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第一部分脓毒症AKI小鼠模型制备目的探讨一种简单易行,复制性好且贴近临床的脓毒症AKI小鼠模型的制备方法。方法健康清洁级雄性C57BL/6小鼠30只,随机分为2组:①假手术组(Sham组):15只,除不行盲肠结扎穿孔外,余同CLP组;②模型组(CLP组):15只,按照Miyaji T的方法进行盲肠结扎穿孔术。假手术组和模型组均在制模后第7天摘眼球取血检测血肌酐(Cr)、尿素氮(BUN)、KIM-1、NGAL和炎症介质(TNF-α、IL-6、IL-18)。光镜下观察肾脏组织病理学改变,每组15只小鼠观察生物行为学改变及4天、7天存活率。计量资料以均数±标准差(x±s)表示,两两比较采用LSD检验;应用Kaplan-Meier法计算累计生存率并绘制生存曲线,生存曲线的比较采用log-rank检验。P<0.05为差异有统计学意义。结果1.Sham组小鼠在制模后各项生物行为学表现很快恢复正常,CLP组小鼠在制模后呈现明显的早期脓毒症症状,24小时后症状有所减轻,但持续至48-72h。2.与Sham组相比,CLP组小鼠在制模后第7天Cr(17.80±5.12 vs 13.35±0.74,P<0.05)、BUN(6.47±1.08 vs 4.54±0.44,P<0.05)、NGAL(27.50±12.3 vs 17.23±4.68,P<0.05)、KIM-1(332.94±175.21 vs 187.99±64.03,P<0.05)等水平显著增高。3.炎症因子水平:与Sham组相比,CLP组小鼠在制模后第7天TNF-α(161.85±45.98 vs 116.98±21.08,P.<0.05)、IL-6(174.19±98.73 vs 104.96±20.97,P<0.05)、IL-18(130.25±26.83 vs 96.97±13.43,P<0.05)等炎症因子浓度显著性升高。4.光镜下可见Sham组小鼠肾脏组织构造无明显改变,CLP组小鼠肾脏病理组织可见肾小球毛细血管扩张、充血,炎性因子浸润,肾小管上皮细胞核染色质浓缩、边集征象。CLP组小鼠肾组织病理评分与Sham组相比(2.63±0.52 vs 0.36±0.5,P<0.01)有显著性升高。5.Sham组小鼠在制模后第4及第7天全部存活,CLP组小鼠4天、7天病死率从40%上升至47%左右,两组比较有显著性差异(P<0.05)。结论CLP组小鼠在制模后出现脓毒症中毒症状等生物学行为改变,炎症因子指标浓度升高,肾功能及肾损伤标志物水平显著升高,模型组肾脏组织病理出现细胞凋亡明显增多及肾组织病理损伤评分显著升高,证实了我们制备的脓毒症AKI模型是合理适当的,可以为后续研究提供保障。第二部分TWEAK/Fn14在脓毒症AKI中的作用及机制研究目的探讨TWEAK/Fn14信号通路在脓毒症致AKI中的作用以及阐明TWEAK/Fn14途径引起肾小管上皮细胞凋亡的分子机制。方法通过盲肠结扎穿孔法制备脓毒症AKI小鼠模型,将健康清洁级70只C57BL/6小鼠随机分为4组:①假手术组(Sham组):15只,除不行盲肠结扎穿孔外,余同CLP组;②模型组(CLP组):15只,行盲肠结扎穿孔术;③TWEAK组:20只,行盲肠穿孔结扎术,术后连续尾静脉注射重组TWEAK蛋白,每天1次,连续7天;④Fn14组:20只,行盲肠穿孔结扎术,术后连续尾静脉注射Fn14受体拮抗剂,每天1次,连续7天。根据实验要求,各组均在实验制模后第7天通过摘眼球取血检测Cr、BUN、、KIM-1、NGAL和炎症介质(TNF-α、IL-6、IL-18)。采用苏木精-伊红(H-E)染色,光镜下观察肾脏组织病理改变;TUNEL染色法检测肾组织细胞凋亡;实时荧光定量PCR法、免疫蛋白印迹法及免疫组化法检测凋亡蛋白(Caspase9、Caspase3、Bcl-2、Bcl-xL、Bax)在肾脏的表达,观察每组小鼠肾组织病理学。观察每组小鼠制模后生物行为学变化。计量资料以均数±标准差(x±s)表示,多组间比较采用单因素方差分析,两两比较采用LSD检验。结果1.Sham组和CLP组小鼠生物行为学改变、肾功能、肾损伤标志物、炎症因子变化、肾脏组织病理学改变同第一部分。2.TWEAK组小鼠与Sham相比在制模后肾功能Cr(18.35±3.37 vs 13.35±0.74,P<0.05)和BUN(5.82±0.85 vs 4.54±0.44,P<0.05),肾损伤标志物NGAL(29.31±7.30 vs 17.23±4.68,P<0.05)和 KIM-1(476.88±72.56 vs 162.07±48.72,P<0.05),炎症介质 TNF-α(264.85±137.24 vs 116.98±21.08,P<0.05)及 IL-6(265.03±50.88 vs 104.96±20.97,P<0.05)等指标浓度水平明显升高。光镜下TWEAK组可见肾小球毛细血管扩张、充血,大量炎性因子浸润,肾小管上皮细胞核染色质浓缩严重、边集征象,TWEAK组小鼠肾组织病理损伤评分较CLP组(3.6±0.52 vs 2.63±0.52,P<0.01)有明显的升高;TUNEL染色可见TWEAK组棕色染色的凋亡细胞多于Sham组和CLP组;RT-PCR中TWEAK组小鼠肾组织BaxmRNA表达较CLP组表达上调(3.98±0.17 vs 3.54±0.27,P<0.05),Bcl-2mRNA表达量有下调趋势(0.93±0.04vs 1.17±0.04,P<0.05);免疫蛋白印迹法检测显示:TWEAK组凋亡因子Bax(1.1±0.06 vs 0.9±0.05,P<0.05)、Caspaese-3(0.9±0.05 vs 0.7±0.04,P<0.05)、Caspaese-9(1.0±0.05 vs 0.8±0.04,P<0.05)与CLP组相比表达显著上调。抑凋亡因子Bcl-2(0.8±0.04 vs 1.1±0.06,P<0.05)、Bcl-xl(0.7±0.04 vs 1.0±0.05,P<0.05)蛋白表达显著下调。核转录因子NF-kB2蛋白表达显著上调(1.3±0.07vs 1.0±0.05,P<0.05)。免疫组化检查显示在肾小管上皮细胞、肾小球血管内皮细胞胞浆及细胞质中TWEAK组凋亡蛋白Bax、Caspase-3、Caspase-9蛋白阳性表达表达组显著增多,且Bax和Caspase-3蛋白出现强阳性表现,抑凋亡蛋白Bcl-2、Bcl-xl蛋白阳性表达明显减少。3.Fn14组与TWEAK组相比,在制模后小鼠肾损伤标志物NGAL(16.80±14.15 vs 29.31±7.30,P<0.05)和 KIM-1(180.13±93.73 vs 476.88±72.56,P<0.05),炎症介质方面 TNF-α(145.50±33.88 vs 264.85±137.24,P<0.05)、IL-6(170.42±68.61 vs 265.03±50.88,P<0.05)和 IL-18(113.54±11.20vs 96.51±9.97,P<0.05)等指标浓度水平明显降低,接近Sham组水平,且肾组织病理损伤评分有显著性降低(2.4±0.7 vs 3.6±0.52,P<0.01)。TUNEL染色可见Fn14组肾脏细胞凋亡数量明显少于TWEAK组和CLP组。RT-PCR定量中Fn14组小鼠肾组织Bax mRNA表达量较 TWEAK 组显著下调(1.63±0.08 vs 3.98±0.17,P<0.05),Bcl-2mRNA 表达则显著上调(1.19±0.04 vs 0.93±0.04,P<0.05)。免疫蛋白印迹法检测显示:Fn14组促凋亡因子 Bax(0.5±0.03 vs 1.1±0.06,P<0.05)、Caspaese-3(0.6±0.03 vs 0.9±0.05,P<0.05)、Caspaese-9(0.6±0.03 vs 1.0±0.05,P<0.05)蛋白表达与 TWEAK 相比显著下调。核转录因子NF-kB2蛋白表达显著下调(0.6±0.03 vs 1.3±0.07,P<0.05)。免疫组化检查显示:Fn14组促凋亡因子Bax、Caspase-3、Caspase-9蛋白阳性表达较CLP组及TWEAK组明显减少,抑凋亡蛋白Bcl-2、Bcl-xl蛋白阳性表达明显增多,且Bcl-xl蛋白出现强阳性表现。结论1.肾组织细胞凋亡是脓毒症AKI的主要肾组织病理特点。2.TWEAK组小鼠肾脏细胞凋亡明显增加,肾功能及肾损伤指标浓度升高,肾脏组织病理损伤加重,凋亡因子Bax、Caspase酶蛋白表达上调,应用Fn14拮抗剂后肾功能有好转趋势,肾脏细胞凋亡减少,凋亡因子Bax、Caspase酶蛋白表达下调,肾脏病理损伤有减轻,这证实TWEAK/Fn14信号通路在脓毒症AKI肾脏细胞凋亡中发挥重要作用。3.TWEAK组核转录因子NF-kB2表达水平与CLP组相比上调,而给与特异性Fn14受体拮抗剂后核转录因子NF-kB2表达则显著下调,且TUNEL染色提示肾脏细胞凋亡数量明显少于TWEAK组,这表明核转录因子NF-kB2可能在TWEAK/Fn14信号途径中发挥重要作用,但由于未检测NF-kB2信号通路上下游信号因子,有可能其他凋亡通路也参与其中,有待进一步研究。综合上述两部分内容,本研究得出如下结论:1.盲肠穿孔结扎术(CLP)能够成功制备脓毒症AKI动物模型,并为后续研究提供重要的保障。2.肾组织细胞凋亡是脓毒症AKI的主要肾组织病理特点。3.TWEAK/Fn14在脓毒症AKI肾脏细胞凋亡中发挥重要作用。4.TWEAK/Fn14可能通过NF-kB2信号通路引起脓毒症AKI肾脏细胞凋亡,有待进一步研究。