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    活性維生素D3對IgA腎病大鼠腎組織中Toll樣受體4表達(dá)的影響

    2015-12-07 08:11:20王纓汪國平李弼民
    關(guān)鍵詞:腎臟維生素活性

    王纓,汪國平,李弼民

    (南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院腎內(nèi)科,江西 南昌 330006)

    ·論著·

    活性維生素D3對IgA腎病大鼠腎組織中Toll樣受體4表達(dá)的影響

    王纓,汪國平,李弼民

    (南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院腎內(nèi)科,江西 南昌 330006)

    目的探討活性維生素D3對IgA腎?。↖gAN)大鼠保護(hù)作用的可能機(jī)制。方法50只大鼠隨機(jī)分為3組,正常對照組(NC組)10只、對照模型組(MC組)20只、活性維生素D3治療組(干預(yù)組)20只。干預(yù)組給予活性維生素D3灌胃8周。灌胃第4和8周末檢測24 h尿蛋白定量、腎功能及血漿清蛋白,采用酶聯(lián)免疫吸附測定血漿白細(xì)胞介素-1(IL-1)蛋白表達(dá),免疫組織化學(xué)法檢測腎組織Toll樣受體4(TLR4)蛋白的表達(dá)。結(jié)果①與MC組比較,干預(yù)組血肌酐和24 h尿蛋白均下降(均P<0.05);②與NC組比較,MC組TLR4蛋白表達(dá)增加(P<0.05);與MC組比較,干預(yù)組TLR4蛋白表達(dá)下降(P<0.05);③與NC組比較,MC組IL-1表達(dá)增加(P<0.05);與MC組比較,干預(yù)組IL-1表達(dá)下降(P<0.05)。結(jié)論活性維生素D3可通過抑制IgAN大鼠的TLR4的表達(dá)及細(xì)胞因子IL-1的表達(dá),對IgAN大鼠腎臟損傷有預(yù)防保護(hù)作用。

    IgA腎?。换钚跃S生素D3;Toll樣受體4;白細(xì)胞介素-1;大鼠

    IgA腎?。╥mmunoglobulin A nephropathy,I-gAN)是目前最常見的原發(fā)性腎小球疾病之一,IgAN典型的臨床表現(xiàn)為黏膜感染,尤其是上呼吸道感染同時或之后短期內(nèi)伴發(fā)肉眼血尿。因此,研究認(rèn)為天然黏膜免疫異常在IgAN的發(fā)生中有一定的作用。天然免疫分子Toll樣受體(toll-like receptor,TLRs)在天然免疫和獲得性免疫中均起重要的作用。既往研究表明,TLR4通路與IgAN關(guān)系密切。近年活性維生素D3[1,25(OH)2D3]的腎臟保護(hù)作用受到關(guān)注,本研究探討活性維生素D3對IgAN大鼠腎臟TLR4的表達(dá)的影響?,F(xiàn)報道如下:

    1 材料與方法

    1.1試劑與藥品

    脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)、牛血清蛋白(bovine serum protein,BSA)、四氯化碳(CCL4)(均購自美國Sigma公司),Anti-TLR4 antibody一抗、二抗(美國anbo公司),活性維生素D3由為上海羅氏制藥有限公司提供。

    1.2實驗動物與飼養(yǎng)條件

    本實驗所采用的50只大鼠均為SPF級雄性SD大鼠,購自湖南斯萊克景達(dá)實驗動物有限公司,實驗動物許可證號:SCXK(湘)2011-0003。體重均在180~200 g,保證飼養(yǎng)環(huán)境的適宜,定時定量飲水、喂食,待大鼠適應(yīng)環(huán)境7 d后開始構(gòu)建大鼠IgAN模型。

    1.3動物模型的構(gòu)建及分組

    50只SPF級別的SD雄性大鼠按隨機(jī)數(shù)字表法分為兩組,正常對照組10只、造模組40只。造模組大鼠用BSA按400 mg/kg隔日灌胃,至造模結(jié)束共9周;在第6及8周末通過尾靜脈注射脂多糖,每只每次0.05 mg;每周日通過皮下注射CCL4,每只每次蓖麻油0.5 ml+CCL4 0.1 ml,共9周[1];正常對照組(NC組)在相同時間給予正常對照組等體積蒸餾水灌胃,同體積生理鹽水皮下注射及同等量的生理鹽水尾靜脈注射。實驗第9周造模完成。造模完成后將40只模型組大鼠隨機(jī)分為對照模型組(MC組)和干預(yù)組,每組各20只。MC組和干預(yù)組均繼續(xù)予以BSA隔日灌胃(劑量同前),干預(yù)組給予1,25(OH)2D3溶于0.05 ml花生油以0.03μg/(kg·d)每日灌胃[2],期間每周稱量體重,根據(jù)體重的變化計算藥物用量并作出調(diào)整。NC組和MC組大鼠每日灌喂同等量花生油,共8周。

    1.4標(biāo)本采集

    于成模后及用藥4和8周末對各組大鼠采用眶靜脈采血法收集血液2~3 ml,靜置2 h,3 000 r/min離心5 min,取血清,-80℃凍存待測;并于各實驗點前用代謝籠留取各組大鼠24 h尿待測。于成模后及用藥4和8周末每組大鼠各處死一半,留取其腎組織待測。

    1.5觀察指標(biāo)與檢測方法

    1.5.1相關(guān)因子檢測于成模后及用藥4和8周,檢測血肌酐(serum creatinine,Scr)、血白蛋白,檢測24 h尿蛋白定量。

    1.5.2組織病理學(xué)觀察檢查采用HE染色。免疫熒光檢查:對IgA的沉積情況進(jìn)行觀察,并關(guān)注熒光的強(qiáng)度及面積,在腎小球系膜區(qū)顯示為綠色視為陽性。

    1.5.3腎組織TLR4蛋白的表達(dá)取腎組織標(biāo)本,采用免疫組織化學(xué)檢測,4μm厚石蠟切片,脫蠟后微波修復(fù)(檸檬酸緩沖液,pH 6.0),3%過氧化氫H2O2孵育10 min,3%BSA封閉15 min,滴加羊抗TLR4抗體(英國abcam公司,1∶800)后4℃過夜,次日滴加二抗(英國abcam公司),37℃孵育30 min,磷酸鹽緩沖液(phosphate buffered saline,PBS)洗3次后,DAB顯色,蘇木素復(fù)染,透明,封片。以TLR4在腎小管上皮細(xì)胞、系膜細(xì)胞胞漿染成黃色或棕色為陽性。觀察細(xì)胞染色陽性的強(qiáng)度及范圍。以定量積分法對蛋白表達(dá)量進(jìn)行評價,每張切片至少觀察10個高倍鏡視野。染色強(qiáng)度評分:淺黃色1分、棕黃色2分、棕褐色3分,染色陽性范圍比例評分:1%~25%1分、26%~50%2分、51%~75%3分、76%~100%4分。以染色強(qiáng)度評分與陽性范圍比例評分的乘積為TLR4陽性積分。

    1.5.4IL-1蛋白表達(dá)取血清標(biāo)本,采用酶聯(lián)免疫吸附測定(emzyme-linked immuno sorbentassay,ELISA)法檢測,將標(biāo)準(zhǔn)品、待測樣本各50μl(待測樣本10μl,再加樣本稀釋液40μl)加入到已包被的酶標(biāo)板,37℃恒溫箱溫育30 min,洗滌除去未結(jié)合的成分,再加入酶標(biāo)工作液50μl,37℃恒溫箱溫育30 min,洗滌除去未結(jié)合的成分,依次加入底物工作液50μl,每孔加終止液50μl混勻,450 nm波長下測定OD值。酶標(biāo)儀的讀數(shù)為每孔樣品和標(biāo)準(zhǔn)品的OD值,且可測出具體濃度數(shù)值,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)品的濃度和所測OD值求得標(biāo)準(zhǔn)曲線,再根據(jù)所得樣品OD值和標(biāo)準(zhǔn)曲線公式算出實測樣品的濃度值。

    1.6統(tǒng)計學(xué)方法

    數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示,應(yīng)用SPSS 13.0統(tǒng)計學(xué)分析軟件,單因素方差分析比較多組間均值的差異,以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

    2 結(jié)果

    2.1一般情況

    MC組在造模第4周時死亡大鼠1只,造模第7周時死亡大鼠1只;干預(yù)組1,25(OH)2D3治療4周時死亡大鼠1只。

    在整個實驗過程中,對照組大鼠精神、活動無明顯異常,造模組部分大鼠在造模第6和8周尾靜脈注射LPS后,出現(xiàn)食欲不振或精神萎靡等,但一般1周后可自行緩解。

    2.2各組大鼠不同時間點Scr、血漿清蛋白和24 h尿蛋白比較

    Scr、血漿清蛋白和24 h尿蛋白MC組各時間點與NC組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);干預(yù)組第4和8周與MC組同時間點相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);干預(yù)組第8周與第4周相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表1。

    表1 各組大鼠生化結(jié)果的比較(±s)

    表1 各組大鼠生化結(jié)果的比較(±s)

    注:1)同一時間點,與NC比較,P<0.05;2)同一時間點,與MC組相比,P<0.05;3)同一時間點,與干預(yù)組4周比較,P<0.05

    8周例結(jié)果24 h尿蛋白(mg/24 h)對照組104.65±0.41104.66±0.9054.90±0.40模型組干預(yù)組組別0周例結(jié)果結(jié)果4周例18 20 14.33±0.731)14.38±0.961)18 19 16.87±0.861)13.0±0.891)2)9 9 17.22±0.451)10.1±0.801)2)3)Scr/(μmol/L)對照組模型組干預(yù)組10 18 20 36.04±4.26 51.10±5.041)50.33±4.251)10 18 19 36.53±3.51 62.97±6.851)48.53±4.261)2)5 9 9 35.27±4.21 70.09±4.861)40.74±3.841)2)3)血清蛋白/(g/L)對照組1033.27±2.231033.32±2.73534.01±2.54模型組干預(yù)組18 20 26.59±1.531)26.14±1.511)18 19 23.28±2.071)27.16±1.581)2)9 9 21.44±1.431)29.50±1.661)2)3)

    2.3光鏡和熒光顯微鏡下各組大鼠腎臟病理組織學(xué)觀察

    光鏡下NC組大鼠未見病理改變,MC組在腎小球內(nèi)可見明顯的系膜細(xì)胞增多,系膜基質(zhì)中到重度增生,毛細(xì)血管管腔狹窄,腎間質(zhì)內(nèi)可見明顯的炎性細(xì)胞浸潤,并可見腫脹變性的腎小管上皮細(xì)胞。見圖1。熒光下NC組未見IgA沉積,MC組可見團(tuán)塊狀或顆粒狀綠色I(xiàn)gA熒光。見圖2。

    圖1 NC組和MC組大鼠腎組織病理改變(光鏡×400)

    圖2 NC組和MC組大鼠腎組織中IgA的沉積(免疫熒光×400)

    2.4TLR4的免疫組織化學(xué)染色

    TLR4蛋白表達(dá)MC組各時間點與NC組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),干預(yù)組各時間點與MC組相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),干預(yù)組8周時TLR4的表達(dá)較4周時明顯下降,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見圖3和表2。

    表2 各組大鼠TLR4蛋白定量的比較(分,x±s)

    表3 各組大鼠不同時間點IL-1蛋白表達(dá)水平比較[ρ/(ng/L)±s]

    表3 各組大鼠不同時間點IL-1蛋白表達(dá)水平比較[ρ/(ng/L)±s]

    注:1)與NC組相比,P<0.05;2)與MC組相比,P<0.05;3)與干預(yù)組4周比較,P<0.05

    組別4周8周例定量積分例定量積分NC組105.68±2.1257.13±3.24 MC組1961.15±35.461)975.31±59.121)干預(yù)組1841.13±15.21920.43±8.932)3)

    2.5IL-1蛋白表達(dá)

    大鼠IgAN模型構(gòu)建成功后,炎性因子IL-1表達(dá)上調(diào),并隨著疾病進(jìn)展表達(dá)進(jìn)一步增加。MC組與NC組同時間點相比差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);干預(yù)組8周時IL-1表達(dá)較MC組同時間點有明顯下降,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。干預(yù)組8周時IL-1的表達(dá)較4周時明顯下降,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表3。

    圖3 3組大鼠腎組織中TLR4的表達(dá)(免疫組織化學(xué)×400)

    3 討論

    IgAN的典型臨床表現(xiàn)是上呼吸道感染的短期內(nèi)出現(xiàn)肉眼血尿或鏡下血尿,可伴有不同程度的蛋白尿。研究報道,上呼吸道或扁桃體感染可增加IgAN患者的血尿和蛋白尿。扁桃體摘除可有效治療某些IgAN患者,說明天然黏膜免疫異??赡軈⑴c了IgAN的發(fā)生發(fā)展過程。

    TLR是一種模式識別受體,目前TLR家族有11個成員,可識別環(huán)境中的病原體,啟動天然免疫和適應(yīng)性免疫應(yīng)答產(chǎn)生不同的效應(yīng)分子,抵抗病原體的入侵,作為TLR家族中及其重要的成員TLR4在天然免疫反應(yīng)中有十分重要的作用,黏膜感染時LPS可激活TLR4,其主要信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑之一是通過一個銜接蛋白(MyD88)與TLRs細(xì)胞內(nèi)TIR區(qū)域結(jié)合,導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄因子(如NF-κB)的激活,從而促使大量細(xì)胞活性因子(IL-1、IL-6和IL-8)、黏附分子和炎癥因子的合成及轉(zhuǎn)錄表達(dá),最終影響免疫與炎癥反應(yīng)[3-6]。TLRs家族中TLR4除了介導(dǎo)細(xì)菌內(nèi)毒素所致的炎癥反應(yīng)外,還可介導(dǎo)肺臟、肝臟及腎臟IRI等非感染性炎癥反應(yīng),通過抑制TLR4活性可以起到一定的臟器保護(hù)作用[7-9]。

    越來越多的研究表明:TLR4信號通路與腎臟疾病密切相關(guān),對腎毒性腎炎模型的研究發(fā)現(xiàn),TLR4配體通過對外周淋巴細(xì)胞及腎固有細(xì)胞的調(diào)控作用,在腎小球腎炎的發(fā)展中起重要作用[10]。COPPO等[11]發(fā)現(xiàn)IgAN患者外周血單核細(xì)胞中TLR4表達(dá)增加,且與尿蛋白及疾病活動時期相關(guān)。QIN等[12]發(fā)現(xiàn)細(xì)菌LPS激活TLR4可以導(dǎo)致Cosmc的甲基化,從而降低IgA1的糖基化程度,提示在IgAN的發(fā)生發(fā)展中,TLR4也起到一個重要的作用。

    研究表明TLR4可能通過多種機(jī)制激活多種配體參與IgAN患者腎組織損傷[13-14]。TLR4信號通路激活后可引起相關(guān)細(xì)胞因子表達(dá)上調(diào),導(dǎo)致腎組織炎癥反應(yīng),損傷的腎組織又可暴露纖維蛋白原及黏連蛋白等TLR4內(nèi)源性配體,誘導(dǎo)TLR4的表達(dá),形成惡性循環(huán)[15]。本研究通過構(gòu)建大鼠IgAN模型,檢測TLR4在腎組織中表達(dá)較正常對照組明顯增加,主要表達(dá)于腎小球系膜細(xì)胞及腎小管上皮細(xì)胞中,提示在IgAN的發(fā)病中,TLR4信號通路是一個重要途徑。在2型糖尿病患者中研究發(fā)現(xiàn)TLR4表達(dá)增加,且與內(nèi)毒素HSP60及HMGB1呈正相關(guān),TLR4信號導(dǎo)致細(xì)胞因子水平升高,這其中就包括了IL-1[16]。本研究也觀察到IgAN大鼠中IL-1和TLR4有較大關(guān)聯(lián),隨著TLR4的表達(dá)增加上調(diào)了IL-1在體內(nèi)的表達(dá)而引起炎癥反應(yīng)。

    活性維生素D3不僅是調(diào)節(jié)體內(nèi)鈣磷代謝平衡的重要激素,活性維生素D3可通過通過阻斷腎素-血管緊張素系統(tǒng)、直接抑制炎癥因子分泌、調(diào)節(jié)免疫、減少細(xì)胞外基質(zhì)沉積和保護(hù)足細(xì)胞等對腎臟起到保護(hù)作用[17-19]。LI[17]研究活性維生素D3也能抑制腎成纖維細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)化,具有抗系膜細(xì)胞增殖的活性,減輕腎間質(zhì)纖維化,對腎臟起保護(hù)作用,延長患者生存率。BAEKE等[20]研究發(fā)現(xiàn),活性維生素D3能夠抑制單核細(xì)胞的TLR4 mRNA和蛋白的表達(dá),且該作用呈時間和劑量依賴性。PANICHI等[21]的研究表明活性維生素D3具有抑制IL-1、IL-6及TNF-α等遞質(zhì)的作用,從而能夠顯著減少系膜增生性腎小球腎炎大鼠模型的蛋白尿。由上可知,活性維生素D3具有阻抑慢性腎臟疾病進(jìn)行性發(fā)展的潛能。本研究結(jié)果顯示,應(yīng)用活性維生素D3干預(yù)治療后可以減少IgAN大鼠尿白蛋白排泄率,改善腎功能,減輕腎臟的病理改變,腎組織中TLR4的表達(dá)較模型組明顯下降,其炎性因子IL-1的表達(dá)同時間點較模型組有所下降。其作用機(jī)制可能是通過TLR4路徑抑制炎性因子的表達(dá)。因此,可以進(jìn)一步以TLR4為靶點,阻斷或抑制其表達(dá),觀察TLR4的具體變化,尋找表達(dá)變化中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),并針對關(guān)鍵因素進(jìn)行臨床研究,可能為臨床藥物開發(fā)提供新的思路。

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    (張立芳 編輯)

    Effects of 1,25-dihydroxyvitamin D3 on renal expression of TLR-4 in IgAN rats

    Ying WANG,Guo-ping WANG,Bi-min LI
    (Department of Nephrology,the First Affiliate Hospital of Nanchang University, Nanchang,Jiangxi 330006,P.R.China)

    【Objective】To explore possible renal protective effect of 1,25-dihydroxyvitamin D3 on IgAN rats.【Methods】Fifty rats were randomized into 3 groups,the normal control group(group NC)(n=10),IgAN group (group MC)(n=20),IgAN rats treated with 1,25-dihydroxyvitamin D3(Intervention group)(n=20).After 4 and 8 weeks treatment,24 h urine protein,serum creatinine and serum albumin were detected.ELISA was used to monitor the expressions of interleukin-1(IL-1)protein in plasma.Immunohistochemical staining was used to monitor the expressions of Toll-like receptor 4(TLR4)protein in renal tissue.【Results】①24 h urine protein and serum creatinine in the intervention group were significantly lower than those in the MC group(P<0.05);②TLR4 protein expression in MC group was significantly higher than that in NC group(P<0.05),and the expression in the intervention group was significantly lower than that in MC group(P<0.05);③IL-1 expression in the MC group was significantly higher than that in NC group(P<0.05);IL-1 expression in the intervention group was significantly lower than that in MC group(P<0.05).【Conclusion】1,25-dihydroxyvitamin D3 has some renal protective effect on IgAN rats, partly by down-regulating TLR4 in renal tissue.

    IgAN;1,25-dihydroxyvitamin D3;Toll-like receptor 4;interleukin-1;rat

    R-332;R692

    A

    1005-8982(2015)25-0025-05

    2014-12-17

    李弼民,E-mail:lbmjx@163.com

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