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背景和目的糖尿病肾病(DN)是糖尿病的主要慢性并发症之一,其早期表现为肾脏肥大、肾小球高滤过、肾小球基底膜增厚,进而发展为细胞外基质积聚、肾小球硬化、肾功能衰竭。在发达国家糖尿病所致的终末期肾病(ESRD)已成为肾功能衰竭的首位原因,我国也有上升趋势。DN发病机制的研究主要集中在血糖和血脂代谢紊乱、血流动力学异常等方面,近年来炎症介质在DN发病中的作用引起人们重视。浸润的炎症细胞和肾固有细胞分泌大量的促炎细胞因子、趋化因子和各种黏附因子,这些因子通过自分泌及旁分泌作用使炎症效应不断扩大,最终导致肾功能损害。IL-18是1995年被发现的一种具有多种生物学活性的细胞因子,能够促进IL-8、TNF-α、IL-1β、ICAM-1等的分泌,这些因子又可影响IL-18的产生,从而形成炎症级联反应。近年来,IL-18在DN发病机制中的作用受到人们的关注。但有关IL-18在DN进展过程中肾组织的表达变化情况及与其他细胞因子间关系的研究尚少,国内未见报道。TNF-α是细胞因子网络中的一个重要组成成员,主要由单核一巨噬细胞产生,血管内皮细胞及肾脏的多种细胞包括肾小球系膜细胞、近曲小管上皮细胞均可产生TNF-α,参与DN的发病。ICAM-1作为重要的黏附分子之一,受到刺激后,表达于血管内皮细胞、系膜细胞等多种细胞表面,增强白细胞的黏附及穿壁,释放更多的炎症因子,在肾脏疾病中是细胞浸润和增殖、细胞外基质扩张及肾小球硬化的分子学基础之一。核转录因子—kappaB(NF-κB)是细胞中一个具有多向性调节作用的核转录因子,在细胞的信号传递和基因的诱导表达过程中起重要作用,在炎症反应复杂的细胞因子网络中,NF-κB的活化可能是一个中心环节,并调控着许多细胞因子之间的相互作用,在DN的发生发展中起重要作用。霉酚酸酯(MMF)作为一种新型、高效的免疫抑制剂,被广泛运用于移植排斥的预防和治疗。近年来,随着对MMF药理作用的深入研究,其在非移植性肾脏疾病中的运用越来越受到重视,体外实验发现MMF能抑制巨噬细胞和系膜细胞增殖和细胞因子的产生。基于上述理论,本研究采用链脲佐菌素(streptozotozin,STZ)诱导的糖尿病大鼠,观察不同病程大鼠肾小球IL-18、TNF-α、ICAM-1表达情况及相互关系,以进一步了解肾脏的炎症损伤过程,探讨细胞因子网络系统在糖尿病肾病发生发展中的作用。并应用NF-κB抑制剂吡咯烷二硫代氨基甲酸酯(Pyrrolidine dithiocarbamate,PDTC)联合MMF,观察对肾小球IL-18、TNF-α、ICAM-1表达的影响,以探讨其对糖尿病大鼠肾脏协同保护作用及机制,为糖尿病肾病的治疗提供新思路、新方法。研究方法70只SD大鼠禁食12h,随机选取58只一次性腹腔内注射新鲜配制的链脲佐菌素(STZ)60mg.kg-1,其余12只腹腔内注射相当体积的柠檬酸缓冲液。72h后血糖≥16.7 mmol.L-1的大鼠为糖尿病大鼠,随机分为D,P,M,P+M组(D组为糖尿病未治疗组,P组为PDTC治疗组,M组为MMF治疗组,P+M组为PDTC联合MMF治疗组),以腹腔内注射柠檬酸缓冲液72h后血糖正常的大鼠作为正常对照组(C组)。按相应组给予PDTC100mg.kg-1或(和)MMF10mg.kg-1灌胃(溶于灭菌蒸馏水中),C与D组给予相当体积的灭菌蒸馏水灌胃,每日一次。4周末各组随机处死一半动物,8周末处死剩余动物。处死前将大鼠分别置于金属代谢笼中,留取24小时尿测定尿蛋白;麻醉后由腹腔静脉采血分离血清待测血糖(BG)、尿素氮(BUN)、肌酐(Scr);处死动物并称肾重,计算肾重指数(KI);光镜、电镜观察肾脏病理改变;免疫组化检测肾小球白细胞介素-18(IL-18)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、细胞间黏附分子-1(ICAM-1)的表达,分析三者表达之间的相关性以及其表达强度与24hUPro、BUN、Scr的相关性。结果1.生化指标:4周时同C组相比,D组及各治疗组血糖、肾重指数、24小时尿蛋白、血肌酐增高(P<0.05),体重下降(P<0.05),而尿素氮无明显差异;除P+M组24小时尿蛋白低于D组外(P<0.05),各治疗组与D组间无明显差异;P、M组与P+M组间无明显差异(P>0.05)。8周时D组及各治疗组血糖、肾重指数、24小时尿蛋白、尿素氮、血肌酐高于C组(P<0.05),体重低于C组(P<0.05);各治疗组血糖与D组无明显差异(P>0.05),体重高于D组(P<0.05),肾重指数、24小时尿蛋白、尿素氮、血肌酐低于D组(P<0.05);P+M组体重高于P、M组(P<0.05),24小时尿蛋白低于P和M组(P<0.05)。8周D组肾重指数、24小时尿蛋白、尿素氮、血肌酐高于4周D组(P<0.05)。2.免疫组化:4周时IL-18、TNF-α、ICAM-1在D组及各治疗组的表达较C组增高(P<0.05),各治疗组与D组间无明显差异(P>0.05),P、M组与P+M组间无明显差异(P>0.05)。8周时IL-18、TNF-α、ICAM-1在D组的表达较C组增高(P<0.05);各治疗组较D组表达下降(P<0.05),但仍高于C组(P<0.05);P+M组IL-18、TNF-α、ICAM-1表达较P组下降(P<0.05),IL-18、TNF-α表达较M组下降(P<0.05),ICAM-1的降低虽未达显著性差异(P>0.05),但有下降的趋势。8周D组IL-18、TNF-α、ICAM-1的表达显著高于4周D组(P<0.05)。3.相关分析:各组IL-18、TNF-α、ICAM-1肾小球阳性区平均积分光密度与24小时尿蛋白、尿素氮、血肌酐呈正相关(P<0.05);IL-18、TNF-α、ICAM-1肾小球阳性区平均积分光密度之间亦呈正相关(P<0.05)。4.病理变化:HE染色C组大鼠肾小球结构未见异常。D组4周时肾小球体积增大,呈分叶状,系膜细胞及系膜基质增多。8周时肾小球体积进一步增大,球内细胞进一步增多。电镜下见C组大鼠肾小球结构清晰,毛细血管内皮细胞见不规则窗孔,基底膜厚薄均一,未见增厚,球囊脏层上皮细胞表面伸出许多细而长的足突,足突间保持一定的间距帖附于基底膜的外侧。D组基底膜显著增厚,厚薄不均,部分区域呈局灶性增厚,足细胞突起肿胀,变短,并可见足突融合,随病程增加而加重。各治疗组病理改变介于C组和D组之间,以P+M组减轻最明显。结论1.高血糖导致大鼠肾小球IL-18、TNF-α、ICAM-1的表达升高。2.IL-18、TNF-α、ICAM-1在糖尿病肾病的发生、发展过程中发挥重要作用。3.PDTC和MMF对糖尿病大鼠肾脏均有保护作用,且不是通过对糖代谢的调节来实现的,可能部分通过下调IL-18、TNF-α、ICAM-1的表达,来延缓糖尿病肾病的进展。4.二者联用较单药能够较早、较强的减少尿蛋白的排泄,改善肾脏病理,抑制IL-18、TNF-α、ICAM-1表达,对糖尿病大鼠肾脏有协同保护作用,为糖尿病肾病的早期防治提供了新的思路。