ACE2与TGF—β1/Smad3通路对高盐诱导肾脏纤维化的作用

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目的:研究血管紧张素转换酶2(Angiotensin converting enzyme2,ACE2)在高盐诱导肾脏纤维化中的作用及其可能机制。方法:(1)36只雄性SD大鼠随机分为假手术组(Sham组,n=10),DOCA组[n=13,DOCA 50mg/(kg×w)],DOCA+DIZE组[n=13,DOCA 50mg/(kg×w)+DIZE 15mg/(kg×d)]。测大鼠尾动脉血压,1次/周,共8周。测24h尿钠、尿钾排泄;测尿肌酐、尿微量白蛋白、血肌酐及尿素;计算尿钠钾排泄比、肌酐清除率(Creatinine clearance rate,Ccr)、右侧肾脏肥大指数;HE染色观察肾脏形态学改变;Masson染色观察肾脏纤维化;ELISA法检测肾皮质血管紧张素(1-7)[Angiotensin(1-7),Ang(1-7)]含量;蛋白印迹检测肾皮质Ⅰ型胶原蛋白(collagenⅠ,COLⅠ)、Ⅲ型胶原蛋白(collagenⅢ,COLⅢ)、平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)、波形蛋白(Vimentin)、E-钙粘蛋白(E-cadherin)、转化生长因子β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)、ρ-Smad3、血管紧张素转换酶2(Angiotensin converting enzyme2,ACE2)、Mas受体(MasR)、ACE、血管紧张素Ⅱ(AngiotensinⅡ,AngⅡ)、血管紧张素Ⅱ1型受体(AngiotensinⅡreceptor 1,AT1R)及2型受体(AngiotensinⅡreceptor 2,AT2R)蛋白表达。(2)采用CRISPR/Cas9技术获得Ace2基因敲除雌鼠,与野生型C57雄鼠交配,繁殖后行基因型鉴定。野生型(Wild type,WT)雄鼠和Ace2-/y雄鼠,随机分为0.5%正常盐组(Normal salt,NS)和8%高盐组(High salt,HS),每组各10只。测尾动脉血压,1次/2周,共18周。测24h尿钠、尿钾排泄;测尿肌酐、尿微量白蛋白、血肌酐及尿素;计算尿钠钾排泄比、Ccr、双侧肾脏肥大指数;HE染色观察肾脏形态学改变;Masson染色观察肾脏纤维化;ELISA测肾组织Ang(1-7)含量;蛋白印迹检测肾组织COLⅠ、COLⅢ、α-SMA、Vimentin、E-cadherin、TGF-β1、ρ-Smad3、ACE2、MasR、ACE、AngⅡ、AT1R及AT2R蛋白表达。结果:(1)与Sham组比,DOCA大鼠血压明显升高,24h尿钠及钠钾排泄比增加,尿肌酐减少,尿微量白蛋白增多,Ccr下降,右侧肾脏肥大指数增高。DIZE明显降低DOCA大鼠血压,减少尿钠排泄及尿微量白蛋白,增加Ccr,降低右侧肾脏肥大指数。DOCA大鼠肾脏组织形态改变及纤维化重于Sham组,DIZE可改善肾脏损害及纤维化。与Sham组比,DOCA大鼠肾皮质Ang(1-7)含量减少,COLⅠ、COLⅢ、α-SMA、Vimentin、TGF-β1、ρ-Smad3、ACE、AngⅡ及AT1R蛋白表达量增加,E-cadherin、ACE2、MasR及AT2R蛋白表达量减少。DIZE可增加DOCA大鼠肾皮质Ang(1-7)含量,减少COLⅠ、COLⅢ、α-SMA、Vimentin、TGF-β1、ρ-Smad3及AngⅡ蛋白表达量,增加E-cadherin、MasR及AT2R蛋白表达量。(2)Ace2基因敲除雌鼠和野生型雄鼠交配可获得Ace2-/y雄鼠。各组小鼠间血压无变化。与WT+NS组比,WT+HS组小鼠尿钠及尿钠钾排泄比增高,24h尿钾降低。与Ace2-/y+NS组比,Ace2-/y+HS组小鼠24h尿钠及尿钠钾排泄比增高。与WT+NS组比,Ace2-/y+NS组小鼠肾脏组织形态改变及纤维化明显,肾脏COLⅠ、α-SMA、Vimentin、TGF-β1、ρ-Smad3、ACE、AngⅡ及AT1R蛋白表达量增加,E-cadherin、MasR及AT2R蛋白表达量减少。与WT+HS组比,Ace2-/y+HS组小鼠肾组织形态改变及纤维化无加重,肾脏ACE蛋白表达量增加,COLⅠ、COLⅢ、α-SMA、Vimentin、TGF-β1、ρ-Smad3、AngⅡ及AT1R蛋白表达量无增加,E-cadherin、MasR及AT2R蛋白表达量无减少。结论:(1)高盐饮食可介导盐敏感性高血压大鼠和正常血压小鼠肾脏纤维化,肾内ACE2下调、肾内RAS组分失衡、TGF-β1/Smad3通路激活及上皮-间充质转化(Epithelial mesenchymal transition,EMT)发生。(2)ACE2激动剂可通过上调肾脏局部Ang(1-7)、MasR及AT2R蛋白表达,增加AngⅡ降解,抑制TGF-β1/Smad3通路及肾脏EMT减轻盐敏感性高血压大鼠肾脏纤维化;Ace2基因敲除可通过激活TGF-β1/Smad3通路、肾脏EMT致肾脏纤维化。(3)初步揭示Ace2基因下调、TGF-β1/Smad3通路激活参与高盐诱导肾脏纤维化的病理生理机制。
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