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目的:1、验证虾青素(astaxanthin,ATX)在肾脏缺血再灌注损伤中的保护作用。2、探究ATX在肾脏缺血再灌注(renal ischemia reperfusion injury,RIRI)损伤中保护作用的机制。方法:细胞试验部分:1.ATX及H2O2毒性试验,选取合适的H2O2浓度,不同浓度梯度的ATX预处理HK2细胞24h,H2O2处理HK2细胞2h,CCK-8法、流式细胞术Annexin V-FITC/PI双染法测定细胞活力,验证ATX药效。2.构建细胞模型,分为control组、ATX组,miRNAarray筛选表达差异明显的miRNA,应用实时定量PCR(RT-qPCR)、蛋白印迹法(Western blot)探究miRNA221-3p与PERK-CHOP信号通路间的作用机制。应用双荧光素酶报告基因试验(luciferase assay)验证 miRNA221-3p 与 PERK 的关系。3.应用 miRNA 221-3p mimic 及 miRNA221-3p inhibitor 分别转染细胞后,用H202构建缺氧模型,CCK-8法及流式细胞术测定各组细胞活力,验证miRNA221-3p在缺血再灌注损伤中的作用。RT-qPCR及Western blot探究miRNA221-3p 对 PERK-CHOP 的调控作用。动物实验部分:1.32只健康雄性8周大小B6小鼠随机分为sham组(假手术组)、ATX组、缺血再灌注组(RIRI组)及RIRI+ATX组,术后24h,收集血清及肾脏组织标本。检测小鼠血清肌酐(Cr)、尿素氮(BUN)水平,评估肾功能,并检测小鼠新鲜肾脏组织中超氧化物歧化酶(SOD)活性及脂质过氧化产物丙二醛(MDA)的含量,评估小鼠缺血再灌注损伤的情况。组织切片HE染色评估小鼠肾脏病理学改变,及Tunel染色评检测肾脏细胞凋亡情况。RT-qPCR、Western blot 法检测各组组织中 miRNA221-3p、PERK、eIF2α、p-eIF2α、CHOP的表达情况。2.24只雄性8周大小B6小鼠随机分为sham组、agomir组、RIRI组、RIRI+ agomir组。在小鼠注射miR221-3pagomir24h后,行小动物成像,测定miR221-3p agomir在小鼠肾脏组织的积聚情况。同样检测小鼠Cr、BUN水平,并检测小鼠肾脏组织中SOD活性及MDA的含量,HE染色评估小鼠肾脏病理学改变,及Tunel染色评检测肾脏细胞凋亡情况。RT-qPCR、Western blot验证miRNA221-3p 与 PERK 间的关系。结果:1.ATX+H2O2组的细胞活力高于H202组且具有统计学差异(P<0.05)。2.H2O2组较 control 组、ATX 组 PERK、CHOP 表达量升高,miRNA221-3p 表达下降(P<0.05);ATX+H2O2组较 H2O2 组 PERK、CHOP 表达下降,miRNA221-3p 表达升高(P<0.05)。3.miRNA221-3p mimic转染细胞后用H202处理,其细胞活力高于仅用H2O2处理组(P<0.05)。而miRNA221-3pinhibitor转染细胞后,用H2O2处理,其细胞活力则低于仅用H2O2处理组(P<0.05)。4.miRNA221-3p mimic转染细胞后用H2O2处理,PERK、CHOP表达较仅用H2O2处理组下降(P<0.05),而miRNA221-3pinhibitor转染细胞后,用H202处理,PERK、CHOP表达较仅用H2O2处理组升高(P<0.05)。5.动物模型中,RIRI组较sham、ATX组肌酐、尿素氮升高,PERK、CHOP表达量升高,以及组织学表现凋亡更严重(P<0.05)。而RIRI+ATX组较IR组肌酐、尿素氮下降,PERK、CHOP表达量升降低,以及组织学表现凋亡更轻(P<0.05)。6.同样,在miR221-3p agomir的动物模型中,RIRI组较sham、agomir组肌酐、尿素氮升高,PERK、CHOP表达量升高,以及组织学表现凋亡更严重(P<0.05)。而 RIRI+agomir 组较 RIRI 组肌酐、尿素氮下降,PERK、CHOP表达量升降低,以及组织学表现凋亡更轻(P<0.05)。结论:1.ATX在H2O2模拟的氧化应激损伤及小鼠肾脏缺血再灌注损伤中起到保护作用,能有效减轻氧化应激损伤的程度。2.PERK-CHOP信号通路在肾脏缺血再灌注损伤中发挥着重要的作用,调控细胞凋亡。而ATX能抑制PERK-CHOP信号通路。3.miRNA221-3p通过下调其下游的靶向基因PERK来缓解肾脏缺血再灌注损伤,是ATX对肾脏缺血再灌注损伤起保护作用的机制之一。