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目的:肾脏纤维化是各种进展性慢性肾脏病(Chronic kidney disease,CKD)的标志和共同途径,它的特征是肾脏间质成纤维细胞大量增殖激活和细胞外基质(Extracellular matrix,ECM)过度累积。研究统计显示,CKD的全球发病率约为11.7-15.1%,而且随着药物治疗引起的急性肾损伤(Acute kidney injury,AKI)、糖尿病、肥胖人群的增多以及人口老龄化的加剧,CKD的发病率呈现不断上升的趋势。肾脏纤维化不仅给患者带来巨大的生理痛苦,还造成沉重的经济负担。但迄今为止,对肾脏纤维化的治疗仍然存在严重的不足,在临床实践中表现为无药可医。因此,对于肾脏纤维化的发生发展机制的研究和寻找有效的干预策略越来越受到了人们的重视,也是现阶段攻克该疾病的重点和难点。双脱氧基姜黄素(Bisdemethoxycurcumin,BDMC)是姜科和天南星科植物根茎中常见的一种天然化学成分,我们在前期的筛选实验中发现其在20μM左右的浓度条件下能有效诱导成纤维细胞凋亡,而不对肾小管上皮细胞产生影响。同时,我们也发现在顺铂(Cisplatin)诱导的肾小管上皮细胞损伤模型中,BDMC能产生有效的缓解作用。在此基础上,本文深入研究BDMC对肾脏纤维化和顺铂肾脏毒性的保护作用,并探讨其具体机制。方法:(1)采用细胞模型筛选能特异性损伤成纤维细胞而不会影响正常肾小管上皮细胞的天然化合物。使用相同浓度梯度的一系列天然化合物分别作用于肾小管上皮细胞(HK-2细胞)和成纤维细胞(3T6细胞),并通过SRB法检测细胞的增殖情况。(2)采用单侧输尿管结扎(Unilateral ureteral obstruction,UUO)的方法构建小鼠肾脏纤维化模型,灌胃给予高低不同剂量的BDMC,通过血液生化指标的检测、苏木素-伊红(Hematoxylin-Eosin,H&E)染色、天狼星红染色实验方法评价BDMC对肾脏纤维化的治疗情况。(3)通过一次性腹腔注射20 mg/kg顺铂构建小鼠急性肾损伤的模型,在注射顺铂前两天开始每天灌胃给予高中低不同剂量的BDMC,持续到注射顺铂后的第二天。通过血液生化指标的检测、H&E染色、免疫组化实验方法评价BDMC对顺铂肾脏毒性的治疗情况。(4)采用PI/Annexin V双染结合流式细胞术实验方法检测BDMC对HK-2和3T6细胞诱导凋亡能力的不同和BDMC对顺铂诱导HK-2细胞凋亡的保护情况(5)通过蛋白免疫印迹法(Western blot)检测体内外相关蛋白的变化。结果:(1)通过使用成纤维细胞(3T6细胞)和肾小管上皮细胞(HK-2细胞)对植物提取的天然化合物筛选发现BDMC在一定浓度范围内能特异性诱导成纤维细胞损伤;(2)在单侧输尿管梗阻的小鼠实验中,血液生化指标、脏器病变程度、组织切片H&E染色、天狼星红染色实验结果显示BDMC缓解UUO诱导的肾脏损伤和肾纤维化;(3)PI/Annexin V双染结合流式细胞术和western blot检测结果显示BDMC在20μM浓度条件下通过特异性诱导成纤维细胞凋亡来阻止肾脏纤维化的进展;(4)通过对天然化合物的筛选实验发现BDMC能抑制顺铂诱导的肾小管上皮细胞凋亡;(5)在顺铂诱导的小鼠急性肾损伤实验中,血液生化指标、脏器病变程度、组织切片H&E染色结果显示BDMC缓解顺铂诱导的肾脏损伤;(6)PI/Annexin V双染结合流式细胞术和western blot检测结果显示BDMC通过抑制顺铂诱导上调的p53蛋白水平,进而抑制顺铂诱导的肾小管上皮细胞凋亡;(7)细胞活性氧(ROS)检测、western blot和组织切片免疫组化实验结果显示,BDMC通过上调Nrf2(NF-E2-related factor 2)的表达水平进而缓解顺铂诱导的肾脏氧化应激反应;(8)Western blot和组织切片免疫组化实验结果显示BDMC通过抑制NF-κB蛋白和细胞间黏附分子1(Intercellular cell adhesion molecule-1,ICAM-1)及单核细胞趋化蛋白1(Monocyte chemoattractant protein-1,MCP-1)表达来缓解顺铂引起的肾脏炎症反应。结论:本研究通过体内外的实验研究发现BDMC具有治疗肾脏纤维化和缓解顺铂诱导的肾脏损伤的作用。BDMC治疗肾脏纤维化的机制在于其能特异性诱导成纤维细胞发生凋亡。BDMC能有效缓解顺铂肾脏毒性的机制在于其能通过多个方面阻断顺铂对肾脏的损伤:1)BDMC通过抑制顺铂诱导上调的p53蛋白水平,进而抑制顺铂引起的肾小管上皮细胞凋亡;2)BDMC通过抑制顺铂诱导下调的Nrf2蛋白表达水平进而缓解顺铂诱导的肾脏氧化应激反应;3)BDMC通过抑制NF-κB蛋白的表达激活和下调ICAM-1及MCP-1的表达来缓解顺铂诱导的肾脏炎症反应。我们的研究为肾脏纤维化的治疗提供了一种新的策略和理论依据;也为顺铂的肾脏毒性提供一种新的干预手段。