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蛋白尿是肾脏疾病最常见的表现,也是肾脏疾病持续进展的重要危险因素。肾小球滤过屏障结构或功能的异常是引起蛋白尿的病理基础。近年来发现足细胞裂孔隔膜(SD)及其相关蛋白分子(如nephrin、CD2AP、podocin和NPHS1等)对于维持肾小球滤过屏障结构极为关键。
Nephrin和CD2AP均为新近发现的SD主要组成成份,在肾脏中分别定位于SD和足突侧膜,两者的羧基端相互连接,共同维持SD的正常结构和功能。Nephrin基因(NPHS1)敲除的大鼠和CD2AP基因敲除的小鼠在生后不久均出现大量蛋白尿,最终死于肾功能衰竭,肾组织病理改变均为足细胞足突消失,提示nephrin和CD2AP在蛋白尿发生中具有重要作用。
近年来,nephrin和CD2AP在蛋白尿发生机制中作用的研究逐渐增多,但结果却不尽一致;对于经药物(如肾上腺糖皮质激素、血管紧张素转换酶抑制剂、血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂)干预后nephrin和CD2AP的表达变化的研究鲜有报道。本课题的研究目的是观察nephrin和CD2AP在阿霉素肾病大鼠肾小球中的表达变化和意义以及泼尼松、依那普利、氯沙坦对nephrin和CD2AP表达的影响。通过上述研究,进一步了解肾病综合征(NS)蛋白尿的发生机制,为NS临床治疗提供理论依据。
材料和方法1、实验动物6周龄雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠60只,体重180~200g,两次尿蛋白定性实验阴性。
2、实验方法(1)大鼠阿霉素(ADR)肾病模型的制备及分组:SD大鼠60只随机分为正常对照组18只和模型组42只。实验初,正常对照组大鼠一次性尾静脉注射生理盐水6ml/kg,模型组大鼠一次性尾静脉注射阿霉素6mg/kg。2周末24h尿蛋白定量>30mg者为肾病模型成功,再随机将模型组大鼠分为肾病未治疗组(18只)、肾病对照组(6只)、泼尼松组(6只)、依那普利组(6只)和氯沙坦组(6只)。正常对照组和肾病未治疗组大鼠分别于注射ADR后2周、4周、6周末各杀检6只,肾病对照组、泼尼松组、依那普利组及氯沙坦组每日分别予蒸馏水10ml/kg、泼尼松10mg/kg、依那普利10mg/kg、氯沙坦40mg/kg灌胃,持续4周后杀检。
(2)采用实时荧光定量PCR,免疫组织化学技术检测nephrin和CD2AP在阿霉素肾病大鼠肾小球中的表达和分布。
结果1、24小时尿蛋白定量注射ADR后第1周末,模型组大鼠开始出现尿蛋白,2周末24小时尿蛋白定量为(64±29.58)mg/d,与正常对照组[(5.62±1.61)mg/d]比较差异有显著性(p<0.01),尿蛋白排泄渐增加至6周末达到(337.67±38.11)mg/d。经泼尼松、依那普利和氯沙坦治疗2周后尿蛋白量较肾病对照组无显著差异,治疗4周后24小时尿蛋白定量分别为(86.44±28.73)mg/d、(105.09±51.3)mg/d、(105.44±55.41)mg/d,均较肾病对照组[(342.67±41.11)mg/d]明显降低(p<0.01),三个治疗组间尿蛋白量差异无显著意义。
2、血生化检测结果肾病未治疗组2周末血白蛋白[(25±1.54)g/L]低于正常对照组[(30.5±1.08)g/L],差异有显著性(p<0.01);胆固醇[(2.7±1.3)mmol/L]高于正常对照组[(1.24±0.11)mmol/L],p<0.05,此种差异直至6周;两组间各时间点尿素氮、肌酐均未见明显差异。经泼尼松、依那普利、氯沙坦治疗4周后血白蛋白分别为(24.94±3.36)g/L、(23.74±2.42)g/L、(23.74±1.81)g/L,较肾病对照组[(19.6±1.14)g/L]均不同程度回升(p<0.05),胆固醇、尿素氮及肌酐无明显差异。
3、肾脏病理正常对照组肾脏光镜和电镜均未见病变。肾病未治疗组大鼠6周时有少量腹水,肾脏外观苍白、肿胀。光镜下肾病未治疗组2周时肾小球无明显病变,4周时肾小球系膜细胞轻中度增生,6周时系膜增生加重,部分有节段性硬化及毛细血管腔有血栓,各治疗组肾小球系膜增生较肾病对照组减轻,未见硬化。电镜下肾病未治疗组2周时足细胞足突变形、部分融合,4周时足突融合加重,6周时足突弥漫性融合、部分断裂及消失,基底膜部分增厚,内皮细胞窗孔消失。各治疗组足突病变较肾病对照组减轻。
4、免疫组织化学结果正常对照组nephrin和CD2AP免疫组织化学染色显示为沿肾小球毛细血管袢线样分布。肾病组肾小球nephrin和CD2AP分布异常,从沿毛细血管袢线样分布逐渐转变为连续性颗粒样或节段性斑片状分布,染色区域扩大。半定量分析示:肾病未治疗组nephrin表达2周时(9.44±0.49)开始高于正常对照组(8.13±0.85),p<0.05,并呈进行性增高直至6周(12.6±1.12比0.28±0.03),p<0.05。CD2AP表达2周时与正常对照组无明显差异,4周时(7.88±1.01)高于正常对照组(6.61±0.56),p<0.05,增高直至6周(10.07±2.09比7.04±0.62),p<0.01。
经泼尼松、依那普利、氯沙坦治疗后nephrin表达分别为11.3±0.71、11.22±0.99、10.83±1.93,较肾病对照组(13.0±1.64)下降,p<0.05;CD2AP表达分别为8.05±1.53、8.67±1.21、8.30±1.50,较肾病对照组(10.4±1.14)下降,p<0.01。三个治疗组间nephrin和CD2AP表达无显著差异。
5、Nephrin、CD2APmRNA表达变化肾病未治疗组nephrinmRNA表达2周时(4.80±0.08)显著高于正常对照组(2.17±0.12),p<0.01,且逐渐增高至6周(8.55±0.25比1.97±0.31),p<0.01。CD2APmRNA表达2周时无明显差异,4周时(0.42±0.04)高于正常对照组(0.24±0.01),p<0.01,增高至6周(0.64±0.04比0.28±0.03),p<0.01。
经泼尼松、依那普利、氯沙坦治疗后nephrinmRNA表达分别为4.69±0.74、6.23±0.12、5.15±0.11,均低于肾病对照组(8.57±0.27),p<0.01;CD2APmRNA表达分别为0.37±0.04、0.51±0.04、0.44±0.03,均较肾病对照组(0.66±0.05)下降,p<0.01。三个治疗组间nephrin和CD2APmRNA表达差别均显著(p<0.01),以泼尼松组下降最明显。
6、相关分析NephrinmRNA、CD2APmRNA表达与24小时尿蛋白定量间均具有正相关关系(r=0.878,p<0.01;r=0.945,p<0.01)。
结论1、Nephrin早期出现表达增加及分布异常,与蛋白尿发生发展密切相关。
2、CD2AP在后期出现表达增加,可能是足细胞抵抗损伤的一种代偿反应。
3、Nephrin的表达改变早于CD2AP,它可能是判断肾小球足细胞损伤的一个早期重要指标。
4、激素、ACEI、ARB可能通过稳定肾小球裂孔隔膜分子nephrin和CD2AP而起到减轻或消除蛋白尿的治疗作用。