李葉麗,王穎婉,李意奇,張麗梅,龔其海,楊丹莉
高血壓腎損害系由原發(fā)性或繼發(fā)性高血壓引起的腎臟疾病,其中腎間質(zhì)纖維化是導(dǎo)致腎臟損傷的重要原因。醛固酮作為腎間質(zhì)纖維化進(jìn)程中的一個重要因素,已成為高血壓腎損害研究的熱點之一。最近研究表明,醛固酮可上調(diào)離體的腎小管上皮細(xì)胞促纖維化的細(xì)胞因子如Ⅲ型膠原、TGF-β1、CTGF、FN等的表達(dá)[1-4],加速腎間質(zhì)纖維化的發(fā)生與發(fā)展。淫羊藿為小檗科淫羊?qū)僦参铮哂袦仃栄a腎、除風(fēng)祛濕、強心益氣等功效。ICA是淫羊藿的主要活性成分,現(xiàn)代藥理學(xué)研究證明,ICA具有抗腫瘤、增強免疫、改善心腦血管功能、調(diào)節(jié)內(nèi)分泌及抗骨質(zhì)疏松等作用[5]。本研究擬觀察 ICA是否具有抗SHR腎間質(zhì)纖維化作用,及該效應(yīng)是否與降低醛固酮水平,下調(diào)TGF-β1和Smad2的表達(dá)有關(guān)。
1.1 藥品、試劑與儀器 淫羊藿苷購自南京澤朗醫(yī)藥有限公司;醛固酮試劑盒和Ⅲ型膠原試劑盒購自上海雅吉生物科技有限公司;RNA逆轉(zhuǎn)錄試劑盒、熒光混合物,β-actin、TGF-β1、Smad2、CTGF、FN的引物購自TaKaRa生物工程公司;RNA逆轉(zhuǎn)錄儀,德國Eppendorf公司;real time RT-PCR擴增儀,美國BIO-RAD公司;通用酶標(biāo)儀,美國 BIO-RAD公司;Leica光學(xué)顯微鏡及照相系統(tǒng),德國Leica Microsystems Ltd。
1.2 實驗動物及分組 13周齡的♂ SHR大鼠14只、WKY大鼠7只,購自北京維通利華實驗動物技術(shù)有限公司,許可證號:SCXK(京)2012-0001。SHR大鼠隨機分為兩組,分別為模型組(n=7)和ICA組(n=7),WKY大鼠作為對照組。所有大鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)1周后,ICA組給予 ICA 40 mg·kg-1,ig,bid,至26周齡,模型組和對照組給予等量生理鹽水。
1.3 腎臟病理學(xué) 給藥14周后,7%水合氯醛(0.35 g·kg-1)經(jīng)腹腔注射麻醉成功后,取各組大鼠腎臟組織,置于4%甲醛溶液中固定48 h后,分別進(jìn)行HE和Masson染色,光鏡下觀察腎臟病理學(xué)變化。
1.4 血漿醛固酮和Ⅲ型膠原含量測定 腹主動脈取血2 ml,置于抗凝管中,離心后取上清,采用雙抗體夾心法測定血漿醛固酮和Ⅲ型膠原含量。測定方法嚴(yán)格按照試劑盒說明書執(zhí)行。
1.5 real time RT-PCR法檢測腎臟組織中TGF-β1、Smad2、CTGF、FN mRNA的表達(dá) 取各組腎臟組織,置于1 ml TRIzol中,提取總RNA并檢測其純度后,經(jīng)兩步法逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(yīng)分別檢測β-actin、TGF-β1、Smad2、CTGF、FN mRNA的表達(dá)。相關(guān)引物參照 GenBank中大鼠 β-actin、TGF-β1、Smad2、CTGF、FN mRNA的序列設(shè)計,見 Tab 1。目的基因表達(dá)相對定量法:以PCR擴增過程中熒光信號強度達(dá)到閾值所需的循環(huán)數(shù)(cycle threshold,Ct值)為統(tǒng)計參數(shù),依次計算平均 Ct值 =(Ct1+Ct2)/2(重復(fù)管);dCt=平均 Ct值 -中間值;基因表達(dá) =2-dCt;相對定量 =目的基因的表達(dá)/內(nèi)參基因的表達(dá)×100,將空白對照組的mRNA表達(dá)量設(shè)定為100。
1.6 統(tǒng)計學(xué)分析 所有數(shù)據(jù)均采用SPSS 11.0統(tǒng)計分析軟件進(jìn)行處理,以ˉx±s表示,組間比較采用方差分析,SNK法兩兩比較。
2.1 腎臟病理學(xué) HE和Masson染色均顯示對照組腎小球、腎小管結(jié)構(gòu)正常。與正常對照組比較,HE染色結(jié)果顯示模型組腎小球囊腔狹窄且不規(guī)則,小球內(nèi)系膜基質(zhì)增多,細(xì)胞排列紊亂,Masson染色結(jié)果顯示腎小管纖維增生,間質(zhì)纖維化;與模型組比較,HE和Masson染色顯示ICA組腎小球囊腔增寬,小球內(nèi)系膜基質(zhì)減少,細(xì)胞排列較為整齊,腎小管間質(zhì)纖維化程度減輕,見Fig 1。
2.2 血漿醛固酮和Ⅲ型膠原含量 與正常對照組比較,模型組血漿醛固酮和Ⅲ型膠原含量均升高(P<0.01);與模型組比較,ICA組血漿醛固酮和Ⅲ型膠原含量均降低(P<0.01或 P<0.05),結(jié)果見Tab 2。
Tab 1 Primer pair of real time RT-PCR
Tab 2 Effects of ICA on plasma aldosterone and collagen typeⅢ(ˉx±s,n=6)
2.3 腎臟組織中 TGF-β1、Smad2、CTGF、FN mRNA的表達(dá) 與正常對照組比較,模型組TGF-β1、Smad2、CTGF、FN mRNA的表達(dá)均明顯上調(diào)(P<0.01或 P<0.05);與模型組比較,ICA組 TGF-β1、Smad2、CTGF、FN mRNA的表達(dá)均明顯下調(diào)(P<0.01或P<0.05),結(jié)果見Fig 2。
腎間質(zhì)纖維化是腎臟疾病發(fā)展和預(yù)后的重要因素,也是導(dǎo)致腎單位進(jìn)行性損傷的病理機制,其本質(zhì)是細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix,ECM)異常沉積,ECM過度合成和降解受抑是ECM積聚的直接原因[6]。本研究結(jié)果顯示,與正常對照組相比,模型組腎小球囊腔狹窄且不規(guī)則,腎小球內(nèi)系膜基質(zhì)增多,腎小管間質(zhì)纖維化,提示模型組大鼠出現(xiàn)了明顯的腎間質(zhì)纖維化。另有研究表明[7],24周齡的自發(fā)性高血壓大鼠出現(xiàn)了明顯的腎間質(zhì)纖維化。
Fig 1 HE staining of kidney tissue(×400)and Masson staining of kidney tissue(×200)
Fig 2 Effects of ICA on expressions of TGF-β1、Smad2、CTGF、FN mRNA in kidney tissue(ˉx±s,n=6)
醛固酮可促進(jìn)腎間質(zhì)纖維化的發(fā)生[8-9],也可上調(diào)Ⅲ型膠原、TGF-β1、CTGF、FN等的表達(dá)[1-4]。最近研究表明,醛固酮可能通過調(diào)控基質(zhì)金屬蛋白酶1/金屬蛋白酶1組織抑制劑(MMP-1/TIMP-1)的基因表達(dá),使Ⅲ型膠原降解減少,ECM過度積聚[3];也可能通過促進(jìn) TGF-β1的表達(dá)誘導(dǎo)CTGF的表達(dá)[10],從而促進(jìn)腎間質(zhì)纖維化的發(fā)展。
TGF-β1是一種重要的促纖維化細(xì)胞因子,可參與成纖維細(xì)胞的增殖、分化與遷移,促進(jìn)ECM的生成與沉積,抑制其降解[11]。TGF-β1/Smad2信號通路的過度激活,可導(dǎo)致腎臟ECM生成增多,直接或間接導(dǎo)致CTGF和FN的產(chǎn)生[12]。CTGF作為TGF-β1的下游,可促使TGF-β1發(fā)揮促增生和ECM合成等作用[13],也可在 TGF-β1誘導(dǎo)下參與成纖維細(xì)胞合成FN,使ECM在腎間質(zhì)積聚,促進(jìn)腎間質(zhì)纖維化的發(fā)展。
與模型組相比,ICA組腎小球囊腔增寬,腎小球內(nèi)系膜基質(zhì)減少,細(xì)胞排列較為整齊,腎小管間質(zhì)纖維化程度減輕,提示ICA可能具有抗SHR腎間質(zhì)纖維化的作用。此外,ICA組血漿醛固酮、Ⅲ型膠原含量,以及 TGF-β1、Smad2、CTGF、FN mRNA的表達(dá)均明顯低于模型組,提示ICA可能通過降低醛固酮水平,下調(diào)TGF-β1和Smad2的表達(dá)抗SHR腎間質(zhì)纖維化。
參考文獻(xiàn):
[1] 羅 洋,芮宏亮,諶貽璞.ERK1/2絲裂原活化蛋白激酶對醛固酮促進(jìn)腎小管上皮細(xì)胞合成轉(zhuǎn)化生長因子β1的作用[J].中華醫(yī)學(xué)雜志,2006,86(44):3133-7.
[1] Luo Y,Rui H L,Chen Y P.The role of MAPK/ERK1/2 signaling pathway in aldosterone stimulated transforming growth factor-beta1 synthesis in renal tubular epithelial cells[J].Zhonghua Med Magazine,2006,86(44):3133-7.
[2] 王 健,李曉東,王金華,郭志軍.醛固酮對人近端腎小管上皮細(xì)胞結(jié)締組織生長因子 mRNA表達(dá)的影響 [J].天津醫(yī)藥,2007,35(10):736-8.
[2] Wang J,Li X D,Wang JH,Guo Z J.Effect of aldosterone on expression of connective tissue growth factor in human proximal tubular epithelial cells[J].Tianjin Med J,2007,35(10):736-8.
[3] 孫東立,張林霞,李 穎,李曉東.醛固酮對人腎小管上皮細(xì)胞MMP-1/TIMP-1基因表達(dá)和合成分泌纖維連接蛋白的影響[J].中國現(xiàn)代醫(yī)學(xué)雜志,2012,22(18):28-31.
[3] Sun D L,Zhang L X,Li Y,Li X D.Effects of aldosterone on gene expressions of MMP-1/TIMP-1 and secretion of fibronectin in cultured human renal tubular epithelial cells[J].China J Mod Med,2012,22(18):28-31.
[4] Xu G,Liu A,Liu X.Aldosterone induces collagen synthesis via activation of extracellular signal-regulated kinase 1 and 2 in renal proximal tubules[J].Nephrology(Carlton),2008,13(8):694-701.
[5] 龔其海,楊丹莉,石京山,等.淫羊藿苷的神經(jīng)藥理作用及分子機制研究進(jìn)展[J].中國新藥與臨床雜志,2011,30(7):481-6.
[5] Gong Q H,Yang D L,Shi JS,et al.Advances in neuroharm-acological effects and molecular mechanisms of icariin[J].Chin J New Drugs Clin Rem,2011,30(7):481-6.
[6] Zeisberg M,Neilson E G.Mechanisms of tubulointerstitial fibrosis[J].J Am Soc Nephrol,2010,21(11):1819-34.
[7] 王敏蓮,劉淑華,閆 晗,等.纈沙坦對自發(fā)性高血壓大鼠腎間質(zhì)纖維化及轉(zhuǎn)化生長因子-β1表達(dá)的影響[J].武漢大學(xué)學(xué)報,2009,30(6):744-7.
[7] Wang M L,Liu SH,Yan H,et al.Effect of valsartan on renal interstitial fibrosis and expression of transforming growth factor-betal in spontaneously hypertensive rats[J].Med J Wuhan Univ,2009,30(6):744-7.
[8] Remuzzi G,Cattaneo D,Perico N.The aggravating mechanisms of aldosterone on kidney fibrosis[J].J Am SocN Ephrol,2008,19(8):1459-62.
[9] Brem A S,Morris DJ,Gong R.Aldosterone-induced fibrosis in the kidney:questions and controversies[J].Am J Kidney Dis,2011,58(3):471-9.
[10]趙俐麗,葉山東,徐 將,等.螺內(nèi)酯對高糖及醛固酮誘導(dǎo)的腎小球系膜細(xì)胞CTGF表達(dá)的影響[J].中國藥理學(xué)通報,2010,26(7):914-7.
[10]Zhao L L,Ye SD,Xu J,et al.Effects of spironolactone on aldosterone or high glucose induced CTGF mRNA and protein expression in the glomerular mesangial cells[J].Chin Pharmacol Bull,2010,26(7):914-7.
[11]張麗梅,楊 競,李意奇,等.淫羊藿苷抑制 TGF-β1/Smad2信號通路改善壓力超負(fù)荷所致的大鼠心肌纖維化[J].中國藥理學(xué)通報,2013,29(10):1422-5.
[11]Zhang L M,Yang J,Li Y Q,et al.Anti-myocardial fibrosis activity of icariin in pressure overload rats through inhibition of TGF-β1/Smad2 signal pathway[J].Chin Pharmacol Bull,2013,29(10):1422-5.
[12]EI Mesallamy H O,Ahmed H H,Bassyouni A A,Ahmed A S.Clinical significance of inflammatory and fibrogenic cytokines in diabetic nephropathy[J].Clin Biochem,2012,45(9):646-50.
[13]敖 翔,李強翔,周巧玲.氯沙坦對自發(fā)性高血壓大鼠腎臟結(jié)締組織生長因子表達(dá)的調(diào)控[J].中華高血壓雜志,2010,18(8):779-83.
[13]Ao X,Li Q X,Zhou Q L.Effects of losartan on expression of connective tissue growth factor in kidneys of spontaneously hypertensive rats[J].Chin J Hypertens,2010,18(8):779-83.