張國銳,林智峰,楊曉萍△,趙 瑾,陶 林(石河子大學醫(yī)學院:.第一附屬醫(yī)院腎病科,.病理教研室,新疆石河子83008)
1,25-(OH)2D3對單側輸尿管梗阻模型大鼠Erbin表達的影響
張國銳1,林智峰1,楊曉萍1△,趙瑾2,陶林2(石河子大學醫(yī)學院:1.第一附屬醫(yī)院腎病科,2.病理教研室,新疆石河子832008)
目的探討活性維生素D3——1,25-二羥維生素D3[1,25-(OH)2D3]對單側輸尿管梗阻(UUO)大鼠Erbin表達的影響。方法將96只大鼠采用隨機數(shù)字表法隨機分為正常對照組、干預組、假手術組和UUO模型組,每組24只。干預組和UUO模型組大鼠在左腎下極處游離并結扎左輸尿管建立UUO模型,假手術組開腹后僅游離左輸尿管,干預組在建模起給予活性維生素D30.5 μg、花生油1 mL灌胃,每天1次,共計14 d,于術后1、3、7、14 d分別處死各組大鼠6只,采用免疫組織化學法檢測各組大鼠Erbin、轉化生長因子β1(TGF-β1)的表達。結果UUO模型組大鼠Erbin、TGF-β1表達均明顯高于正常對照組、假手術組,差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05);干預組大鼠Erbin表達明顯高于模型組,TGF-β1表達明顯低于模型組,差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。結論1,25-(OH)2D3可能增加UUO大鼠腎組織Erbin的表達,抑制TGF-β1的表達,減輕腎臟纖維化。
維生素D;腎小球硬化癥,局灶節(jié)段性;轉化生長因子β1;Erbin
維生素D3的激素(活性)形式為1,25-二羥維生素D3[1-alpha,25-dihydroxy-cholecalcifero;1,25-(OH)2D3],活性維生素D3能維持鈣和磷的平衡,還能誘導細胞凋亡和分化,調(diào)節(jié)機體免疫,保護臟器功能[1];可減少足細胞損傷,恢復腎小球Nephrin的表達,減少尿蛋白,保護腎功能[2]。當腎臟受損時1-α羥化酶作用減弱,體內(nèi)1,25-(OH)2D3減少,那么,其減少是否參與了腎臟病的發(fā)生、發(fā)展呢?絕大多數(shù)的慢性腎臟病最終發(fā)展為尿毒癥期均會出現(xiàn)腎間質纖維化;近年來,有研究表明,1,25-(OH)2D3能延緩或改善腎間質纖維化,但其機制尚不清楚[3]。因此,本研究旨在探討活性維生素D3對腎間質纖維化的作用機制,現(xiàn)報道如下。
1.1材料1,25-(OH)2D3粉劑由海爾制藥公司提供?;ㄉ蜑槿軇?,配成0.5 μg/mL。兔抗大鼠Erbin抗體由Abcam公司提供。兔抗鼠轉化生長因子β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)多克隆抗體由北京博奧森公司提供。4周齡清潔級健康雄性SD大鼠96只購自新疆醫(yī)科大學實驗動物中心,體質量(200±20)g,在石河子大學醫(yī)學院中心實驗室適應性喂養(yǎng)1周,室溫,自然飲水、進食。
1.2方法
1.2.1分組將96只大鼠采用隨機數(shù)字表法隨機分為正常對照組、干預組、假手術組和UUO模型組,每組24只。干預組和UUO模型組大鼠在左腎下極處游離并結扎左輸尿管建立UUO模型,假手術組開腹后僅游離左輸尿管,干預組在建模起給予活性維生素D30.5 μg、花生油1 mL灌胃,每天1次;正常對照組、模型組及假手術組均給予每天1mL花生油灌胃共計14 d。
1.2.2取材術后第1、3、7、14 d分別處死各組大鼠6只,取左腎標本進行病理檢查及免疫組織化學(免疫組化)染色。
1.2.3免疫組化染色結果判定采用SP法檢測腎組織中Erbin、TGF-β1的表達,由本校病理教研室3名專家單獨觀察結果,陽性結果判定:高倍鏡下(400×)選5個腎小管間質視野(避開腎小球和大血管)觀察染色細胞面積和強度,計算平均值作為最后結果。
1.3統(tǒng)計學處理應用SPSS17.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析,計量資料以±s表示,組間比較采用單因素方差分析F檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
2.1各組大鼠腎組織形態(tài)學變化比較與對照組、假手術組比較,UUO模型組大鼠左腎腫大,腎皮質變薄,腎盂中有尿液積聚;與UUO模型組比較,干預組大鼠左腎較小,腎盂積尿減少,腎皮質稍厚。
2.2各組大鼠Erbin表達比較Erbin主要表達于腎小管上皮細胞質中。UUO模型組大鼠Erbin表達均明顯高于正常對照組、假手術組,干預組大鼠Erbin表達明顯高于模型組,差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05),見表1、圖1。
表1 各組大鼠Erbin表達比較(±s)
表1 各組大鼠Erbin表達比較(±s)
注:與正常對照組、假手術組同時間點比較,aP<0.05;UUO與模型組同時間點比較,bP<0.05。
時間術后1 d術后3 d術后7 d術后14 d n 6 6 6 6正常對照組 假手術組 UUO模型組 干預組0.12±0.15 0.13±0.18 0.11±0.14 0.12±0.20 0.14±0.10 0.15±0.14 0.13±0.14 0.14±0.18 1.47±0.32 3.83±0.16a4.56±0.16a5.26±0.16a1.52±0.20 4.21±0.17b5.30±0.36b6.60±0.41b
圖1 UUO模型組與干預組大鼠Erbin表達比較
2.3各組大鼠TGF-β1表達比較TGF-β1主要表達于腎小管上皮細胞質中。UUO模型組大鼠TGF-β1表達均明顯著高于正常對照組、假手術組,干預組大鼠TGF-β1表達明顯低于UUO模型組,差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.01),見表2。
表2 各組大鼠TGF-β1表達比較(±s)
表2 各組大鼠TGF-β1表達比較(±s)
注:與正常對照組、假手術組同時間點比較,aP<0.01;UUO與模型組同時間點比較,bP<0.01。
時間術后1 d術后3 d術后7 d術后14 d n 6 6 6 6正常對照組 假手術組 UUO模型組 干預組0.13±0.16 0.13±0.16 0.13±0.16 0.13±0.16 0.23±0.23 0.30±0.35 0.86±0.24 1.20±0.36 0.31±0.19a1.90±0.48a2.51±0.50a3.70±0.27a0.16±0.17b1.00±0.20b1.28±0.41b2.60±0.47b
2.4Erbin表達與TGF-β1表達的相關性TGF-β1、Erbin表達隨時間延長、腎間質病理損害程度加重而增加,Erbin表達與TGF-β1表達呈正相關(r=0.871,P<0.01)。
腎間質纖維化具體機制目前尚不清楚,主要表現(xiàn)為細胞外基質大量積聚和間質肌成纖維細胞增生。目前,已有研究證實,腎間質肌成纖維細胞大部分是由腎小管上皮細胞轉分化(epithelial-to-mesenchymal transition,EMT)而來[4]。目前發(fā)現(xiàn)腎間質纖維化與TGF-β1、肝細胞生長因子、腎組織局部腎素-血管緊張素系統(tǒng)、蛋白尿、核因子-κB等有關[5],而EMT在腎間質纖維化過程中可能具有關鍵性作用。
Erbin是富含亮氨酸重復序列(leucine-rich repeat,LRR)及(PDZ-containing protein,PDZ)結構域蛋白的LAP家族的新成員,Erbin包含16個LRR及1個PDZ結構域,Erbin主要分布于大腦、心臟、肌肉、腎臟等組織中,參與上皮細胞的黏附過程,Erbin在細胞極性形成與維持細胞黏附中具有重要作用[6]。上皮細胞黏附及細胞極性的破壞是EMT的重要環(huán)節(jié)[4];有研究證明,Erbin在腎臟纖維化中具有保護作用[7],但其具體機制尚不明確。
本研究采用大鼠UUO模型,觀察腎間質病變及Erbin表達的變化。結果顯示,UUO模型組于術后3 d既出現(xiàn)Erbin表達增高(圖1),并持續(xù)高表達;TGF-β1、Erbin表達隨時間延長、腎間質病理損害程度加重而增加,Erbin表達與TGF-β1表達呈正相關(r=0.871,P<0.01)。與程紅新等[8]研究結果一致,分析其原因可能是UUO模型建立后隨著炎性反應加強,炎癥介質的釋放,TGF-β1表達開始增加,TGF-β1可能通過活化smad2/3信號通路促進EMT的發(fā)生[9],從而加重病理損害,導致腎間質纖維化的發(fā)生;近年來,有研究已證實,腎切除5/6建立的腎纖維化模型的腎組織中 Erbin表達明顯增高,在TGF-β1刺激的NRK52E細胞中Erbin mRNA及蛋白水平均增高[10],本研究結果也證實了這一點;有研究表明,Erbin可結合Smard3和Smard2,阻止Smards復合物入核,進而拮抗TGF-β1的致纖維化作用[11]。提示高表達Erbin在腎纖維化中具有保護作用,本研究用1,25-(OH)2D3干預UUO后TGF-β1表達低于UUO模型組,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01),而Erbin在術后1 d無明顯變化,術后3、14 d大鼠腎組織Erbin表達增加(圖1),干預組大鼠腎組織腎小管上皮細胞中Erbin染色面積及強度均增加,提示活性維生素D3可能從蛋白水平使Erbin高表達,進而降低TGF-β1表達,從而抑制了EMT,延緩了腎間質纖維化的發(fā)展。
總之,本研究結果表明,活性維生素D3可通過使Erbin高表達,抑制TGF-β1表達,進一步驗證了活性維生素D3對腎間質纖維化的作用機制,為慢性腎間質纖維的治療提供了新的方向。
[1]Wang Y,Zhu J,DeLuca HF.The vitamin D receptor in the proximal renal tubule is a key regulator of serum 1α,25-dihydroxyvitamin D?[J].Am J Physiol Endocrinol Metab,2015,308(3):E201-205.
[2]Verouti SN,Tsilibary EC,F(xiàn)ragopoulou E,et.al.Vitamin D receptor activators upregulate and rescue podocalyxin expression in high glucose-treated human podocytes[J].Nephron Exp Nephrol,2012,122(1/2):36-50.
[3]Tan X,Li Y,Liu Y.Paricalcitol attenuates renal interstitial fibrosis in obstructive nephropathy[J].J Am Soc Nephrol,2006,17(12):3382-3393.
[4]AdachiT,Arito M,Suematsu N,et al.Roles of layilin in TNF-α-induced epithelial-mesenchymal transformation of renal tubular epithelial cells[J]. Biochem Biophys Res Commun,2015,467(1):63-69.
[5]Xie F,Li X,Wei C,et al.Transfected miR-1908 inhibits renal fibrosis via targeting transforming growth factor beta 1[J].Xi Bao Yu Fen Zi Mian Yi Xue Za Zhi,2015,31(12):1682-1685.
[6]Rachmin I,Amsalem E,Golomb E,et al.FHL2 switches MITF from activator to repressor of Erbin expression during cardiac hypertrophy[J].Int J Cardiol,2015,195:85-94.
[7]Zhou Q,Zeng R,Xu C,et al.Erbin inhibits TGF-β1-induced EMT in renal tubular epithelial cells through an ERK-dependent pathway[J].J Mol Med (Berl),2012,90(5):563-574.
[8]程紅新,楊曉萍,蔣雅紅,等.E-鈣粘蛋白和MMP-9在腎間質纖維化大鼠腎組織中的表達及其意義[J].臨床和實驗醫(yī)學雜志,2011,10(13):961-963.
[9]Zhang Y,Wang S,Liu S,et al.Role of Smad signaling in kidney disease[J]. Int Urol Nephrol,2015,47(12):1965-1975.
[10]周巧丹,寇沛,許楚甌,等.Erbin在腎問質纖維化中的表達和作用[J].中華腎臟病雜志,2011,27(5):351-356.
[11]Dai F,Chang C,Lin X,et al.Erbin inhibits transforming growth factor beta signaling through a novel Smad-interacting domain[J].Mol Cell Biol,2007,27(17):6183-6194.
Effect of 1,25-(OH)2D3on Erbin expression in unilateral ureteral obstruction rat model
Zhang Guoruil,Lin Zhifengl,Yang Xiaopingl△,Zhao Jin2,Tao Lin2(l.Department of Nephrology,F(xiàn)irst Affiliated Hospital;2.Department of Pathology,Medical College of Shihezi University,Shihezi,Xinjiang 832008,China)
ObjectiveTo investigate the effect of activated vitamin D3-1,25-(OH)2D3on the Erbin expression in uni lateral ureteral obstruction(UUO)rat.MethodsNinety-six SD rats were randomly divided into the normal control group,intervention group,sham operation group and UUO model group according to the random number table method,24 cases in each group. The UUO model in the intervention group and the UUO model group was established by freeing and ligating the left ureter at the inferior polar of the left kidney,the left ureter in the sham operation group was only dissociated after lapatotomy,while the intervention group was given activated vitamin D3 0.5μg and peanut oil1 mL by gavage from the beginning of model construction,once daily,for 14 d.Six rates in each group were killed on postoperative 1,3,7,14 d.The immunohistochemical method was used to detect the expression of TGF-β1 and Erbin in each group.ResultsThe expressions of Erbin and TGF-β1 in the UUO model group were significantly higher than those in the normal control group and sham operation group,the differences were statistically significant(P<0.05);the expression of Erbin in the intervention group was significantly higher than that in the model group,while the TGF-β1 expression was significantly lower than that in the model group,the difference was statistically significant(P<0.01). Conclusion1,25-(OH)2D3may increase the Erbin expression in renal tissue of UUO rat,inhibits the TGF-β1 expression and alleviates renal interstitial fibrosis.
Vitamin D;Glomerulosclerosis,focal segmental;Transforming growth factor beta1;Erbin
10.3969/j.issn.1009-5519.2016.17.010
A
1009-5519(2016)17-2650-02
張國銳(1985-),碩士研究生,主治醫(yī)師,主要從事腎小球疾病發(fā)病機制的研究?!?/p>
,E-mail:sbkyxp@163.com。
2016-04-27)