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目的:分析血红素氧合酶2(HO-2)在慢性肾衰(CRF)大鼠阴茎海绵体中的变化,探讨HO-2在阴茎勃起过程中的作用及与睾酮水平的关系,为进一步了解慢性肾衰性勃起障碍发生机制奠定基础。
方法:
1.CRF大鼠模型的建立:10周龄以上成年SD雄性大鼠30只,体重200-250g,随机分为两组,即实验组和对照组。实验前适应性饲养一周,自由进食饮水,一周后采用5/6肾切除构建CRF模型,麻醉采用腹腔注射2%戊巴比妥钠(50mg/Kg),取侧卧位,肋弓下1cm斜切口,试验组首次行右侧肾脏2/3切除,一周后行对侧肾摘除术,术后8周进入慢性肾功能衰竭期,假手术组(对照组)同期在腹腔注射麻醉后只游离肾周,分离肾周脂肪后将肾脏复位,其余操作同手术组。CRF大鼠诊断标准为血清肌酐大于对照组2倍或大于120μmol/L。
2.电刺激海绵体神经(CN)诱发勃起:2%戊巴比妥钠(50mg/Kg)腹腔麻醉,室温37℃,使用BL-410生物机能实验系统同步测量,右侧颈动脉插管检测颈动脉压,下腹部切口,于前列腺后外方找到海绵体神经,剥离阴茎皮肤至耻骨下,左侧海绵体使用相当于23号针头穿刺测量海绵体内压(ICP),双极电极刺激海绵体神经,刺激参数:连续单刺激,频率12赫兹,脉冲5毫秒,刺激电压从1伏特到5伏特,每次刺激持续时间30秒,间隔5分钟后ICP平稳后增加1伏特,计算刺激后30秒内平均颈动脉压(MAP)及海绵体内压最大值(ICPmax),通过ICPmax/MAP的比值来确定勃起障碍模型,经颈动脉取血测量睾酮。
3.取材:去除包皮及表面肉膜分离至白膜,游离大鼠阴茎海绵体,取阴茎干,去除尿道海绵体及背部血管,随后用过量麻药处死大鼠。使用生理盐水迅速清洗海绵体条,使用手术刀片截成四段,靠近耻骨联合的一段放入10%中性甲醛做免疫组化;向下取第二段,使用手术刀片和石蜡板进行切块及修块,分别取白膜、海绵体及神经,每个部位取两块标本,大小2mm×2mm×2mm,使用镊子移入PH 7.3的3%戊二醛固定;第三段进行免疫印迹分析,第四段留做RT-PCR,此两段均放于液氮中保存。
4.免疫组化:从形态学观察eNOS2在模型组和对照组中的变化。石蜡包埋,切片5μm厚:脱蜡、水化后PBS洗3次:滴加0.3%双氧水-甲醇,室温静置30分钟:PBS洗3次;高压修复5分钟;滴加正常羊血清蛋白封闭液40ul,室温15分钟,甩去多余液体:滴加Ⅰ抗(1:50),4℃过夜,一抗为兔抗大鼠的多克隆抗体;4℃过夜后需在37℃复温45分钟;PBS洗3次;滴加Ⅱ抗(1:100),37℃1小时,二抗为羊抗兔多克隆抗体;PBS洗3次;DAB显色5~10分钟,PBS冲洗10分钟后观察。
5.提取海绵体条中的总蛋白:根据中等强度裂解液说明书及分子克隆实验指南(第二版)进行操作,于无菌工作台内,取上清液分装,保存于-80℃超低温冰箱中。
6.使用Narodrop及BCA法测量蛋白浓度:一次性96孔板,使用Bio-Rad酶标仪空扫,寻找吸光度值接近或相同的孔,按照nanodrop、酶标仪以及BCA蛋白浓度测定试剂盒的说明书进行操作,向这些孔中依次加入浓度梯度的标准蛋白液及待测标本,待测标本稀释4倍,稀释液均为0.9%生理盐水,各孔体积均为20μL,各孔加入BCA工作液200μL,60℃,30分钟,使用NanoDrop测量各孔在562nm波长处的吸光度,首先用三蒸水进行调零,再进行标准曲线的绘制,最后测得样品的吸光度和浓度值,每孔均进行3次测量,取平均值。
7.免疫印迹:电泳转膜系统为GE公司迷你垂直电泳系统,使用ECL化学发光试剂盒及Bio-Rad Quantity One系统进行检测,将聚丙稀酰胺凝胶中蛋白转移至PVDF膜上后,可以清晰看见彩虹Marker10条带,使用考马斯亮蓝染胶脱色后确认凝胶中已无蛋白残留,丽春红可逆性染膜确认蛋白存在后加入封闭液室温侧摆摇床封闭60分钟,TTBS清洗后加入一抗(1:200)、二抗(1:2000)同前,内参为GAPDH(1:200,羊抗大鼠多克隆抗体),HO-2一抗4℃侧摆摇床过夜后TTBS洗涤4次,每次15分钟,二抗侧摆摇床孵育室温60分钟,TTBS洗涤4次,同一张PVDF膜HO-2发光后,使用一抗二抗去除剂后,继续封闭,进行内参的检测,发光数据信号的读取采用条带、泳道法,以目的蛋白HO-2、内参GAPDH的比值进行比较。
结果:所有数据均采用均数±标准差表示,spss11.5软件进行统计,验证方差齐性后采用t检验及相关性分析。
1.ICPmax/MAP:3v,5v电刺激大鼠CN模型组(0.121±0.084,0.135±0.088)ICPmax/MAP显著低于对照组(0.263±0.147,0.244±0.089),差别有统计学意义,α=0.05(双侧),P<0.01。
2.血清睾酮比较:模型组与对照组的血睾酮浓度差别有统计学意义,对照组与模型组分别为223.388±143.242ng/dL及34.073±27.104ng/dL,Q=0.05(双侧),P<0.01。
3.HO-2/GAPDH:免疫印迹分析海绵体中HO-2/GAPDH表达,模型组(0.510±0.397)显著低于对照组(2.672±1.72),差异有统计学意义,α=0.05(双侧),P<0.01。
相关性分析:海绵体中HO-2表达下降与血清睾酮下降存在相关性(r=0.902,α=0.05双侧,P<0.01)。
4.免疫组化:CRF组阴茎海绵体平滑肌和内皮细胞中的eNOS表达明显降低。
结论:
1.慢性肾衰组大鼠阴茎海绵体中HO-2与对照组有显著差别,CO/HO-2信号通路异常可能是CRF性ED发病机制之一。
2.慢性肾衰组大鼠睾酮水平显著低于对照组,且与海绵体中HO-2水平存在相关性,性激素水平的降低引起的NO/cGMP与CO/HO信号通路异常可能是CRF性ED发病机制之一。
3.CRF并发的尿毒症及高血压对神经和血管的影响可能是CRF性ED机制之一。
4.免疫组化结果表明海绵体平滑肌及内皮细胞中eNOS的降低可能是CRF性ED机制之一。