要原因之一。动脉粥 样硬化本来就是血管的一种炎症反应,NF- ̄Bp65介导血管内 795 rakul K,Kovalik E,et a1.Survival in renal [2] Conlon PJ,Athivascular disease[J].J Am Soc Nephrol,1998,9(2):252. [3] 王海燕.动脉粥样硬化性肾动脉狭窄[J].中华内科杂志, 2005,44:8O1. 皮细胞损伤,有明显的激活动脉粥样硬化斑块,促使其不稳定 的作用_5]。随着斑块破裂,斑块内的炎症因子(包括NF- ̄B [4] Ohashi R,Mu H,Yao QZ,et a1.Cellular and molecular mechanisms of atherosclerosis with mouse models[J]. Trends Cardiovas Med,2004,14:187. p65)及微血栓等血管活性物质随血液到达肾脏,这些血管活性 物可激活肾脏内的NF- ̄B,导致NF- ̄B p65及受控的ICAM一1 等细胞因子高表达。核因子一.cB是一种与炎症递质的产生、细 [5] Wilson SH,Best PJ,Edwards WD,et a1.Nuclear factor- kappa B immunoreactivity is present in human coronary plaque and enhanced in patients with unstable angina pec— 胞增殖、细胞外基质交联和细胞凋亡有关的转录因子,其活化 后易位到核,对靶基因尤其是涉及炎症和免疫反应等方面的基 因表达起着关键性的调控作用[6]。ICAM一1的表达上调,可通 tors[J].Atherosclerosis,2002,160:147. A,Pisano B,et a1.Pyrrolidine dithio— [6] Cuzzocrea S,Rossicarbamate attenuates the development of orgen failure in— 过促进单核细胞在动脉内膜积聚参与动脉粥样硬化的形成Ⅲ7]; 促使单核巨噬细胞募集和黏附,巨噬细胞的黏附可激活NF- duced by zymosan in mice[J].Intensive Care Med,2003, 29(11):2016. JcB_8],NF_.cB的再次激活又可以激活单核巨噬细胞的增殖基 因促使其活化Ⅲ9]。巨噬细胞活化促使炎症反应加强。如此循 环往复,使肾脏内的炎症反应不断加强,最终是炎症因子大量 [7] 赵向彤,潘优津,金胜鑫.糖调节受损者血清细胞间黏附 分子一1水平的变化[J].重庆医学,2007,36(9):862. atchenko L,Romanov S,Malinina I,et a1.Identification [8] Di释放、肾内血管内皮损伤、加重炎症反应和微血栓形成。因此, (1)肾动脉粥样硬化斑块发生破裂,首先是动脉炎症引起,继而 of novel mediators of NF_{kappa)B through genome-wide 波及到下游的肾脏发生炎症性损害。NF_.cB的活化占有重要 地位。(2)治疗ARAS疾病的时机应考虑到肾动脉粥样硬化 斑块的活动性,肾动脉狭窄程度不应是衡量治疗时机的惟一指 标 survey of monocyte adherence-induced genes[J].Leukoc Biol,2005,78(6):1366. m JH,Ha IS,Hwang CI,et a1.Gene expression profi— [9] Kiling of anti—GBM glomerulonephritis model:the role of 参考文献: NF-{kappa)B in immune complex kidney disease[J].Kid— ney Int,2004,66(5):1826. [1]黄朝晖,吴雄飞,赵洪雯,等.ApoE 一小鼠肾动脉狭窄及肾 损害特点观察[J].第三军医大学学报,2007,29(19): 1844. (收稿日期:2007—12—05) (上接第792页) cine and Pathobiology[J].Am J Pathol,2001,1(4):299. [6] 干磊,吴雄飞,吴亿.反义a肌动蛋白基因腺病毒载体对 TGF2, ̄ 刺激的肾小管上皮细胞转分化的影响[J].第三 军医大学学报,2007,29(13):1301. 因子导致的RFB。 虽然载体反义基因治疗的许多关键技术尚不完善,pAda— nti—a-SMA的实用尚遥远,但本实验的结果为RFB治疗奠定 了扎实的理论基础,相关技术进展后,将可能成为临床有效的 治疗方法。 参考文献: [7] 赵雅妮,李惊子,王海燕.血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂与血 管紧张素转换酶抑制剂抗大鼠肾脏纤维化的作用及机制 探讨[J].中华老年多器官疾病杂志,2002,1(1):36. MP,Ferrario F,Giardino L,et a1.Epithelial—rues— [8] Rastaldienchymal transition of tubular epithelial cells in human [1]Schorch W,Seemayer TA,Gabbiani G,et a1.The myofi一 broblast[J].Am J Surg Pathol,1998,22(2):141. [2] 付小兵,程飚,盛志勇.创面愈合与瘢痕形成的分子学研 究[J].中国临床康复,2002,6(2):464. l GR,Cabbell JH,et a1.The effect of [3] Efendy JL,Cambelenvironmental cues on the differentiation of myofibro- renal biopsies[J].Kidney Int,2002,62(1):137. da H,Alpers CE,et a1.Expression of [9] Johnson RJ,Lismooth muscle cell phenotype buy rat mesangial cells in immunecomplex nephritis[J].Clin Invest,1999,87(3): 847. blasts in peritoneal granulation tissue[J].J Pathal,2000, 192:257. [10]Goumenos DS,Tsamandas AC,Oldroyd S,et a1.Trans— forming growth factor-beta(1)and myofIbroblasts:a po— tential pathway towards renal scarring in human glomer— R.Tumor-associated fibro— [4] Kunz Schughart LA,Knuechelblasts(part I):Active stromal participants in tumor de— ular disease[J].Nephron,2001,87(3):240. (收稿日期:2007-12-05) velopment and progression[J].Histol Histopathol,2002, 17(2):599. u Y,Templeton DM.Department of Laboratory Medi一 [5] Li维普资讯 http://www.cqvip.com (图1、2见正文792页)图1各组肾脏病理(Masson,X100)(图,…3见正文第794页).~。一、图…2B…、C组“aSMA阳…一胞“…”。性细表达、X(200’)未破裂蛆破裂蛆图3ARAS斑块破裂与F4/80表达(图4~7见正文第799页)图4对照组16周肾小球毛细血管襻(×2900)图6ADR组第4周肾小球足细胞足突广泛融合。图5对照组16周肾小管上皮细胞(×7000)图7ADR组第4周肾小管上皮细胞线粒体肿胀,和空泡变显著