唐玥雯 楊汝春* 萬鳳 張華琴 王軍 林宜
局灶節(jié)段性腎小球硬化(Focal and segmental glomerulosclerosis,F(xiàn)SGS)是一類常見的原發(fā)性腎小球疾病,其治療困難且預(yù)后較差,是導(dǎo)致終末期腎功能衰竭(End-stage renal disease,ESRD)的主要原因之一[1-2]。前期研究發(fā)現(xiàn)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞可通過抑制腎臟炎癥因子的表達(dá)來緩解腎臟局灶節(jié)段性腎小球硬化[3]。而子宮內(nèi)膜干細(xì)胞(MenSC)是一群來源廣泛,具有自我更新、多向分化和高度增殖潛能的干細(xì)胞,有望成為良好的移植細(xì)胞源[4]。2017年1月至2019年3月作者通過實(shí)驗(yàn)研究,探討MenSC移植對緩解FSGS大鼠進(jìn)程的影響,及其對腎組織炎癥因子TNF-α和IL-6表達(dá)的影響。
1.1 主要試劑與儀器 阿霉素(浙江海正藥業(yè)股份有限公司,批號:040505);氯胺酮(福建古田藥業(yè)有限公司);DMEM培養(yǎng)基(Gibco);胎牛血清(Gibco);兔抗大鼠TNF-α抗體和兔抗大鼠IL-6抗體,購于武漢博士德生物工程有限公司;0.25%胰蛋白酶-EDTA、山羊血清、羊抗兔HRP二抗、DAB顯色液及抗原修復(fù)液(上海邁新生物技術(shù)有限公司);SYBR? Premix Ex TaqTM、ROX Reference Dye(50×)、引物設(shè)計(jì)及合成等均自TaKaRa公司。日立7180型全自動生化分析儀(日本株式會社日本高新技術(shù));Real-time PCR儀(ABI 7500);低溫低速離心機(jī)(Heraeus,LEGENTRT,德國);制冰機(jī)(Scotsman,AF100,意大利)。
1.2 實(shí)驗(yàn)動物與細(xì)胞 大鼠選用3周齡雌性,體重160~180g,清潔級SD大鼠,大鼠購自浙江中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)動物中心。動物質(zhì)量合格證號為SCXK(滬)2007-0005。飼養(yǎng)條件:恒溫,溫度20±1℃,濕度50%~60%,光照每12h明暗交替,通風(fēng)8~15次/h。實(shí)驗(yàn)飼養(yǎng)室許可證號:SYXK(浙)2003-0003。MenSC購于杭州易文賽生物技術(shù)有限公司子宮內(nèi)膜干細(xì)胞庫,是從健康成年女性月經(jīng)血中分離得到的一種新來源的間充質(zhì)干細(xì)胞。
1.3 方法 (1)細(xì)胞培養(yǎng):用含15%胎牛血清的DMEM培養(yǎng)基培養(yǎng)MenSC細(xì)胞,置于含5% CO2的37℃培養(yǎng)箱中進(jìn)行孵育。當(dāng)細(xì)胞生長至80%~90%融合時,采用0.25%胰蛋白酶-EDTA消化,按1∶3的比例進(jìn)行傳代。(2)FSGS大鼠模型建立:將健康雌性SD大鼠稱重后隨機(jī)分為正常組、模型組和移植組,每組各6只。模型組及移植組大鼠先采用50mg/kg氯胺酮腹腔注射,待其麻醉后行左腎摘除術(shù),術(shù)后第7、28天分別尾靜脈注射5mg/kg和2mg/kg阿霉素。正常組大鼠麻醉后行假手術(shù),術(shù)后同時間內(nèi)以等量生理鹽水進(jìn)行尾靜脈注射。(3)細(xì)胞移植:用胰酶消化生長狀態(tài)良好的P3~P5代MenSC,用PBS重懸后調(diào)整細(xì)胞密度至1×107/ml。移植組于術(shù)后第28天尾靜脈注射MenSC細(xì)胞懸液1ml;正常對照組大鼠不作任何處理,模型組大鼠注射等量PBS作為對照。(4)血液和尿液標(biāo)本的收集及測定:實(shí)驗(yàn)結(jié)束前,使用代謝籠法收集24h尿量,量取尿量,用生化儀常規(guī)測定尿蛋白,結(jié)合尿量計(jì)算24h尿蛋白;在術(shù)后8周末氯胺酮麻醉大鼠,腹主動脈取血,離心后收集上層血清,生化儀測定血肌酐、尿素氮、血漿白蛋白等指標(biāo)。(5)Real-time:PCR擴(kuò)增:Trizol提取大鼠腎臟總RNA,取約2μg總RNA逆轉(zhuǎn)錄成cDNA,并進(jìn)行real-time熒光定量PCR,采用GAPDH作為內(nèi)參。TNF-α上游引物序列5'-GGCGTGTTCATCCGTTCT-3',下游引物序列5'-CCACTACTTCAGCGTCTCG-3',PCR擴(kuò)增片段201bp;IL-6上游引物序列5'-CCTTCTTGGGACTGATGT-3', 下 游 引 物序 列 5'-TCCAGGTAGAAACGGAAC-3',PCR擴(kuò)增片段267bp;GAPDH上游引物序列5'-ACCACAGTCCATGCCATCAC-3',下游引物序列5'-TCCACCACCCTGTTGCTGTA-3',PCR 擴(kuò) 增 片 段453bp。PCR反應(yīng)體系為:SYBR Premix Ex Taq(2×)10μl,上下游引物各 0.4μl,ROX Reference Dye(50×)0.4μl,DNA 模 板 2.0μl,ddH2O 6.8μl。 于 ABI PRISM 7500熒光定量PCR擴(kuò)增儀上進(jìn)行反應(yīng),擴(kuò)增條件為:95℃預(yù)變性30s,繼以95℃ 5s,60℃ 31s共40個循環(huán),數(shù)據(jù)以2-△△Ct表示。(6)免疫組化檢測腎組織中TNF-α和IL-6表達(dá):處死大鼠后,取出部分腎組織,經(jīng)固定、脫水、透明、浸蠟、包埋后制成3μm厚的石蠟切片。免疫組化檢測腎組織中TNF-α和IL-6表達(dá)的步驟如下:切片脫蠟、水化、抗原修復(fù)、PBS洗滌、胰蛋白酶消化、PBS清洗,5%山羊血清封閉30min后加入兔抗大鼠一抗(TNF-α 1∶50;IL-61∶100),置于4℃冰箱中過夜;PBS洗滌后加增強(qiáng)劑,37℃放置30min,然后滴加羊抗兔HRP二抗,37℃放置45min;清水沖洗3次后DAB顯色至棕黃色陽性信號出現(xiàn),清水阻斷,洗3~4次后蘇木素復(fù)染,脫水晾干封片。采用ImagePro plus6.0圖像采集及分析系統(tǒng),每張切片(×400)光鏡下隨機(jī)采集5個不重疊視野,測量棕黃色陽性染色平均積分光密度(Integral Optical Density,IOD),取平均值作為每例切片的平均IOD。
1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)量資料用(s)表示,方差齊者,多組間采用one-way ANOVA檢驗(yàn),組間兩兩比較用LSD檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 MenSC移植對FSGS大鼠24h尿蛋白的影響 見表1。
表1 MenSC移植對FSGS大鼠24h尿蛋白水平的影響(s)
表1 MenSC移植對FSGS大鼠24h尿蛋白水平的影響(s)
注:與模型組比較,* P<0.05,** P<0.01
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2.2 MenSC移植對FSGS大鼠血肌酐、尿素氮和白蛋白的影響 見表2。
表2 MenSC移植對FSGS大鼠血肌酐、尿素氮和白蛋白的影響(s)
表2 MenSC移植對FSGS大鼠血肌酐、尿素氮和白蛋白的影響(s)
注:與模型組比較,* P<0.05,** P<0.01
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2.3 MenSC移植對FSGS大鼠TNF-α和IL-6轉(zhuǎn)錄水平表達(dá)的影響 見圖1。
圖1 RT-PCR法檢測大鼠腎組織TNF-α和IL-6的基因表達(dá)(n=6)
2.4 MenSC移植對FSGS大鼠TNF-α和IL-6蛋白水平表達(dá)的影響 見圖2、表3。
圖2 免疫組化染色檢測各組大鼠腎組織TNF-α 和IL-6的表達(dá)(IHC,×400)
表3 半定量分析免疫組化中腎組織TNF-α和IL-6表達(dá)(s)
表3 半定量分析免疫組化中腎組織TNF-α和IL-6表達(dá)(s)
注:與模型組比較,* P<0.05,** P<0.01
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FSGS是由多病因?qū)е碌?、以腎小球節(jié)段硬化為病理特征的一種疾病,是一種常見的、極易進(jìn)展為ESRD的腎小球疾病[5-6]。然而,目前對FSGS的治療主要依賴于激素和免疫抑制劑,這些只能從某種程度上延緩其發(fā)展。因此,亟待尋找一種安全、有效,能從根本上控制甚至逆轉(zhuǎn)FSGS 病程進(jìn)展的方法。
干細(xì)胞自我更新和分化為各種細(xì)胞的潛能及免疫調(diào)節(jié)作用,為FSGS的治療開辟新的希望。已有研究證明人臍帶血來源干細(xì)胞移植可緩解FSGS大鼠腎小球硬化的進(jìn)展,降低血清中IL-6和TNF-α的表達(dá)[7]。MenSC是一類存在于子宮內(nèi)膜基底層的成體干細(xì)胞,不僅易于獲取,且具有一般成體干細(xì)胞的自我更新、無限增殖和多向分化的潛能[8-9]。此外,其還具有較低的免疫源性,在臨床上有著廣泛的應(yīng)用前景。但有關(guān)MenSC用于FSGS治療的研究少有報(bào)道。本資料結(jié)果顯示,結(jié)果顯示MenSC移植組后6+周24h尿蛋白、血肌酐及尿素氮較模型組均顯著降低(P<0.05或P<0.01),提示MenSC可在一定程度上緩解FSGS的進(jìn)程。
多種慢性腎臟病的發(fā)生發(fā)展均與炎癥存在相關(guān)性,F(xiàn)SGS的發(fā)生也通常伴隨著炎癥的存在[10-12]。本資料測定了腎組織中炎癥關(guān)鍵因子TNF-α和IL-6的表達(dá)。TNF-α主要由巨噬細(xì)胞分泌,是細(xì)胞因子的關(guān)鍵成分,可引起免疫細(xì)胞的激活,誘導(dǎo)其它細(xì)胞因子的產(chǎn)生[13]。有研究表明TNF-α在阿霉素腎病大鼠模型形成中起重要作用[14]。IL-6是一種多功能細(xì)胞因子,是調(diào)節(jié)細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵成分。研究顯示IL-6參與多種慢性腎臟病的發(fā)生和發(fā)展[15]。其既可由淋巴細(xì)胞(T細(xì)胞和B細(xì)胞等)分泌,也可由非淋巴細(xì)胞(成纖維細(xì)胞和巨噬細(xì)胞等)分泌[16]。在本實(shí)驗(yàn)中,RT-PCR結(jié)合免疫組化結(jié)果顯示FSGS大鼠中TNF-α和IL-6的基因表達(dá)和蛋白表達(dá)均較正常組明顯增高(P<0.01),表明FSGS大鼠體內(nèi)存在炎癥反應(yīng)。然而,MenSC移植后TNF-α和IL-6的表達(dá)均具有一定程度的下調(diào)(P<0.01或P<0.05),提示MenSC可阻斷炎癥細(xì)胞等對TNF-α和IL-6的分泌,進(jìn)一步減少由TNF-α和IL-6刺激產(chǎn)生的炎癥因子的生成,從而改善FSGS大鼠腎功能。
綜上所述,MenSC移植可緩解FSGS的進(jìn)程,其作用機(jī)制可能是通過抑制腎組織中炎癥細(xì)胞因子TNF-α和IL-6的表達(dá)。由于FSGS涉及到多種炎癥因子及細(xì)胞因子,致病機(jī)制復(fù)雜,有待于進(jìn)一步的深入研究。