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目的:肾间质纤维化是各种慢性肾脏疾病进展到终末期的共同形态学特点和结局。细胞外基质在肾间质的过度沉积是引起肾间质纤维化的主要原因。肾间质成纤维细胞作为产生细胞外基质的主要细胞,其增殖与聚集则是导致肾间质纤维化病理变化的基础。丹参是近年来临床常用的抗纤维化药物,但对小管间质纤维化的具体作用机制仍不清楚。丹参酮ⅡA磺酸钠是从中药丹参中提取的重要活性成分之一,本研究以培养的人晚期肾脏病肾间质成纤维细胞为实验模型,探讨丹参酮ⅡA磺酸钠对其增殖、凋亡及分泌胶原蛋白的影响,为肾脏疾病的临床防治提供理论依据。
方法:1.将手术切除的梗阻性肾病患者的肾皮质在无菌条件下进行原代培养,培养基选用含10%小牛血清的1640培养基。细胞生长达聚合状态时进行传代,传至第2、3、4代的细胞呈均匀一致的梭形、圆形细胞基本消失,且细胞角蛋白表达阴性、结蛋白表达阴性、波形蛋白表达阳性,确认为成纤维细胞。本实验选用第2~4代生长状态良好的细胞进行试验。
2.实验分浓度组和作用时间组两部分,均设复孔,实验重复两次。将消化后的细胞用无血清的1640培养基按比例稀释至1×105个/ml左右,以每孔2ml细胞悬液转种至24孔板内的盖玻片上。继续培养24小时待细胞贴壁后,加药组依次换含有丹参酮ⅡA磺酸钠浓度为0.5、1.0、2.0mg/ml的培养液2ml,对照组仅加入1640培养基,继续培养3天后,取出细胞爬片进行检测。作用时间组则仅在孔板内加入2ml含丹参酮ⅡA磺酸钠浓度为1.0mg/ml的培养液,对照组加2ml1640培养基,每隔48小时换所用原液。在药物作用后的第1、2、3、4、5天取出细胞爬片进行指标检测。
3.利用免疫细胞化学技术检测在经丹参酮ⅡA磺酸钠干预后实验组及对照组成纤维细胞的增殖细胞核抗原(proliferationcellnuclearantigen,PCNA)、P27蛋白和Ⅲ型胶原蛋白的表达情况,计算细胞的阳性表达率。同时用TUNEL法检测成纤维细胞的凋亡指数(apoptoticindex,AI)。
4.实验数据以均数±标准差表示,采用单因素方差分析及LSD法进行差异比较,取α=0.05为显著性检验水准。
结果:1.丹参酮ⅡA磺酸钠浓度为0.5、1.0、2.0mg/ml时,作用3天后PCNA的阳性表达率分别为74.67%±3.47%、56.01%±2.64%、37.01%±2.56%,均高于对照组82.00%±3.83%。各实验组与对照组及各实验组之间比较差异有统计学意义(P<0.05)。随着丹参酮ⅡA磺酸钠浓度增加,PCNA阳性表达率减低。丹参酮ⅡA磺酸钠浓度为1.0mg/ml时,在作用第1、2、3、4、5天后,成纤维细胞PCNA的阳性表达率分别为71.87%±1.54%、68.59%±2.23%、56.01%±2.64%、48.37%±2.58%、35.67%±3.49%,实验组第1天与对照组和实验组第2天的PCNA阳性表达率相比无明显差异(P>0.05)。其余各实验组与对照组及实验组之间比较PCNA阳性表达率的差异均有统计学意义(P=0.000<0.01)。表明丹参酮ⅡA磺酸钠作用后从第2天开始PCNA蛋白的阳性表达率随着药物作用时间的延长而递减。
2.丹参酮ⅡA磺酸钠浓度为0.5、1.0、2.0mg/ml时,P27蛋白的阳性表达率分别为30.32%±1.57%、38.97%±1.05%、44.63%±1.56%,均高于对照组24.35%±0.83%。各实验组与对照组及各实验组之间比较P27蛋白的阳性表达率具有显著性差异(P<0.01)。随着丹参酮ⅡA磺酸钠浓度增加,P27蛋白的阳性表达率增加。丹参酮ⅡA磺酸钠浓度为1.0mg/ml时,依次作用1、2、3、4、5天后,成纤维细胞P27蛋白的阳性表达率分别为21.86%±1.24%、26.60%±2.04%、38.97%±1.05%、43.11%±1.18%、52.34%±2.13%,其中第1天实验组与对照组比较差异无统计学意义(P>0.05),其余各实验组与对照组及实验组之间比较差异有统计学意义(P<0.05)。表明加入药物后的第1天P27蛋白的阳性表达率无明显变化,从第2天开始,随着药物作用时间的延长,成纤维细胞P27蛋白的阳性表达率增高。
3.丹参酮ⅡA磺酸钠浓度为0.5、1.0、2.0mg/ml时,Ⅲ型胶原蛋白的阳性表达率分别为34.76%±2.08%、23.67%±1.43%、19.38%±1.79%,均低于对照组91.26%±1.25%。各实验组与对照组及各实验组之间比较差异有统计学意义(P<0.05)。随着丹参酮ⅡA磺酸钠浓度增加,Ⅲ型胶原蛋白的阳性表达率逐渐降低。丹参酮ⅡA磺酸钠浓度为1.0mg/ml时,作用1、2、3、4、5天后,成纤维细胞Ⅲ型胶原蛋白的阳性表达率分别为54.67%±2.08%、38.54%±1.00%、23.67%±1.43%、17.59%±3.04%、16.78%±1.15%,与对照组比较统计学差异具有显著性(P=0.000<0.01),实验组第4天和第5天比较差异无统计学意义(P>0.05),其余各实验组之间比较差异具有统计学意义(P<0.05)。从第1天至第4天随着药物作用时间的延长,成纤维细胞Ⅲ型胶原蛋白的阳性表达率逐渐下降,至第5天抑制作用已不明显。
4.丹参酮ⅡA磺酸钠浓度为0.5、1.0、2.0mg/ml时,成纤维细胞的凋亡指数分别为9.10%±2.78%、27.85%±2.95%、39.20%±3.16%,均高于对照组4.71%±0.66%。各实验组与对照组及各实验组之间比较差异有统计学意义(P<0.05)。表明丹参酮ⅡA磺酸钠能够促进成纤维细胞凋亡,且随着丹参酮ⅡA磺酸钠浓度的增加,凋亡指数增加。丹参酮ⅡA磺酸钠浓度为1.0mg/ml时,作用1、2、3、4、5天后,成纤维细胞的凋亡指数分别为5.55%±0.78%、13.35%±1.67%、27.85%±2.95%、42.08%±1.12%、51.03%±2.34%,第1天实验组与对照组比较差异无统计学意义(P>0.05),其余各时间组与对照组比较差异具有显著性(P=0.000<0.01)。丹参酮ⅡA磺酸钠作用1天后凋亡指数增加不明显,从第2天开始随着药物作用时间的延长,成纤维细胞凋亡指数增加。
结论:丹参酮ⅡA磺酸钠能抑制人肾间质成纤维细胞表达PCNA和Ⅲ型胶原蛋白,促进P27蛋白的表达和细胞凋亡,具有量效关系。作用时间组中丹参酮ⅡA磺酸钠作用1天后,PCNA、P27蛋白的阳性表达率和凋亡指数并无明显改变,从第2天开始至第5天,随着作用时间的延长PCNA的阳性表达率减低,P27蛋白的阳性表达率和凋亡指数升高。Ⅲ型胶原蛋白的阳性表达率在药物作用后的第1天即有下降,至第4天随着作用时间的延长,表达率递减,在第5天这种抑制作用已不明显。丹参酮ⅡA磺酸钠能够在体外发挥抗肾间质纤维化的作用,其机理可能与直接作用于肾间质成纤维细胞,抑制PCNA表达,促进P27和Ⅲ型胶原蛋白的表达,抑制细胞增殖诱导细胞凋亡及减少胶原蛋白的合成等有关。