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本文拟从以下四个部分围绕CI-AKI的发生机制及临床实践中CI-AKI的防治进行系列研究: 第一章 建立新型的以低渗造影剂诱导的急性肾损伤的动物模型 目的: 建立新型的低渗造影剂诱导的急性肾损伤(CI-AKI)动物模型,以利于后期CI-AKI的病理机制研究 方法: 成年SD雄性大鼠30只,体重200-220g,正常饲养7天适应环境,不限进食、饮水;7天后随机分为5组,每组各6只,分别进行称重。5组分别为:(1)生理盐水(NS)+NS组;(2)NS+造影剂(CM)15ml组;(3)呋塞米(FM)+NS组;(4) FM+CM10ml组;(5) FM+CM15ml组;所有组禁水6h后,第二次测量体重,并以10%水合氯醛腹腔注射麻醉(3ml/kg),眼眶静脉丛取血0.8-1 ml,置于干冰中;然后,组2、组4、组5分别从尾静脉缓慢注射碘普罗胺,时间约10 min;其他两组分别注射相同量的生理盐水作为对照。 结果: 呋塞米+造影剂15ml组干预后血清肌酐水平明显高于干预前(158.7±14.48比32.9±4.57μmol/L,p<0.001)。而其他几组干预后的血清肌酐水平比干预前变化不大。另外,呋塞米+造影剂15ml组,干预后血清胱抑素C水平亦明显高于干预前(0.18±0.05 mg/L比0.08±0.03,p<0.001)。然而,呋塞米+生理盐水组干预前后的血清胱抑素C水平变化不大。而且,在这些组中,只有呋塞米+造影剂15ml组的血清肌酐或者胱抑素C的变化值达到了CI-AKI的诊断标准。 结论: 本研究通过联合速尿和脱水,建立了与临床实践中患者发生CI-AKI相对吻合的,以低渗造影剂-碘普罗胺诱导的急性肾损伤SD大鼠模型,该模型简单易行,相对稳定可靠,可用于后续CI-AKI发病机制的进一步研究。 第二章 探讨CI-AKI模型中miRNA的表达谱,同时验证差异的miRNA-20a与CI-AKI的相关性 目的: 探讨CI-AKI模型中miRNA的表达谱,同时验证差异的miRNA-20a与CI-AKI的相关性。 方法: 通过前期的CI-AKI的建模方法,建立CI-AKI组和对照组即:呋塞米+造影剂15ml组和呋塞米+生理盐水组;给予SD大鼠尾静脉注射造影剂或者生理盐水24 h后以10%水合氯醛3ml/kg腹腔注射麻醉,眼眶静脉丛取血0.8-1 ml;同时取肾脏组织以液氮保存。取两组SD大鼠肾脏组织进行基因芯片分析差异miRNA表达谱;同时,对差异倍数较大的(前20位)进行靶基因网络分析,预测与关键自噬基因相关的miRNA,然后对该miRNA进行q-PCR验证。 结果: 通过基因芯片筛查发现,CI-AKI组和对照组两组间差异(2倍以上差异)的miRNA总共为230个,其中上调的为108个,下调的为122个。上调的miRNA包括miRNA148a-3p、miRNA25a-3p和miRNA20a-5p等。下调的miRNA包括miRNA3596d、miRNA3584-3p和miRNA340-3p等。经过靶基因网络功能分析及结合既往报道过的与自噬相关的明确的关键靶基因,挑选出下一步研究的目标miRNA为miRNA20a,同时对CI-AKI组和对照组两组的肾脏组织及外周血清进行q-PCR验证得出,CI-AKI组miRNA20a的表达水平无论是肾脏组织还是外周血清均高于对照组。 结论: 基因芯片分析结果提示,CI-AKI组与非CI-AKI组存在多种表达水平升高或者降低的miRNA,弥补了CI-AKI领域miRNA表达谱的空白;同时,为进一步研究miRNA与自噬在CI-AKI发生发展中的作用,研究挑选miRNA-20a作为研究的miRNA,并经过进一步验证结果发现,CI-AKI组miRNA-20a的表达水平高于非CI-AKI组,为后续研究提供依据 第三章 miRNA-20a调控靶基因Atg7影响自噬调节造影剂诱导急性肾损伤的机制研究 目的: 初步证明miRNA-20a可以调控靶基因Atg7影响自噬从而调节造影剂诱导的急性肾损伤 方法: 基于前面的SD大鼠的CI-AKI模型和基因筛查挑选的miRNA-20a,通过TargetScan等软件对miRNA-20a可能的靶基因进行预测分析,找出与自噬相关的关键基因。利用双荧光素酶报告方法验证miRNA-20a与预测基因的靶向结合关系;然后利用q-PCR检测自噬相关基因、western-blot检测自噬相关蛋白、免疫组化和透射电镜观察自噬小体数量的方法分析SD大鼠CI-AKI组和对照组自噬的表达情况;最后通过使用miRNA20a抑制剂下调miRNA-20a后观察自噬的表达情况,具体分为以下四组(1)CI-AKI组;(2)对照组;(3)CI-AKI+antagomirmiRNA-20a;(4) CI-AKI+空白对照。然后通过外周血血清肌酐的改变和肾脏组织HE染色评估肾脏损伤情况,同时,通过上述提及的方法如western-blot观察自噬水平的改变及其对肾脏损伤的作用。 结果: 通过TargetScan和MicroRNA.ORG数据库分析得出miRNA-20a与自噬相关的靶基因,且既往研究已经证实该基因为自噬关键相关基因为Atg7。利用双荧光素酶报告方法得出miRNA20a可以靶向结合Atg7。wester-blot证实CI-AKI组的自噬相关蛋白Belin-1表达高于对照组;q-PCR检测发现自噬关基因Atg7表达水平高于对照组;同时,透射电镜观察得出,CI-AKI组的自噬表达量高于对照组。尽管CI-AKI组自噬的表达水平增高,但此时还不能反应自噬在CI-AKI中的作用。我们通过下调miRNA-20a的水平,通过q-PCR、wester-blot、免疫组化和透射电镜方法证实,此时CI-AKI+antagomir miRNA-20a的自噬表达水平比CI-AKI+空白对照更高,而外周血清肌酐水平显示该组的肾功能下降比CI-AKI+空白对照明显,同时HE染色显示,自噬表达水平高的SD大鼠肾脏组织损伤较轻,但高于对照组。 结论: 通过前期建立的新型低渗造影剂诱导的急性肾损伤模型,证实自噬在此CI-AKI模型的表达水平;同时,研究发现miRNA20a可以靶向结合Atg7;干预miRNA20a可以通过调节Atg7从而影响大鼠肾脏组织自噬的表达水平,进而影响造影剂所致急性肾脏损伤的程度。 第四章 经皮冠脉介入治疗后造影剂所致急性肾损伤的新危险因素探讨 目的: 探讨低密度脂蛋白(LDL-C)是否为经皮冠脉介入治疗(PCI)后造影剂所致急性肾损伤(CI-AKI)的新危险因素 方法: 连续收集2010年1月至2012年9月于广东省人民医院住院拟行PCI的患者3236例。比较不同LDL-C水平四分位间的基线特点,同时比较发生与未发生CI-AKI患者的临床特征及院内不良事件。利用单因素和多因素分析发现CI-AKI的独立危险因素。CI-AKI定义为造影剂暴露后48-72h内,血清肌酐绝对值升高≥44.2umol/L或较基础值升高≥25%,并排除其他原因所致的肾功能损害。 结果: 本研究最终连续性入选3236例行PCI术的患者。3236例患者中,338例发生CI-AKI,发生率达10.4%。此外,CI-AKI组中患者全因死亡率(4.4%比0.5%,P<0.001)及院内主要复合不良事件均高于非CI-AKI组。LDL-C水平四分位值为Q1(<2.04 mmol/L),Q2(2.04-2.61 mmol/L),Q3(2.61-3.21 mmol/L) and Q4(>3.21 mmol/L)。LDL四分位四组间CI-AKI的发生率及院内复合不良事件的发生率,随着LDL水平的增加呈现增加的趋势,且差异有统计学意义(8.9%,9.9%,10.5%,12.6%,p=0.001;和5.0%,5.2%,6.1%,8.1%,p=0.007)。单因素回归分析结果显示,LDL-C(每增加1单位)为CI-AKI发生的危险因素(OR=1.25,95%CI,1.11-1.39,p<0.001),每增加1单位,CI-AKI的发生风险增加25%。多因素分析显示,校正混杂因素后,LDL-C仍是CI-AKI的独立危险因素(OR=1.23,95%CI,1.04-1.45,p=0.014)。另外,慢性心力衰竭、低蛋白血症和急诊冠脉介入术是CI-AKI其他的独立危险因素。 结论: 本研究发现,对于非选择性人群,行PCI术后CI-AKI的发生率高,达10.4%,且发生CI-AKI后院内不良事件如院内全因死亡和院内复合不良事件发生率增高;同时,本研究初次报道LDL作为常用的实验室检测指标,与CI-AKI的发生相关,成为评估CI-AKI发生的新的危险因素,有望加入目前现有的CI-AKI评分,提高筛查CI-AKI高危人群的能力;另外,研究发现,除LDL外,慢性心功能不全、急诊冠脉介入术和低蛋白血症亦与CI-AKI的发生相关。