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急性肾损伤(acuteki dneyinjury,AKI)表现为突然肾功能下降导致含氮废物(尿素氮和肌軒)的累积,是一种常见的临床问题,伴随着发病率增加、严重的后果、令人不满意的治疗选择和一个巨大巧狂会经济负担,是一种潜在的威胁生命的获病。有研究报道,普通住院患者中AKI的发病率约为5%,且毎年全球范围内有200万人巧于此疾病。多项流行病学统计显示我国AKI的患病率亦呈现逐年上升趋势,其中约19%的患者最终需要接受肾脏眷代治疗,是我国住院患者及赶区人群中一类常见的、多重病因的、危重的临床综合征。虽然血液净化技术臣得到枝足发展,但AKI的病死率仍高达40%-50%。AKI在实验动物模型和临床研究上一直得到广泛的研究,这些大幅度的增加了我们对AKI发生发展和恢复进程的理解。然而目前没有特别的方法来阻止或治疗AKI。因此,进一步理解AKI的病理生畢机制对于发现潜在的浩巧策略和治疗報点来治疗AKI是非常重要的。肾缺血/再灌注损伤(ischemia reperfUsion inj ury,IRI)是AKI的一种常见原因。IRI机制复杂,目前文献报道的一些影响因素包括ATP缺失导致的巧皮功能障碍和肾小管细胞损伤、细胞巧Ca2+堆积、超氧根离子(O2-)和一氧化氮(nitricoxide,NO)的失衡、ROS的过多释放、促炙症细胞因子、细胞调亡信号通路尊在肾缺血再灌注损伤中起着重要的作用。然而,AKI的病理生理机制非常复杂,还没有被很好的阐释。在AKI发展过程中考虑血流动力学的改变和变化的作用也显得尤为重要。在单侧输尿管梗阻(unilateralureteralobstructicm,UUO)模型中,増加小管内压力和小管牵拉力会上调转化生长因子P-1(transforming growth factor P-1,tgfp-1),进而诱导小管间质性《症和纤维化。周期性拉伸肾小管上皮细胞会诱导经由激活jnk/sapk和p38sapk-2信号通路的细胞调亡。另外,c57bl/6小鼠中,与夹闭肾动脉阻塞损伤相叱,夹闭肾静脉阻塞会产生更严重巧小管损伤和更高水平的血浆舰軒。慢性记、衰病人中,肾小球滤过率(glomerularfiltrationrate,gfr)检测结果显示静脉阻塞是肾功能损伤的主要决定因素。这些研究还表明,较高的小管压力可能导致肾损伤。然而,小管内压力在iri诱导的aki发展中的作用还不清楚。目前的研究现状看,缺血阶段和再灌注阶段分开研究肾小管压力在肾损伤中的作用及肾脏血流动力学角度的研究目前还很少,肾血流动力学在iri最初阶段发展的意又逐不清楚。本研究从肾缺血阶段和再灌注阶段分别控制肾小管巧压力后,观察是否能够改善肾缺血再灌注诱导的急性腎损伤?l乂及研究肾脏损伤后血流动力学及肾脏自调控的改变机制。第一部分:皆小管内压力在急性肾损伤缺血阶段中的作用机制目的:本部分巧容通过构建c57bl化小鼠缺血再灌注诱导巧急性肾损伤模型,研究探讨该模型下小鼠肾小售压力在缺血阶段的作用机制。方法:1.戍巴比妥铜麻醉小鼠(50mg/kg,intraperitonealinjection,i.p.),整个实验过程维持小鼠体温37‘c,通过无创动脉夹阻断肾血流量18min,分为l乂下s组:1)双侧肾动脉夹闭组(renalarteries,ra组);2)双侧腎蒂(包括动脉和静脉)夹闭组(renalpedicles,rp组);3)双侧肾静脉夹闭组(renalveins,rv组)。相同的手术操作过程和时间,但不阻断肾血流量的组别作为正常对照组(sham组)。2.戍巴色比妥钢麻醉小鼠,整个实验过程维持小鼠体温37c,通过无创动脉夹阻断肾静脉18min,夹闭肾静脉之前,通过调节肾动脉的压力,分为e组:1)正常肾动脉压力组(normalrenalarterypressure,np组);2)低肾动脉压力组(lowrenalarterypressure,lp组);3)高肾动脉压力组(highrenalarterypressure,hp组)。3.采用国际领先的、难度较高的肾脏微穿剌技术(micropmcture)测量小鼠肾脏近端小管的压力,比较不同组别小鼠小管巧压力的差异。4.收集小贏血浆,一部分送去实验中而、用生化仪检:测肌巧(creatinine),肾损伤因子-1(kidn巧injurymolecule-1,kim-1)和中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(neutr邓hilgelatinaseassociatedlipocalin,ngal)按照公司的elisa试剂盒说明书进行检测。5.采用发射器的植入和平场动脉压(meanarterypressure,map)测量系统进行测量map值。6.高鴻酸希夫(periodicacidschiff,pas)染龟:将组织取出并用4%多聚甲體固定,切片,石蜡包埋,然后按pas的染龟流程染仓并于显微镜下观察拍照。结果1.肾缺血条件下,RP组和RV组肾小管压力增加,RA组肾小管压力减少,而正常组一直维持不变。缺血阶段,各组之间的MAP没有明显变化。2.与Sham组比较,缺血再灌注2411后五个实验组的creatinine、KIM-1和NGAL显著增加,并且RV组升高最多,然后分别是RP组和RA组。3.缺血再灌注24h后肾脏巧片PAS染仓显示,RV组有最严重的小管损伤和小管坏死,然后分别是RP组和RA组。4.缺血阶段通过改变肾动脉压力而调控肾小管内的压力,观察到肾动脉压力与腎小管压力呈正相关。5.缺血阶段通过改变肾动脉压力而调控肾小管内的压力后,creatinine、KIM-1和NGAL随着小管内压力的増加而增加,肾脏损伤也随之加重。6.通过调控缺血阶段肾小管压力后的缺血再灌注肾脏PAS染色显示,邸组肾小管阻塞引起的肾小管损伤和肾小管坏死最严重,然而王组中LP组表现最轻。结论:本研究表明,肾脏缺血阶段,夹闭肾动脉、肾静脉或肾蒂组织所导致的AKI损伤程度与肾小管巧压力呈正相关。进一步研究结果显示,缺血前通过增加肾动脉压力升高肾小管的压力后会促进AKI疾病巧发生发展,而降低肾小管内压力可L乂对肾脏功能起到保护作用。这盛研究结果不仅提供了AKI机制的新视野,化表明调控小管压力可能是一个潜在的治疗AKI的新策略。第二部分:肾小管压力在急性肾损伤再灌注阶段中的作用机制目的:本部分研究内容通过构建C57BL/6小鼠缺血再灌注诱导的急性肾损伤模型,探讨该模型下小鼠肾小管内压力在再灌注阶段的作用机制。方法:1.用戊巴比妥钠注射液麻醉小鼠(50mg/kg,I.P.),整个实验过程维持小鼠体温37℃,通过无创动脉夹夹闭双侧肾动脉18min,分为以下三组:1)正常再灌注压力组;2)低再灌注压力组;3)高再灌注压力组。相同的手术操作过程和时间,但不阻断肾血流量的组别作为Sham组。2.采用国际领先的、难度较高的肾脏微穿刺技术测量小鼠肾脏近端小管的压力,比较不同组别小鼠肾小管压力的差异。3.收集小鼠血浆,creatinine送去实验中心用生化仪检测,KIM-1和NGAL按照ELISA试剂盒说明书进行检测。4.PAS染色:将组织取出并用4%多聚甲醛固定,切片,石蜡包埋,然后按PAS的染色流程染色并于显微镜下观察拍照。5.收集坦帕综合医院肾移植病人的数据,分析起始灌注压力和移植肾功能的相关性。结果:1.通过调控起始灌注阶段肾动脉压力可以影响肾小管内压力。2.缺血再灌注损伤标志物creatinine、KIM-1和NGAL显示,与正常再灌注压力组比较,减少再灌注阶段肾动脉压力,进而减少小管内压力可以减轻急性肾损伤;反之,增加再灌注阶段肾动脉压力,进而增加小管内压力会加重急性肾损伤。3.PAS结果和肾损伤标志物的趋势吻合,和正常再灌注压力组比较,减少再灌注阶段肾小管压力可以减轻肾组织切片肾小管的阻塞和坏死;反之,增加再灌注阶段肾小管压力会加重肾组织切片肾小管的阻塞和坏死。4.分析肾移植病人数据结果显示,血压和creatinine有一个正相关性,这些结果支持了我们的假说:降低再灌注阶段的压力可以保护肾功能和减轻肾损伤。结论:本部分研究表明,控制缺血再灌注诱导的急性肾损伤过程中再灌注压力可以明显改善肾功能和减轻急性肾损伤。第三部分:缺血再灌注诱导的急性肾损伤的血流动力学研究目的:本部分研究通过构建C57BL/6小鼠缺血再灌注诱导的急性肾损伤模型,探讨该模型下小鼠血流动力学指标的改变。方法:1.戊巴比妥钠麻醉小鼠,然后做如下手术(整个手术过程维持小鼠体温37℃):1)通过右侧颈动脉插管测量小鼠MAP;2)通过无创动脉夹夹闭双侧肾动脉18min作为IR组,相同的手术操作过程和时间,但不阻断双侧肾动脉的组别作为Sham组。2.释放动脉夹后:1)立即通过肾血流量测定仪检测肾血流量改变;2)每隔15 min应用难度较高的肾脏微穿刺技术检测近端小管管内压力改变,测量60 min以上。3.Sham组和IR组小鼠手术后用肾血流量(renal blood flow,RBF)测定仪检测1min作为基础值,然后通过夹闭肠系膜动脉1min而升高动脉压,观察RBF的改变而评估肾脏自调控功能。4.采用肾脏微穿刺技术测量小鼠体内管球反馈(tubuloglomerular feedback,TGF)反应,选择两个时间点:1)缺血再灌注手术后立即测量;2)缺血再灌注手术七天后测量,比较Sham组和IR组小鼠TGF的差异。5.体外运用缺氧/复氧模型模拟体内缺血再灌注情况,然后采用体外肾小球旁器(juxtaglomerular apparatus,JGA)灌注技术检测小鼠正常组和缺氧/复氧组的TGF差异性。6.采用国际领先的、国内首创的、难度较高的单个肾小球入球动脉显微微灌注技术检测正常组和缺氧/复氧组的肌源性反应差异性。结果:1.肾缺血再灌注后,肾小管压力增加,虽然随着时间延长肾小管压力有所减少,但相对于Sham组还是很高。2.与Sham组比较,缺血再灌注24h后,通过升高动脉压观察到肾血流量增加,表明肾脏肾血流量自调控功能被损害。3.与Sham组比较,缺血再灌注24 h后肾脏TGF功能暂时性减弱,手术七天后TGF恢复并有所增强。4.体外实验中缺氧后TGF减弱,恢复氧后TGF也随之恢复。5.体外实验中,缺氧后血管肌源性反应减弱,恢复氧后肌源性也随之恢复。结论:本研究表明,肾脏缺血再灌注后,肾小管压力会升高。进一步研究结果显示,缺血再灌注损伤会损害RBF自调控功能、损害包括TGF反应和肌源性反应在内的肾脏自调控功能、诱发炎症因子的释放等。