鄭丹丹 黃 倩 梁青龍 陳慧勤 王梅愛 黃秋虹 陳泓臻 張華華
血管緊張素Ⅱ(Ang Ⅱ)在缺血性臟器損傷的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮著重要作用,抑制Ang Ⅱ的產生并干擾其作用是缺血性臟器損傷治療的關鍵所在[1]。厄貝沙坦是一種新型且長效的Ang Ⅱ受體(AT)拮抗劑,通過選擇性的與受體1(AT1)結合而完全阻斷Ang Ⅱ的效應。眾所周知,厄貝沙坦因降低血壓、預防心室重構而被廣泛應用于臨床?,F(xiàn)代藥理研究證實其還具有多種生物活性,如抗炎、抗氧化、抗凋亡等[2~5]。近年來發(fā)現(xiàn)其對心、腦缺血再灌注損傷有確切的保護作用[6~8]。
腎缺血再灌注損傷(RIRI)是臨床常見的病理過程,心臟暫停、休克、呼吸衰竭、腎移植等均可導致RIRI。關于RIRI的發(fā)生機制目前尚未完全闡明,有研究證實可能與氧化應激損傷有關[9]。因此,從抗氧化應激損傷角度出發(fā)探索藥物防治RIRI是一種舉措。抗氧化劑是一類能幫助捕獲并清除自由基,從而減輕對機體損害的一類物質。現(xiàn)存有很多種類抗氧化劑,如維生素C(Vit C)、脂溶性的維生素E(Vit E),此外,常見的還有超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)等。研究發(fā)現(xiàn)厄貝沙坦有強效的抗氧化作用,可清除體內活性氧簇(ROS),但是否對RIRI有效應,目前國內外尚未見相關報道[3]。本研究通過建立RIRI小鼠模型,觀察厄貝沙坦對RIRI的保護作用,并初步探討其作用機制,旨在為臨床防治急性腎損傷提供理論依據(jù)。
1.儀器:全自動生化分析儀(上海恒盛醫(yī)療器械有限公司);普通電冰箱(中國Haier公司);超低溫冰箱(美國NuAir公司);Bio-Rad垂直電泳槽(美國Bio-Rad公司);多功能酶標儀(美國BioTek公司);Alpha凝膠成像系統(tǒng)(美國Alpha公司);智能型全自動熒光倒置顯微鏡(日本Nikon公司)等。
2.動物:健康SPF級C57BL/6小鼠40只[購自上海斯萊克實驗動物有限公司,生產許可證:SCXK(滬)2007-0005,使用許可證:SYXK(滬)2007-0005],均為雄性,8~12周齡,體質量21~26g。購買后標準條件飼養(yǎng),自由進食飲水,每天交替進行12h光照、12h黑暗。
3.藥品與試劑:厄貝沙坦(批號:CAS138402-11-6)購自青島捷世康生物科技有限公司;脂質氧化(MDA)檢測試劑盒(批號:S0131)、Cu,Zn-SOD活性檢測試劑盒(WST-8法)(批號:S0103)、CAT活性檢測試劑盒(批號:S0051)、辣根過氧化物酶(HRP)標記二抗(批號:A0216)和彩色預染蛋白marker(批號:P0068)均購自上海碧云天公司;anti-Cu,Zn-SOD(批號:ab13498)、anti-CAT(批號:ab-16731)和anti-β-actin(批號:ab8227)均購自英國Abcam公司。
4.方法:(1) RIRI模型小鼠的制備和動物分組:雄性C57BL/6小鼠40只,適應性飼養(yǎng)1周后隨機分成4組,即假手術組、RIRI模型組、厄貝沙坦50mg/kg組和厄貝沙坦100mg/kg組,每組10只。后3組制備RIRI模型,具體操作過程如下:2%的戊巴比妥鈉(40mg/kg)腹腔內注射麻醉小鼠,腹部正中線做切口,暴露雙側腎蒂,以無創(chuàng)動脈夾夾閉雙側腎蒂,45min后去除動脈夾,縫合切口,24h取出雙腎[10]。假手術組小鼠不夾閉雙側腎蒂,其余同RIRI模型組。厄貝沙坦組小鼠在術前24h分別按50mg/kg和100mg/kg灌胃給藥[11],假手術組和RIRI模型組小鼠僅接受等體積0.9%氯化鈉注射液,4組均連續(xù)給藥1周。(2)血清Scr、BUN和MDA含量的測定:各組小鼠再灌24h后分別從下腔靜脈取血,血液經離心后收集血清,全自動生化分析儀檢測血清Scr和BUN含量;按照試劑盒說明書測定血清MDA含量。(3)腎皮質MDA含量以及Cu,Zn-SOD、CAT活力的測定:各組小鼠處死后,取出一側腎臟,切取部分皮質進行勻漿,按試劑盒說明書檢測腎皮質勻漿中MDA含量以及Cu,Zn-SOD、CAT的活力。(4)腎臟病理組織學檢查:各組小鼠再灌24h后,迅速取出另一側腎臟,置于4%多聚甲醛液中固定,常規(guī)脫水、石蠟包埋、切片(約3μm厚)、HE染色,光鏡下觀察腎組織病理變化。(5)腎皮質中Cu,Zn-SOD和CAT蛋白表達的檢測:每組小鼠各取5只,全部處死后取出部分腎皮質,制備腎皮質勻漿,按相應比例(20mg/200μl)加入預冷的組織裂解液,充分裂解后吸取上清,提取腎皮質總蛋白,濃度采用BCA法測定。小鼠腎皮質中Cu,Zn-SOD和CAT蛋白水平采用Western blot法測定。取30μg總蛋白加樣于預灌制的聚丙烯酰胺凝膠中,電泳2.5h后電轉移至硝酸纖維膜(PVDF),5%脫脂奶粉室溫封閉1h,洗膜后加入anti-Cu,Zn-SOD抗體及anti-CAT抗體,4℃冰箱搖床孵育過夜,洗膜后與HRP標記的二抗混合,室溫孵育2h,采用化學發(fā)光ECL顯影、定影,選用β-actin作為內參照,目的蛋白與β-actin的灰度比值作為目的蛋白的相對表達量。
1.厄貝沙坦對小鼠血清中Scr、BUN和MDA含量的影響:與假手術組比較,RIRI模型組小鼠血清Scr、BUN和MDA含量均明顯升高(P<0.01)。與RIRI模型組比較,厄貝沙坦50mg/kg組和厄貝沙坦100mg/kg組的Scr、BUN和MDA含量均明顯降低(P<0.05),且厄貝沙坦100mg/kg組小鼠血清中Scr、BUN和MDA含量明顯低于厄貝沙坦50mg/kg組,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05),詳見表1。
表1 厄貝沙坦對小鼠血清中Scr、BUN和MDA含量的影響
與假手術組比較,*P<0.01;與RIRI模型組比較,#P<0.05,##P<0.01;與厄貝沙坦50mg/kg組比較,ΔP<0.05
2.厄貝沙坦對小鼠腎皮質中MDA含量以及Cu,Zn-SOD、CAT活力的影響:與假手術組比較,RIRI模型組小鼠腎皮質中MDA含量明顯升高(P<0.01),Cu,Zn-SOD和CAT活力均明顯下降(P<0.01)。與RIRI模型組比較,厄貝沙坦50mg/kg組和厄貝沙坦100mg/kg組小鼠腎皮質中MDA含量均明顯降低(P<0.05),Cu,Zn-SOD和CAT活力均明顯升高(P<0.05),且厄貝沙坦100mg/kg組小鼠腎皮質中MDA含量明顯低于厄貝沙坦50mg/kg組(P<0.05),Cu,Zn-SOD和CAT活力明顯高于厄貝沙坦50mg/kg組,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05),詳見表2。
表2 厄貝沙坦對小鼠腎皮質中MDA含量以及Cu,Zn-SOD和CAT活力的影響
與假手術組比較,*P<0.01;與RIRI模型組比較,#P<0.05,##P<0.01;與厄貝沙坦50mg/kg組比較,ΔP<0.05
3.腎臟病理組織學改變:光鏡下假手術組小鼠腎組織切片中腎小管上皮細胞無明顯腫脹,未見明顯炎性細胞浸潤;RIRI模型組小鼠腎小管上皮細胞腫脹明顯,可見不同程度的壞死、脫落,間質充血與炎性細胞浸潤。厄貝沙坦50mg/kg組和厄貝沙坦100mg/kg組小鼠腎組織病理性損傷有不同程度緩解,以厄貝沙坦100mg/kg組更為明顯。各組小鼠腎臟病理性變化見圖1。
圖1 各組小鼠腎臟組織切片HE染色圖(×200)
A.假手術組;B.RIRI模型組;C.厄貝沙坦50mg/kg組;D.厄貝沙坦100mg/kg組;白色箭頭代表腎小管上皮細胞脫落;綠色箭頭代表腎間質炎性細胞浸潤
4.腎皮質中Cu,Zn-SOD和CAT蛋白水平:與假手術組比較,RIRI模型組小鼠腎皮質中Cu,Zn-SOD和CAT蛋白表達水平均明顯降低(P<0.01);與RIRI模型組比較,厄貝沙坦50mg/kg組和厄貝沙坦100mg/kg組小鼠腎皮質中Cu,Zn-SOD和CAT蛋白表達水平均明顯升高(P<0.05),且厄貝沙坦厄貝沙坦100mg/kg組較50mg/kg組兩蛋白表達更高,差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。各組小鼠腎皮質中Cu,Zn-SOD和CAT蛋白表達的電泳圖見圖2。
缺血再灌注損傷可出現(xiàn)在多種臟器中,其中RIRI在臨床上十分常見,可使移植腎功能恢復延遲、腎功能惡化,嚴重者出現(xiàn)多臟器衰竭,甚至導致患者死亡。其發(fā)生機制復雜,研究表明,與腎內ROS水平堆積等因素密切相關[9]。因此,減少腎臟內ROS的水平有望減輕RIRI。厄貝沙坦是繼氯沙坦之后的又一種新型長效的AT拮抗劑,有臨床資料報道,厄貝沙坦對急性腎損傷患者具有很好的療效,減少了患者外周血中炎性介質的水平,減輕了炎癥損傷[11,12]。最新的研究發(fā)現(xiàn)其可抗脂質過氧化和清除ROS,可對抗ROS對機體組織、細胞的損傷,對重要臟器缺血再灌注損傷具有確切的保護作用[3,6~8]。
腎臟血流量大,氧供豐富,ROS產生的機會較多,是體內最容易發(fā)生氧化應激損傷的臟器之一。研究發(fā)現(xiàn)指標MDA在一定程度上能夠反映RIRI模型小鼠氧化應激損傷,且損傷程度的高低與腎功能指標Scr和BUN等密切相關[13]。本研究結果顯示,RIRI時Scr、BUN和MDA含量均明顯升高,進一步支持了上述觀點。RIRI過程中產生大量ROS,主要包括超氧陰離子(O2-)和過氧化氫(H2O2),同時機體內源性抗氧化防御系統(tǒng)功能受損,特別是體內超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化氫酶(CAT)活性降低,不能有效清除ROS,導致ROS大量堆積。堆積的ROS能夠破壞細胞膜的生物結構和功能,導致細胞功能和能量障礙進而引起一系列病理變化[14~16]。本研究結果中同樣發(fā)現(xiàn)上述抗氧化酶Cu,Zn-SOD和CAT活性降低,提示模型制備成功,且厄貝沙坦預處理后能夠減少RIRI血清和腎皮質中MDA含量,減輕腎臟病理性損傷,并提高腎皮質Cu,Zn-SOD和CAT活性。Wang等[17]在RIRI大鼠模型的肝、腎組織中檢測出SOD活性均降低,而薛芳等[18]發(fā)現(xiàn)RIRI時肺組織中Cu,Zn-SOD蛋白表達均升高,機體通過上調Cu,Zn-SOD的含量來清除過多ROS,進而保護肺組織免遭過氧化損傷。與此不一致的是,本實驗中腎皮質中Cu,Zn-SOD和CAT的蛋白表達均下降,考慮可能與被檢測的組織不同有關。厄貝沙坦預處理后腎皮質中Cu,Zn-SOD和CAT的蛋白表達均升高。以上結果表明厄貝沙坦預處理能夠減少ROS堆積,提高腎組織抗氧化防御系統(tǒng)功能,減輕腎臟病理性損傷,最終減輕RIRI。
綜上所述,厄貝沙坦預處理對小鼠RIRI有保護作用,其作用機制與對抗氧化應激損傷、提高抗氧化防御系統(tǒng)功能有關,但由于厄貝沙坦的作用廣泛,而RIRI病理機制復雜,厄貝沙坦抗RIRI的其他機制有待進一步研究。