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研究背景: PE是人类妊娠特有的一种多系统性疾病,其在妊娠妇女中的发病率为3-5%,也是临床上最常见的妊娠并发症之一。PE典型的临床表现包括妊娠20周以后首次出现的高血压、蛋白尿及水肿等。PE严重危害母胎健康,是导致孕产妇及胎儿围产期死亡的重要原因之一。过去几十年,关于PE病因及病理生理机制的体内外研究大量展开,但其确切的发病机制至今仍未清楚。因此,PE又被称为一种“理论性疾病(disease of theories)”。随着全球工业化的快速发展,环境污染的急剧加重以及吸烟人群的大量增多,妊娠妇女暴露于镉(cadmium,Cd)的几率也随之增加。作为一种有毒的重金属,Cd又与人类许多疾病的发生有关,如高血压、“痛痛病”、肿瘤等。另外,Cd与妊娠妇女PE的发生也有一定的关系,但其中具体的机制仍未明确。 目的:探讨小剂量CdCl2诱导孕鼠PE样病理表现的可能机制。 方法:(1)确定CdCl2诱导孕鼠PE样病理表现的最佳剂量。将40只基础收缩压正常的孕鼠随机分为4组(n=10):大剂量妊娠组(1.0 Cd)、中剂量妊娠组(0.5 Cd)、小剂量妊娠组(0.25 Cd)和正常妊娠组(control);妊娠第4-19天予孕鼠腹腔注射CdCl2溶液,前三组相应的剂量分别为1.0、0.5、0.25 mg Cd/kg b.w./day,control组按2ml/kg b.w./day注射无菌生理盐水。另将18只基础收缩压正常的未交配成年雌鼠随机分为3组(n=6):大剂量未孕组(1.0 CdNP)、中剂量未孕组(0.5 CdNP)及小剂量未孕组(0.25 Cd NP),连续腹腔注射CdCl216天,相应的剂量分别为1.0、0.5、0.25 mg Cd/kg b.w./day。观察大鼠日常一般状况,定期监测各组大鼠收缩压。妊娠第20天予孕鼠剖宫分娩,取标本。统计分析比较各组孕鼠体重增量、死亡率、收缩压、尿蛋白量、胎盘及胎儿生长状况等指标以确定最佳的造模剂量。(2)探讨最佳剂量CdCl2诱导孕鼠PE样病理表现的可能机制。HE染色观察孕鼠胎盘及肾脏组织形态学变化;免疫组化检测APE1、8-OHdG、AT1R表达水平;实时荧光定量PCR法检测APE1 mRNA、p53 mRNA、AT1R mRNA、miR-155的表达情况;蛋白免疫印迹法检测APE1、p53、AT1R、GR、SOD1、TRX、Nrf-2的蛋白表达水平;FRAP法检测总抗氧化能力;Griess试剂法检测NOx的浓度。 结果:(1)正常妊娠组及中、小剂量未孕组的收缩压在整个实验过程中均无明显变化。大剂量给药的大鼠大部分在CdCl2注射一周内死亡。虽然中、小剂量妊娠组在CdCl2注射后收缩压明显升高、尿蛋白量增加,但与后者比较,前者日常状况较差,孕期体重增量较少,母体死亡率较高,故选小剂量(0.25 mg Cd/kg b.w./day)为最佳造模剂量。(2)小剂量CdCl2导致孕鼠胎盘血管壁增厚、内壁粗糙、管腔狭窄、大量炎细胞浸润;并引起肾小球内皮细胞增生,球囊间隙狭窄伴炎细胞浸润。(3)小剂量CdCl2上调胎盘氧化/抗氧化标记物—NOx、GR、SOD1、TRX、Nrf-2的水平,降低孕鼠血清及胎盘总抗氧化能力。(4)小剂量CdCl2促进胎盘DNA损伤/修复标记物8-OHdG、APE1、p53的表达。(5)小剂量CdCl2建立的PE模型组miR-155表达水平下调,而AT1R表达增加。 结论:给予妊娠大鼠腹腔注射小剂量CdCl2溶液可以构建人类PE样病理表现的动物模型。其可能的机制是,CdCl2诱导的DNA氧化损伤与修复通路的激活抑制miR-155的表达,从而使胎盘、肾脏组织AT1R过度表达,最终导致孕鼠出现高血压、蛋白尿等PE样的表现。这一模型的建立为人类PE病理生理机制的研究提供了另一新线索。