促红细胞生成素对低出生体重大鼠肾脏足细胞的作用及其机制

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背景与目的:  研究已经证实低出生体重(low birth weight,LBW)与肾单位数目减少以及肾损伤密切相关,但其发生机制尚不完全清楚,且目前鲜见有关LBW儿肾单位发育成熟早期有无肾损伤的研究。促红细胞生成素(erythropoietin,EPO)能通过抗炎、抗氧化、刺激细胞再生、减少细胞凋亡、抑制细胞损伤及促进损伤恢复等方面对肾脏、心血管以及内皮组织起保护作用。本研究旨在探讨LBW大鼠肾单位发育成熟早期有无足细胞损伤以及予外源性EPO后能否改善其足细胞的损伤,分析EPO对LBW大鼠肾脏足细胞有无保护作用及其作用机制。  方法:  选择育龄期健康雌性SD(Sprague-Dawley)大鼠,甲组孕期予22%蛋白常规饲料饲养至自然分娩,建立正常出生体重大鼠(Control组)模型,乙组孕期予6%低蛋白饲料饲养至自然分娩,建立低出生体重大鼠(LBW组)模型。随机选取Control组及LBW组各3窝幼鼠在其生后的第2天、第4天分别予腹腔注射5000IU/kg大鼠EPO,建立Control+EPO组及 LBW+EPO组大鼠模型。将四组大鼠模型作为研究对象,观察各组大鼠在30日龄时的体重、肾脏重量及肾小球数目的差异,分别应用蛋白免疫印迹(Western blot)及流式细胞术检测各实验组大鼠30日龄时足细胞标志物(Podocalyxin,PCX)及细胞增殖标志物(Ki-67)表达的差异。  结果:  (1)LBW组大鼠出生体重显著低于Control组(P<0.001)。  (2)30日龄的LBW组大鼠的体重及肾脏重量显著低于Control组(P<0.001),但其肾脏重量/体重的比值无明显差异(P>0.05);LBW+EPO组大鼠的体重及肾脏重量明显高于LBW组(P<0.001),但其肾脏重量/体重的比值无明显差异(P>0.05);LBW+EPO组大鼠的体重及肾脏重量显著低于Control组(P<0.001),且其肾脏重量/体重的比值亦低于Control组(P<0.01);Control+EPO组与Control组大鼠的体重、肾脏重量以及肾脏重量/体重间无明显差异(P>0.05)。  (3)30日龄的LBW组大鼠的肾小球数目明显低于Control组(P<0.01);与LBW组相比,LBW+EPO组肾小球数目未见明显增加(P>0.05),且LBW+EPO组肾小球数目也明显低于Control组(P<0.01);同时,Control+EPO组肾小球数目与 Control组比较无明显差异(P>0.05)。  (4)蛋白免疫印迹及流式细胞术检测结果均提示:与Control组相比,30日龄的LBW组大鼠肾脏组织的PCX表达量明显下降(P<0.05);而LBW组与LBW+EPO组大鼠肾脏组织的PCX表达量无明显差异(P>0.05);同时,LBW+EPO组大鼠肾脏组织的PCX表达量较Control组明显下降(P<0.05)。  (5)蛋白免疫印迹检测结果显示30日龄的Control组、LBW组以及LBW+EPO组大鼠肾脏组织的Ki-67表达量无显著差异(P>0.05)。  (6)流式细胞术的检测结果显示:LBW组大鼠肾脏组织细胞的Ki-67表达率显著低于Control组(P<0.001),且LBW组大鼠肾脏组织细胞的Ki-67表达率亦低于LBW+EPO组(P<0.05);同时,LBW+EPO组大鼠肾脏组织细胞的Ki-67表达率与Control组的差异无统计学意义(P>0.05)。  (7)LBW组大鼠肾脏组织细胞中的PCX阳性细胞的Ki-67表达率显著低于Control组(P<0.001),且LBW组大鼠肾脏组织细胞中的PCX阳性细胞的Ki-67表达率亦低于LBW+EPO组(P<0.01);同时,LBW+EPO组大鼠肾脏组织细胞中的PCX阳性细胞的Ki-67表达率较Control组无明显差异(P>0.05)。  结论:  (1)LBW组大鼠肾脏组织的Podocalyxin表达较Control组明显下降,显示LBW大鼠在肾单位发育成熟早期已存在足细胞损伤。  (2)LBW+EPO组大鼠肾脏组织的Podocalyxin表达较LBW组未见明显增加,提示外源性EPO未能改善LBW大鼠足细胞的损伤。  (3)外源性EPO对LBW大鼠肾脏发育成熟早期细胞的增殖及足细胞的增殖未见明显的促进作用。  (4)外源性EPO对LBW大鼠肾脏足细胞是否具有保护作用及其机制有待进一步探讨。
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