丁涵露,王 莉,汪 偉,鄒玉榮,廖常志,張 萍
(四川省醫(yī)學(xué)科學(xué)院·四川省人民醫(yī)院腎內(nèi)科,四川 成都 610072)
糖尿病腎病(diabetic nephropathy,DN)發(fā)病機(jī)制不完全清楚,炎癥機(jī)制在DN發(fā)病中的作用正得到重視,而機(jī)體內(nèi)源性抗炎機(jī)制目前研究較少。法尼醇X受體(farnesoid X receptor,F(xiàn)XR)是一種重要的核受體,除參與膽固醇、脂類和葡萄糖等物質(zhì)代謝過程外[1,2],還具有重要抗炎作用[3]。巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)腎組織引發(fā)的炎癥反應(yīng)是造成DN病變持續(xù)進(jìn)展的重要機(jī)制[4],有關(guān)人類DN腎組織FXR表達(dá)及其與巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)、腎損傷之間的關(guān)系目前未見報(bào)道,因此,明確FXR在糖尿病腎病腎組織中的表達(dá)及其與炎細(xì)胞浸潤(rùn)、腎損傷之間的關(guān)系將有助于明確DN炎癥反應(yīng)的調(diào)控。
1.1 研究對(duì)象 試驗(yàn)對(duì)象15例均為我院2005~2011年住院DN患者(DN組),其中男7例,女8例,年齡(54±8.5)歲,均經(jīng)腎活檢組織病理檢查確診為DN。正常組5例,年齡(52±6.9)歲,來(lái)自我院腎腫瘤做腎切術(shù)但遠(yuǎn)離腫瘤部位的腎組織,均經(jīng)光鏡證實(shí)腎組織正常。
1.2 材料 兔抗人FXR多克隆抗體購(gòu)于美國(guó)Ebioscience公司,小鼠抗人CD68單克隆抗體、超敏SP(鼠/兔)免疫組化試劑盒和DAB顯色試劑盒購(gòu)于北京中杉公司。
1.3 FXR、CD68免疫組織化學(xué)染色 石蠟切片4 μm,常規(guī)脫蠟、水洗后,3%H2O2室溫 15 min,F(xiàn)XR行EDTA微波修復(fù),CD68行胰酶修復(fù),分別滴加一抗:兔抗人FXR多克隆抗體(稀釋比例為1∶200)和小鼠抗人CD68抗體原液,4℃過夜。次日0.01 mol/L PBS洗5 min×3次后,即按照超敏SP免疫組化試劑盒說(shuō)明書進(jìn)行操作,DAB顯色,蘇木精復(fù)染細(xì)胞核。陰性對(duì)照以PBS代替一抗,同法操作。
1.4 腎小球病理?yè)p害程度的判定 石蠟切片行HE、PAS等常規(guī)染色,PAS染色切片在200倍視野下進(jìn)行分析,每張切片選擇10個(gè)正切的腎小球,計(jì)算系膜區(qū)擴(kuò)張指數(shù)(以系膜區(qū)/毛細(xì)血管襻面積比表示),取平均值作為每個(gè)標(biāo)本的系膜區(qū)擴(kuò)張指數(shù)[5]。
1.5 腎小管-間質(zhì)病理?yè)p害程度的判定 根據(jù)腎小管擴(kuò)張程度、腎小管萎縮程度、腎小管上皮細(xì)胞空泡變性程度、腎小管上皮細(xì)胞壞死程度、間質(zhì)纖維化程度及腎間質(zhì)炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)程度的無(wú)、輕、中、重分別計(jì)0、1、2、3,每例樣本觀察10個(gè)視野,結(jié)果以每例樣本的相加總和平均值表示[6]。
1.6 FXR、CD68陽(yáng)性細(xì)胞結(jié)果判斷
1.6.1 FXR免疫組化表達(dá) 采用半定量法分析,由兩人在事先不知道標(biāo)本臨床指標(biāo)和腎臟病理結(jié)果的情況下同時(shí)閱片。陽(yáng)性評(píng)分方法:①按陽(yáng)性范圍記分:無(wú)為0分,<25%為1分,26% ~50%為2分,51% ~75%為3分,>75%為4分;②按陽(yáng)性程度記分,0分:無(wú)染色;1分:弱陽(yáng)性;2分:中度陽(yáng)性;3分:強(qiáng)陽(yáng)性;4分:極強(qiáng)陽(yáng)性。③陽(yáng)性范圍和陽(yáng)性程度的評(píng)分相乘結(jié)果,即該例的陽(yáng)性積分[7]。
1.6.2 CD68表達(dá)觀察 每例標(biāo)本選取皮質(zhì)腎小管-間質(zhì)10個(gè)高倍視野(×400)計(jì)數(shù)平均陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)[7]。
1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 以SPSS 11.0統(tǒng)計(jì)軟件處理數(shù)據(jù)。計(jì)量資料數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示,正態(tài)計(jì)量資料采用單因素方差分析或t檢驗(yàn)。FXR陽(yáng)性表達(dá)積分與CD68陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)、臨床指標(biāo)和腎組織病理變化的相關(guān)分析用Spearman等級(jí)相關(guān)分析。
2.1 一般情況 正常組和DN組年齡[(52±6.9)歲 vs(54±8.5)歲]、內(nèi)生肌酐清除率[(99.7±10.1)ml/(min·1.73m2)vs(92.4±9.7)ml/(min·1.73m2)]差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);而DN組患者尿蛋白、低密度脂蛋白膽固醇(LDL)和甘油三酯(TG)水平以及系膜區(qū)擴(kuò)張指數(shù)和腎小管病變積分明顯高于正常對(duì)照組(P<0.01),見表1。
表1 兩組研究對(duì)象臨床特征及腎臟病理比較
2.2 FXR和CD68在腎組織中的表達(dá) 在正常和DN腎組織中,腎小球系膜細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和足細(xì)胞、近端腎小管上皮細(xì)胞、遠(yuǎn)端腎小管上皮細(xì)胞及集合管上皮細(xì)胞均表達(dá)FXR(圖1a、圖2a,表2),免疫組化陽(yáng)性染色顆粒主要位于細(xì)胞漿中,表達(dá)強(qiáng)度正常組較DN組弱。CD68在正常腎組織的腎間質(zhì)和腎小球無(wú)明顯表達(dá)(圖1b,表2),而在DN腎小球和腎小管間質(zhì)均有CD68表達(dá)(圖2b,表2),陰性對(duì)照未見FXR和CD68陽(yáng)性染色。
圖1 FXR(a)和CD68(b)在正常腎組織中的表達(dá)(免疫組化×200);圖2 FXR(a)和CD68(b)在糖尿病腎病腎組織表達(dá)增強(qiáng)(a免疫組化×200;b免疫組化×400)
表2 FXR和CD68在腎小球、腎小管-間質(zhì)內(nèi)陽(yáng)性強(qiáng)度積分比較
2.3 FXR陽(yáng)性表達(dá)積分與CD68陽(yáng)性+細(xì)胞積分和臨床指標(biāo)之間的相關(guān)性分析 腎組織內(nèi)FXR陽(yáng)性表達(dá)積分與CD68陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)以及LDL和TG水平呈負(fù)相關(guān)(r分別為-0.742、-0.654、-0.632,P 均<0.01);FXR陽(yáng)性表達(dá)積分與腎小球系膜擴(kuò)張指數(shù)和腎小管-間質(zhì)病變呈負(fù)相關(guān)(r分別為-0.587、-0.636,P均<0.01),與24小時(shí)尿蛋白定量無(wú)相關(guān)性。
FXR是核受體家族成員中一種重要的核受體,在正常肝臟、腎臟和小腸高表達(dá),初級(jí)膽酸是FXR親和力最強(qiáng)的內(nèi)源性配體。體外試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)腎小球膜細(xì)胞中FXR過度表達(dá)或是以人工合成配體GW4064激活FXR后,能抑制系膜細(xì)胞上固醇調(diào)控元件結(jié)合蛋白-1c(SREBP-1c)及其他生脂基因轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(TGF)-β和白細(xì)胞介素(IL-6)的表達(dá),從而減輕系膜細(xì)胞的脂質(zhì)和炎癥損害[8]。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),F(xiàn)XR主要表達(dá)在系膜細(xì)胞和腎小管上皮細(xì)胞,DN腎組織FXR表達(dá)較正常腎組織增強(qiáng),且與腎小球系膜區(qū)擴(kuò)張指數(shù)負(fù)相關(guān),推測(cè)DN患者系膜細(xì)胞增殖和細(xì)胞外基質(zhì)產(chǎn)生增加,F(xiàn)XR代償性表達(dá)增加以抑制系膜基質(zhì)增加。內(nèi)皮細(xì)胞、足細(xì)胞損害也是促進(jìn)DN病變進(jìn)展的重要機(jī)制,有報(bào)道FXR可在足細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)[8],在本研究中我們也發(fā)現(xiàn)少量FXR在足細(xì)胞和腎小球毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞位置表達(dá),可能與其抗炎反應(yīng)有關(guān)。本試驗(yàn)中,腎小管上皮細(xì)胞表達(dá)FXR在DN組織較正常組織增強(qiáng),F(xiàn)XR陽(yáng)性積分與腎小管間質(zhì)病變呈負(fù)相關(guān),提示FXR可能參與了腎小管間質(zhì)炎癥反應(yīng)和纖維化的病變。
DN存在明顯脂代謝紊亂,脂質(zhì)在腎小球沉積可引起腎小球單核細(xì)胞浸潤(rùn)、泡沫細(xì)胞和含膽固醇/膽固醇酯細(xì)胞增多,系膜細(xì)胞增生及細(xì)胞外基質(zhì)積聚,在表現(xiàn)為I型DN的C57BL/6鼠,當(dāng)FXR基因敲除后,腎損害較野生型糖尿病C57BL/6小鼠明顯加重,而給予DBA/2J小鼠FXR激動(dòng)劑INT-747后,腎組織脂質(zhì)沉積減少,尿蛋白、腎小球硬化、腎間質(zhì)纖維化、氧化應(yīng)激減輕,巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)減少,F(xiàn)XR配體通過激活A(yù)kita和OVE26小鼠腎組織FXR及FXR靶基因小異源二聚體伴侶受體 SHP,抑制SREBP-1和PPARalpha活性,減少脂肪酸、甘油三酯在腎組織的沉積,從而減輕蛋白尿和細(xì)胞外基質(zhì)沉積,說(shuō)明FXR具有通過調(diào)節(jié)脂代謝而保護(hù)腎組織的作用[8]。本試驗(yàn)結(jié)果顯示,DN患者血 LDL、TG較正常組升高,腎組織FXR表達(dá)增加,其陽(yáng)性積分與血LDL、TG呈負(fù)相關(guān),提示腎組織表達(dá)FXR增加以加強(qiáng)對(duì)LDL、TG的清除,減輕脂質(zhì)沉積增加所引起的腎損害,但需要進(jìn)一步觀察腎組織脂質(zhì)沉積和FXR及其靶信號(hào)通路SREBP-1等的表達(dá),以明確FXR在DN脂質(zhì)腎損害中的作用。
FXR除參與膽固醇、脂類和葡萄糖等物質(zhì)代謝過程外[1,2],還具有重要抗炎作用[3],其在抑制多種器官的炎癥以及全身性炎癥的發(fā)生和發(fā)展中發(fā)揮了重要作用[9~11]。炎癥反應(yīng)在DN發(fā)病機(jī)制中占有重要位置,浸潤(rùn)于腎組織的巨噬細(xì)胞通過釋放炎性介質(zhì),在DN中起著重要的致病作用[12],與蛋白尿程度及腎功能衰退密切相關(guān)[13],因此,本研究擬通過觀察FXR表達(dá)和巨噬細(xì)胞標(biāo)志物CD68表達(dá),探討FXR與DN炎癥反應(yīng)之間的關(guān)系,結(jié)果發(fā)現(xiàn),DN腎組織較正常腎組織,F(xiàn)XR和CD68表達(dá)均增加,相關(guān)分析顯示,DN腎組織FXR陽(yáng)性表達(dá)積分和CD68陽(yáng)性表達(dá)積分呈負(fù)相關(guān)。國(guó)外研究發(fā)現(xiàn)FXR不僅抑制炎癥反應(yīng),而且FXR的活化可在轉(zhuǎn)錄水平抑制NF-KB誘導(dǎo)的炎癥因子,如誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)、環(huán)氧化酶-2(COX-2)、干擾素誘導(dǎo)蛋白10和干擾素 r的表達(dá)[9],下調(diào)單核細(xì)胞趨化蛋白-1(MCP-1)[2],因此本研究中表達(dá)增強(qiáng)的FXR有可能通過抑制MCP-1表達(dá)而抑制巨噬細(xì)胞的遷移和浸潤(rùn),減輕炎癥反應(yīng)和腎損害加重,而且在炎癥刺激下,F(xiàn)XR的活性及表達(dá)水平被抑制[1],因此炎癥反應(yīng)和FXR相互影響而參與DN炎癥反應(yīng)的發(fā)生發(fā)展,其具體病理生理意義還需要研究。
[1]Fiorucci S,Mencarelli A,Palladino G,et al.Bile-acid-activated receptors:targeting TGR5 and farnesoid-X-receptor in lipid and glucose disorders[J].Trends Pharmacol Sci,2009,30(11):570-580.
[2]Zhang S,Wang J,Liu Q,et al.Farnesoid X receptor agonist WAY-362450 attenuates liver inflammation and fibrosis in murine model of non-alcoholic steatohepatitis[J].J Hepatol,2009,51(2):380-388.
[3]Wang XX,Jiang T,Shen Y,et al.The farnesoid X receptor modulates renal lipid metabolism and diet-induced renal inflammation,fibrosis,and proteinuria[J].Am J Physiol Renal Physiol,2009,297(6):F1587-1596.
[4]Schwartz YSh,Khoshchenko OM,Dushkin MI,et al.Effects of cholesterol and nuclear hormone receptor agonists on the production of transforming growth factor-beta in macrophages[J].Bull Exp Biol Med,2009,148(3):406-409.
[5]Shankland SJ,Scholey JW,Ly H et al.Expression of transforming growth factor-beta 1 during diabetic renal hypertrophy[J].Kidney Int,1994,46(2):42-43.
[6]Austin H,Muenz L,Joyce KM,et al.Diffues proliferative lupus nephritis:identification of specific pathologic features affecting renal outcome[J].Kidney Int,1984,25:689-695.
[7]Zhao-Long Wu,Nian-Song Wang,Xun-Hui Xu,et al.Positive and negative hepatitis B virus in renal biopsies of IgA nephropathy:an 85-case clinicopathological analysis[J].Nephrology,2001,6(4):185-189.
[8]Jiang T,Wang XX,Scherzer P,et al.Farnesoid X receptor modulates renal lipid metabolism,fibrosis,and diabetic nephropathy[J].Diabetes,2007,56(10):2485-2493.
[9]Inge AM,van den Oever.Endothelial Dysfunction,Inflammation,and Apoptosis in Diabetes Mellitus[A].Mediators of Inflammation,2010,Article ID 792393:15.
[10]Ronald B.Cytokine and Cytokine-Like Inflammation Markers,Endothelial Dysfunction,and Imbalanced Coagulation in Development of Diabetes and Its Complications[J].J Clin Endocrinol Metab,2009,94(9):3171-3182.
[11]Flatt B,Martin R,Wang TL,et al.Discovery of XL335(WAY-362450),a highly potent,selective,and orally active agonist of the farnesoid X receptor(FXR)[J].J Med Chem,2009,52(4):904-907.
[12]Nakajima K,Tanaka Y,Nomiyama T,et al.RANTES promoter genotype is associated with diabetic nephropathy in type 2 diabetic subjects[J].Diabetes Care,2003,26(3):892-898.
[13]Sasaki S,Nishihira J,Ishibashi T,et al.Transgene of MIF induces podocyte injury and progressive mesangial sclerosis in the mouse kidney[J].Kidney Int,2004,65:469-481.