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目的:肾间质纤维化是各种原因所致肾脏疾病进展至终末期肾功能衰竭的共同病理特征。近十年大量的临床病理和动物试验资料表明,各种原因引起的慢性肾功能损伤与肾间质纤维化的严重程度较肾小球病变更为密切,由于血管活性物质、细胞因子等因素的作用,导致细胞外基质合成和降解失衡,大量积聚于肾脏是引起肾间质纤维化的主要原因。且由于肾小管和肾间质在解剖及功能上的密切关系,肾小管损伤和肾间质纤维化对肾小球的功能有着不同程度甚至是关键性的影响,故深入研究肾间质纤维化的机理,对于慢性肾脏疾病的治疗有着重要的意义。 中医药在长期治疗肾脏病的过程中积累了丰富的经验,尤其是活血药物的使用,可以改善患者肾脏的血液循环,增加肾小球滤过率,抑制血管活性物质和细胞因子的异常表达,加快细胞外基质的降解,通过多途径、多靶点实现保护肾功能的作用,被广泛的应用于肾脏临床,然而对肾小管损伤及间质纤维化的干预治疗研究尚存在很多不明之处,影响了临床的广泛使用,有必要进行深入研究。 活血化瘀中药中,许多药物如丹参、红花、灯盏花等被制成不同剂型用于临床并有很好的效果,本实验将选用红花对单侧输尿管结扎诱导的肾间质纤维化大鼠模型进行干预性治疗,旨在通过观察红花对实验动物梗阻侧肾脏病理形态学以及转化生长因子β1、Ⅲ型胶原、基质金属蛋白酶-1及其基质金属蛋白酶抑制剂-1的影响,探讨中药红花对肾间质纤维化的拮抗作用及作用机理。 第一部分 红花对单侧输尿管结扎大鼠肾功能及形态学的影响 方法:选用健康、雌性SD大鼠40只,体重为180±10 g,随机分为假手术组、模型组、缬沙坦组、红花组,每组10只,结扎左侧输尿管复制肾间质纤维化模型,缬沙坦组于造模前一天起给予缬沙坦10mg.kg-1.d-1经口灌服,红花组于造模前一天起给予红花0.4g.kg-1.d-1经口灌服(用药量为成人每日每公斤体重用量的20倍),各组分别于第7、14天杀检一只,观察肾脏形态学改变,其余动物于实验第21天全部杀检,心脏取血观察各项指标。血肌酐采用苦味酸法,尿素氮测定采用二乙酰-肟终点法,尿NAG(N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶)测定采用比色法,尿β2-MG测定采用放免法。HE、Masson染色,观察肾脏变化并测量每个显示屏内肾间质纤维化的面积。 结果:(1)大鼠血清肌酐及尿素氮测定结果第21天各组动物血肌酐及尿素氮测定未见显著性差别。(2)大鼠尿NAG及β2-MG测定结果各组动物尿NAG及β2-MG在21天杀检时无显著性差别。(3)HE染色假手术组肾小球、肾小管、间质均无明显异常。UUO组第7天可见间质多量炎性细胞浸润,肾小管轻度扩张;第14天可见间质大量炎性细胞浸润,肾小管萎缩及扩张,肾小球萎缩,小囊粘连;第21天可见肾间质大量炎性细胞弥漫浸润,肾小管萎缩,腔狭窄或闭塞,个别肾小球萎缩,与肾小囊粘连,肾小球明显减少,面积缩小,肾小囊粘连或扩张。缬沙坦组第7天可见间质炎性细胞浸润,肾小管轻度扩张;第14天间质可见炎性细胞浸润,肾小管部分萎缩,肾小囊轻度扩张;第21天肾间质有炎性细胞灶性浸润,肾小管扩张,肾小囊扩张。红花组第7天肾间质有少量炎性细胞浸润,肾小管轻度扩张;第14天间质有炎性细胞浸润,部分肾小管扩张;第21天肾间质有小灶性炎性细胞浸润,肾小管轻度扩张,个别肾小囊扩张。 第二部分 红花对转化生长因子β1表达的影响 方法:采用免疫组织化学和原位杂交方法测定转化生长因子β1的蛋白和mRNA表达,并对阳性染色面积和染色强度分光密度进行半定量分析。 结果:TGFβ1蛋白测定结果显示在假手术组大鼠肾脏呈弱阳性表达,主要表达在肾小管上皮细胞及肾小球内,亦可见于肾间质细胞;与假手术组比较,其余各组表达显著增强,肾小管上皮细胞及间质细胞均有强表达,肾小球内的表达也明显增强。其中,模型组与假手术组相比TGF-β1的阳性面积及积分光密度值均呈显著性升高(P<0.01);红花组和缬沙坦组与模型组相比,TGF-β1的阳性面积及积分光密度值均呈显著性下降(P<0.05,P<0.05),提示红花和缬沙坦均可抑制梗阻侧肾组织中TGF-β1的蛋白表达;其中红花组较缬沙坦表达稍强,但统计学处理无显著性差异(P>0.05)。原位杂交测定结果显示TGFβ1mRNA在假手术组大鼠肾脏呈弱阳性表达,主要表达在肾小管上皮细胞及肾小球内;UUO组的表达明显增强,主要见于肾小管上皮细胞尤其是近曲小管上皮细胞,在间质细胞也可见到强表达,同时在肾小球内的表达较假手术组也明显增强。采用图象分析仪测定,UUO组与假手术组相比TGFβ1的阳性面积及积分光密度值均呈显著性升高(P<0.01);红花和缬沙坦组与模型组相比,TGFβ1的阳性面积及积分光密度值均呈显著性下降(P<0.01,P<0.01),提示红花和缬沙坦均可抑制梗阻侧肾组织中TGFβ1的mRNA表达,其中缬沙坦组优于红花组,但无显著性差异。 第三部分 红花对基质金属蛋白酶及其抑制物的影响 方法:采用免疫组织化学和原位杂交方法测定MMP-1以及TIMP-1的蛋白和mRNA表达,并对阳性染色面积和染色强度积分光密度进行半定量分析。 结果:MMP-1蛋白测定结果显示在假手术组大鼠肾脏呈阳性表达,主要表达在肾小管上皮细胞内;与假手术组比较,其余各组表达显著增强,肾小管上皮细胞内出现强表达,其中,模型组与假手术组相比MP-1的表达在第7天明显升高,第14天到达高峰,第21天有所降低,测定第21天的阳性面积及积分光密度值均呈显著性升高(P<0.01);红花组和缬沙坦组与模型组相比,MMP-1的阳性面积及积分光密度值无显著性差异(P>0.05)。TIMP-1蛋白测定结果显示假手术组呈弱阳性表达,主要表达于肾小管上皮细胞胞浆;模型组表达明显增强,阳性面积增强近9.06倍,光密度测定增强6.14倍,统计学处理有显著性差异(P<0.01);红花组和缬沙坦组较假手术组明显增强,但与模型组相比,其表达明显减弱,统计学处理有显著性差异(P<0.01,P<0.01)红花组与缬沙坦组相比无显著性差异。MMP-1/TIMP-1比值测定:尽管在模型组和治疗组之间,MMP-1无显著性差别,均由于梗阻因素而表达增强,但这种代偿性增强并不能减少细胞外基质的沉积,其原因就在于TIMP-1的表达更为显著所致,计算两者的比值,就可以了解这一系统对细胞外基质降解的作用。根据测定结果,假手术组MMP-1/TIMP-1光密度为1.42,模型组为0.64,红花组为0.87,缬沙坦组为0.88,其比值说明红花和缬沙坦有调整MMP-1/TIMP-1的作用,而且主要是由于抑制TIMP-1来发挥作用。MMP-1 mRNA采用原位杂交方式测定,结果显示假手术组大鼠肾小管上皮细胞及肾小球内MMP-1 mRNA呈弱阳性表达,与假手术组比较,其余各组的表达均显著增强(P<0.05)。模型组与假手术组相比,MMP-1mRNA的表达在第7天开始增强,第21天最为明显,其阳性面积及积分光密度值分别高出假手术组1.73倍和1.99倍,红花组和缬沙坦组MMP-1mRNA与假手术组相比有明显上调,但与模型组比较,阳性面积及积分光密度值无明显差异(P>0.05)。TIMP-1 mRNA表达显示在大鼠肾小管上皮细胞和肾小球呈弱阳性表达,模型组自第7天开始明显增强,一直持续于整个实验过程之中,阳性面积及积分光密度值分别高出假手术组11.16倍和7.41倍(P<0.01),红花组和缬沙坦组与模型组相比,TIMP-1 mRNA的表达被下调,测定其阳性面积与积分光密度与模型组有显著性差别(P<0.01)。MMP-1/TIMP-1mRNA比值显示在假手术组为0.85,模型组为0.23,红花组为0.34,缬沙坦组为0.37,提示在模型组存在着MMP-1与TIMP-1的失衡,这种失衡可以被红花和缬沙坦部分纠正,尤其对TIMP-1的抑制,可能是两者拮抗肾间质纤维化的机制之一。 第四部分 红花对单侧输尿管结扎大鼠肾脏Ⅲ型胶原表达的影响 方法:采用免疫组织化学方法测定Ⅲ型胶原的蛋白表达,并对阳性染色面积和染色强度积分光密度进行半定量分析。 结果:采用免疫组化方法测定Ⅲ型胶原蛋白水平的表达,结果显示在假手术组大鼠肾脏为微量表达,与假手术组比较,其余各组表达显著增强,为条索状或成片块状,主要见于肾小管间质,同时伴有大量的细胞浸润和增生。其中,模型组与假手术组相比Ⅲ型胶原的阳性面积及积分光密度值均呈显著性升高(P<0.01);红花组和缬沙坦组与模型组相比,Ⅲ型胶原的阳性面积及积分光密度值均呈显著性下降(P<0.05,P<0.05),提示红花和缬沙坦均可抑制梗阻侧肾组织中Ⅲ型胶原的表达。红花组和缬沙坦组相比较无显著性差异。 结论:综合以上结果进行分析可得到以下结论: 1.红花及缬沙坦可减少肾间质纤维化面积,具有保护肾脏正常形态的作用。 2.红花和缬沙坦可在蛋白及基因水平抑制单侧输尿管结扎导致肾间质纤维化所出现的TGFβ1的高表达。 3.红花及缬沙坦可以在蛋白及基因水平抑制TIMP-1的表达,纠正MMP-1/TIMP-1的失衡,拮抗肾间质纤维化。 4.红花及缬沙坦能减少单侧输尿管结扎导致的肾间质纤维化大鼠肾脏的Ⅲ型胶原的沉积。