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目的:
系膜增殖性肾炎(Mesangial proliferativeglomerulonephritis,MsPGN)是小儿原发性肾小球疾病的主要病理类型之一,其主要病理变化为肾小球系膜细胞(glomerular mesangial cells,GMCs)增殖及系膜基质增生,GMCs的增殖可导致肾小球系膜病变不断加重,最终肾小球硬化、肾功能丧失。近年来研究表明肾小球硬化与动脉粥样硬化(atherosclerosis:AS)在病理上的改变及发病机理上存在相似性。脂质代谢紊乱在AS独立危险因素中居首要地位,亦是肾小球系膜病变进展的重要危险因素之一。动物实验已证实低密度脂蛋白(low density lipoprotein,LDL)在肾小球硬化形成中有重要作用,能直接刺激GMCs增殖和基质增多致肾小球硬化形成。
脂蛋白(a)[lipoprotein(a),Lp(a)]是一种富含胆固醇、类似LDL的脂质。研究表明Lp(a)水平升高是AS的独立危险因素。Lp(a)在体内被氧化修饰后,易被巨噬细胞-清道夫受体识别和摄取,导致细胞内胆固醇酯的蓄积及泡沫细胞的形成,损伤组织细胞,参与AS的病理过程。Lp(a)在肾病综合征患儿明显升高,且与患儿病情进展密切相关,提示Lp(a)可能在肾小球硬化中起一定作用。GMCs具有巨噬细胞样清道夫功能,Lp(a)是否作用于GMCs而参与肾小球硬化的发生发展值得研究。最近研究发现肾脏病时Lp(a)升高可能会导致肾脏的进一步损伤。但Lp(a)对GMCs有无作用及可能机制尚未见研究。细胞间粘附分子(intercellular adhesion molecule,ICAM)是一类能介导细胞间以及细胞与细胞外基质粘附的糖蛋白,ICAM有5种,ICAM-1是其中重要的一种,在AS发病中起着一定的作用。研究发现粘附分子及其粘附机理可能是介导肾炎时细胞浸润和增殖、细胞外基质扩张乃至肾小球硬化的分子基础。GMCs表面有低表达的工CAM-1。Lp(a)对GMCs表面ICAM-1表达是否有影响,它在GMCs增殖、肾小球硬化过程中的作用值得进一步研究。
本项目正是借助脂蛋白是AS独立危险因素,引入研究Lp(a)对GMCs增殖、ICAM-1的表达及肾小球硬化过程中的作用,为探寻治疗肾小球疾病的新途径提供科学依据。
方法:
1.大鼠GMCs培养:从液氮罐内取出大鼠GMCs系冷冻管,37℃温水水浴后离心,吸出细胞液,移入细胞培养瓶静置培养,培养液由20%胎牛血清、0.3U/ml胰岛素、100U/ml青霉素、100mg/L链霉素、2.5mg/L二性霉素及D-缬氨酸改良的伊格尔培养基(Minimum Essential Medium,MEM)组成。培养瓶置于5%CO<,2>、18%O<,2>孵箱内。当系膜细胞长至贴壁时,用0.25%胰蛋白酶与0.04%乙二胺四乙酸二钠等量混合,消化细胞,传代。第3代时,用RPMI 1640代替D-缬氨酸改良的MEM,其他成分相同。
2.Lp(a)分离:通过采集定期进行LDL血浆置换患者的富含Lp(a)再生液,行超速离心(密度1.065-1.120mg/ml),再予密度梯度离心法分离。获取的Lp(a)经150mmol/L NaCl、lmmol/L EDTA(pH 7.4)于4℃透析48h后,微孔过滤膜除菌,Sephader G 25M凝胶层析和赖氨酸-seppharose 4B层析纯化,采用0.6%琼脂糖凝胶电泳和4%的SDS-PAGE鉴定并分析纯度。储存备用。
3.MTT法测定大鼠GMCs增生率:将GMCs种入96孔板中,(2~4)×10<4>个细胞/孔,分对照组、10mg/L脂多糖(LPS)组、Lp(a)共3组,Lp(a)浓度分别为:1.25μg/L、2.5μg/L、5.0μg/L、10μg/L、20μg/L。分别于培养12h、24 h、48 h、60h、72h 5个时间段后,收集培养的GMCs及悬浮液,分别测定GMCs增生率。细胞增生率=(LPS组吸光度-实验组吸光度)/LPS组吸光度。
4.GMCs中增生细胞核抗原(Proliferationg cellnuclear antigen,PCNA)表达的测定:GMCs分瓶培养,实验末,收集培养细胞,涂片,丙酮固定,免疫组化法测定PCNA表达。实验结果在显微镜下观察,分别计数每张涂片中的5个视野内(200个/每视野)GMCs的免疫染色阳性细胞数,计算其阳性率。
5.ICAM-1的测定:采用ELISA法(试剂盒购自南京建成生物工程有限公司)。两种抗ICAM-1的抗体将ICAM-1夹在中间,其中第二抗体与指示酶连接,加入色素性底物使一定量的ICAM-1显色,最后在450nm波长下测定ICAM-1的浓度。
6.统计学分析:所有计量资料均采用均数±标准差表示,组问比较采用t检验或方差分析,并行相关分析。以p<0.05为有统计意义。
结果
1.在实验末,与LPS组、对照组比较,Lp(a)组GMCs的MTT、增生细胞核抗原阳性表达率、上清ICAM-1浓度明显高于对照组,但低于LPS组。
2.随着Lp(a)剂量的增加,GMCs的MTT、增生细胞核抗原阳性表达率、上清工CAM-1浓度呈增加趋势,在Lp(a)2.5μg/L、5.0μg/L其作用达到高峰,剂量继续增加时出现下降,剂量越大,GMCs的增生受抑制越明显。
3.随着处理时间的延长,GMCs的MTT、增生细胞核抗原阳性表达率、ICAM-1浓度呈增加趋势,但随着剂量的增加,依次于72h、60h、48h逐渐出现下降。
4.GMCs上清的ICAM-1浓度与MTT和增生细胞核抗原阳性表达率呈正相关。
结论
1.Lp(a)能明显影响肾脏系膜细胞的增生,作用呈剂量依赖性和时间依赖性,小剂量时刺激系膜细胞的增生,大剂量则表现为细胞毒作用。
2.Lp(a)明显影响大鼠GMCs的ICAM-1表达,表达量呈剂量依赖性和时间依赖性,小剂量时Lp(a)上调大鼠GMCs的ICAM-1表达,大剂量时,大鼠GMCs的ICAM-1表达下调。
3.GMCs上清的ICAM-1浓度与MTT和增生细胞核抗原阳性表达率呈正相关。提示Lp(a)对肾小球系膜细胞的作用可能与ICAM-1有关。