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目的:肾间质纤维化(RIF)是各种原因导致肾组织病变的最终结果,在肾脏病的进展中有重要意义。目前认为RIF的发病主要是细胞外基质(ECM)沉积与降解失衡所致[1]。近年来随着对肾间质纤维化发生机制的深入研究,肾上腺髓质素(adrenomedullin,ADM)和基质金属蛋白酶(MMPS)系统对RIF影响的研究逐渐成为研究热点之一。ADM是一种新的舒血管活性肽类,近期研究表明ADM具有抑制TGFβ1(transforming growth factor-β1)刺激胶原合成和分泌的作用,而TGFβ1是最关键的促纤维化生长因子。此外调控ECM代谢的基质金属蛋白酶(MMPS)及基质金属蛋白酶组织抑制因子(TIMPs)的表达与活性异常,也在RIF的发生中发挥重要作用。
就中医对慢性肾病的病机并结合肾脏病理改变而言,后期包括肾纤维化时以本虚为主,逐渐发展成瘀滞的本虚标实病理现象。结合久病入络及肾脏病理改变,瘀血贯穿整个慢性肾病过程,具有普遍性[2]。红花是常用的活血化瘀中药,在临床广泛使用于心脑血管疾病,在肾脏疾病中也具有很好的效果。本实验应用中药红花对单侧输尿管结扎(unilateralureteral obstruction,UUO)诱导的肾间质纤维化大鼠模型进行干预性治疗并以血管紧张素受体拮抗剂缬沙坦(Valsartan)为对照,旨在通过观察红花对实验动物梗阻侧肾脏相关调控因子-转化生长因子β1、Ⅲ型胶原(collagenⅢ,ColⅢ)、ADM及其受体、ECM重要降解酶系.基质金属蛋白酶(MMPS)及其抑制因子(TIMPs)的影响,探讨红花对肾间质纤维化的拮抗作用及作用机理。方法:本实验研究选用雌性SD大鼠40只,适应性饲养一周后,分别置代谢笼里取尿,测定尿蛋白及尿红细胞全部阴性,随机分为4组,假手术组(Sham group)、模型组(UUogroup)、缬沙坦组(UUOV group)、红花组(UUOS group),每组10只,除假手术组外,各组动物结扎左侧输尿管并在术前一天灌胃给药,假手术组与模型组分别灌入等量的生理盐水,于实验第21天全部杀检,取左侧。肾脏分别采用免疫组化及原位杂交方法检测TGFβ1、ColⅢ、ADM及其受体、基质金属蛋白酶及其抑制因子在蛋白及基因水平的表达。
结果:①ColⅢ蛋白的表达、分布及半定量分析结果:ColⅢ主要表达于肾间质,假手术组大鼠肾间质ColⅢ呈弱阳性表达,其余各组表达显著增强,为条索状或成片块状。其中,模型组与假手术组相比ColⅢ的阳性面积及积分光密度值均呈显著性升高(P<0.01);缬沙坦组、红花组与模型组相比,ColⅢ的阳性面积及积分光密度值均呈显著性下降(P<0.05,P<0.01),提示红花、缬沙坦均可抑制梗阻侧肾组织中ColⅢ的蛋白表达,其中,红花组优于缬沙坦组,但无显著性差异(P>0.05)。②TGFβ1蛋白及其mRNA的表达、分布及半定量分析结果:假手术组实验动物在肾小管上皮细胞及肾小球内TGFDl蛋白及mRNA的表达均为弱阳性;其余各组表达显著增强,见于肾小管上皮细胞、间质细胞及肾小球内。其中,模型组较假手术组TGFβ1的阳性面积及积分光密度值均呈显著性升高(P<0.01):缬沙坦组、红花组与模型组相比,TGFβ1的阳性面积及积分光密度值均呈显著性下降(P<0.05,P<0.01),提示红花、缬沙坦均可抑制梗阻侧肾组织中TGFβ1的蛋白及mRNA表达。其中,红花组优于缬沙坦组,但均无显著性差异(P>0.05)。③ADM蛋白的表达、分布及半定量分析结果:假手术组大鼠在肾小管上皮细胞及肾小球内呈弱阳性表达,与假手术组比较,模型组表达显著减弱,缬沙坦组表达较弱,红花组表达明显增强。其中,红花组和缬沙坦组与模型组相比ADM的阳性面积及积分光密度值均呈显著性升高(P<0.01、P<0.05),其中红花组明显优于缬沙坦组(P<0.01),提示红花较缬沙坦更能上调ADM蛋白的表达。④ADMR蛋白的表达、分布及半定量分析结果:假手术组ADMR阳性颗粒见于肾小管上皮细胞,呈强阳性表达,与假手术组相比其余各组表达较弱,红花组与模型组相比ADMR的阳性面积及积分光密度值均呈显著性升高(P<0.05,P<0.01),提示红花可上调梗阻侧肾组织中ADMR的蛋白表达。缬沙坦组与模型组相比无显著性差异(P>0.05)。⑤ADM mRNA的表达、分布及半定量分析结果:假手术组大鼠的ADM mRNA在肾小管上皮细胞中呈强阳性表达,模型组显著减弱,红花及缬沙坦可使其表达增强。红花组和缬沙坦组与模型组相比ADM mRNA的阳性面积及积分光密度值均呈显著性升高(P<0.01),其中红花组明显优于缬沙坦组(P<0.01),提示红花较缬沙坦更能调控梗阻侧肾组织中ADM的mRNA表达。⑥MMP-1蛋白测定结果显示在假手术组大鼠肾脏呈阳性表达,主要表达在肾小管上皮细胞内;与假手术组比较,其余各组表达显著增强,肾小管上皮细胞内出现强表达,其中,模型组与假手术组相比,阳性面积及积分光密度值均呈显著性升高(P<0.01);红花组和缬沙坦组与假手术组相比显著升高(P<0.05),但与模型组相比,MMP-1的阳性面积及积分光密度值无显著性差异(P>0.05)⑦TIMP-1蛋白测定结果显示假手术组呈弱阳性表达,主要表达于肾小管上皮细胞胞浆;模型组表达明显增强,阳性面积增强近9.06倍,光密度测定增强6.14倍,统计学处理有显著性差异(P<0.01);红花组和缬沙坦组较假手术组明显增强,但与模型组相比,其表达明显减弱,统计学处理有显著性差异(P<0.05),红花组和缬沙坦组相比无显著性差异。⑧MMP-1/TIMP-1比值测定:尽管在模型组和治疗组之间,MMP-1无显著性差别,均由于梗阻因素而表达增强,但这种代偿性增强并不能减少细胞外基质的沉积,其原因就在于TIMP-1的表达更为显著所致,计算两者的比值,就可以了解这一系统对细胞外基质降解的作用。根据测定结果,假手术组MMP-1/TIMP-1光密度为1.42,模型组为0.64,红花组为0.87,缬沙坦组为0.88,其比值说明红花和缬沙坦有调整MMP-1/TIMP-1的作用,而且主要是由于抑制TIMP-1来发挥作用,TIMP-1mRNA的抑制,可能是拮抗肾间质纤维化的机制之一。⑨MMP-1 mRNA采用原位杂交方式测定,结果显示假手术组大鼠肾小管上皮细胞及肾小球内MMP-1mRNA呈弱阳性表达,与假手术组比较,其余各组的表达均显著增强(P<0.05)。模型组与假手术组相比,表达增强,其阳性面积及积分光密度值分别高出假手术组1.73倍和1.99倍,红花组和缬沙坦组MMP-1mRNA与假手术组相比有明显上调,但与模型组比较,阳性面积及积分光密度值无明显差异(P>0.05) TIMP-1 mRNA表达显示在大鼠肾小管上皮细胞和肾小球呈弱阳性表达,模型组阳性面积及积分光密度值分别高出假手术组11.16倍和7.41倍(P<0.01),红花组和缬沙坦组与模型组相比,TIMP-1 mRNA的表达被下调,测定其阳性面积与积分光密度与模型组有显著性差别(P<0.05),但红花组和缬沙坦组相比无显著性差异。MMP-1/TIMP-1 mRNA比值显示在假手术组为0.85,模型组为0.23,红花组为0.34,缬沙坦组为0.37,提示在模型组存在着MMP-1与TIMP-1的失衡,这种失衡可以被红花和缬沙坦部分纠正,尤其对TIMP-1的抑制,可能是拮抗肾间质纤维化的机制之一结论:①红花能抑制肾组织TGF-β1蛋白及其mRNA的表达,从而使病变肾组织ECM合成减少。②红花能刺激梗阻侧肾组织中ADM及其受体的表达,从而通过其生物学效应对肾间质纤维化起拮抗作用。③肾间质纤维化组织存在着MMP-1与TIMP-1的失衡,这种失衡可以被红花部分纠正,尤其对TIMP-1的抑制,可能是拮抗肾间质纤维化的机制之一。