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研究目的二甲基精氨酸二甲胺水解酶1(dimethylarginine dimethylamino hydrolase1,DDAH1)是降解一氧化氮合酶(nitric oxide synthase,NOS)抑制剂不对称二甲基精氨酸(asymmetric dimethy larginine,ADMA)的主要酶之一,DDAH1活性受抑制或表达降低使ADMA水平升高,ADMA的增加与肾脏疾病的加速发展和死亡率有关。研究表明有氧运动可以促进疾病的康复,但是DDAH1/ADMA在有氧运动中对肾脏所起的作用尚不清楚。因此本研究将以DDAH1基因敲除小鼠和C57小鼠为研究对象,采用8周的游泳运动干预,研究DDAH1基因敲除对小鼠肾脏的影响,并探索对DDAH1/ADMA相关通路的影响。研究方法雄性8周龄C57BL/6小鼠和DDAH1基因敲除小鼠各12只,C57小鼠随机分为安静对照组(C57组,n=6)和C57运动组(C57 E组,n=6),DDAH1基因敲除小鼠随机分为DDAH1基因敲除安静组(DDAH1 KO组,n=6)和DDAH1基因敲除运动组(DDAH1 KO E组,n=6)。其中安静组小鼠正常饲养,运动组小鼠适应游泳一周后开始正式训练,每周游泳5天,每天1次,每次60分钟,持续进行8周的游泳运动干预。8周运动结束后麻醉小鼠并获取小鼠肾脏组织,对肾脏组织进行组织学检测,包括使用苏木素-伊红(HE)染色观察肾脏组织病理形态学变化,使用马松(Masson)三色染色观察肾脏组织纤维化变化,同时对小鼠肾脏组织进行酶联免疫吸附试验(ELISA),检测肾脏ADMA的浓度,并采用蛋白免疫印迹实验检测小鼠肾脏相关蛋白的表达,包括DDAH1蛋白及下游通路蛋白(p-Akt、Akt、p-eNOS、eNOS、Ras)、纤维化相关蛋白(Collagen I、Smad3、p-Smad3、TGF-β)和VEGF的表达。研究结果(1)DDAH1 KO组小鼠和C57组小鼠相比,显微镜观察下肾脏形态学未见明显改变。(2)DDAH1 KO组小鼠较C57组小鼠肾脏蓝色胶原沉积面积明显增多,提示DDAH1 KO组小鼠可能有肾脏纤维化;8周游泳运动后,DDAH1 KO E组较DDAH1 KO组小鼠肾脏蓝色胶原纤维面积减少,无明显纤维化。(3)与C57组相比,DDAH1 KO组的小鼠肾脏ADMA浓度明显升高(P<0.01),经过8周的游泳运动干预后,DDAH1 KO E组与DDAH1 KO组相比,小鼠肾脏ADMA浓度明显降低(P<0.01);与C57组的小鼠肾脏ADMA浓度相比,C57 E组也明显降低(P<0.01);DDAH1 KO E组与C57 E组相比,肾脏ADMA浓度明显升高(P<0.01)。(4)与C57组相比,DDAH1 KO组小鼠肾脏内Ras/PI3K/Akt通路明显下调(Ras,P<0.01;Akt磷酸化水平,P<0.05),eNOS(P<0.01)、eNOS的磷酸化水平(P<0.01)、VEGF(P<0.01)蛋白表达量显著性的降低,TGF-β/Smad3通路(P<0.05)和Collagen I(P<0.05)蛋白表达量显著性的升高;8周游泳运动后,DDAH1 KO E组与DDAH1 KO组相比TGF-β/Smad3通路(P<0.01)和Collagen I(P<0.05)蛋白表达量有显著性的降低,Ras/PI3K/Akt通路显著上调(P<0.01),eNOS(P<0.01)、eNOS的磷酸化水平(P<0.01)、VEGF(P<0.05)蛋白表达量明显升高。研究结论DDAH1基因敲除,小鼠肾脏纤维化增多,血管生成减少,血管功能下降;8周游泳运动可有效抑制小鼠肾纤维化,促进肾脏血管生成,改善血管功能,机制可能与激活DDAH1/Ras/PI3K/Akt通路有关,可能为肾脏疾病的防治提供新的研究思路。