益肾活血方调控UUO大鼠肾组织细胞焦亡抗肾纤维化的作用机制研究

目的:肾脏纤维化(Renal fibrosis,RF)是几乎所有的慢性肾脏疾病(Chronic kidney disease,CKD)进展中重要的通路,但关于肾纤维化的具体作用机制尚未完全阐述点击此处明晰。本实验采用HE、Masson、TUNEL、Western Blot、ELISA技术研究益肾活血方对单侧输尿管结扎(Unilateral ureteral obstruction,UUO)诱导大鼠肾纤维化模型细胞焦亡的影响,为治疗慢性肾脏病的道路上提供新的视角。方法:实验中选用清洁级雄性SD大鼠50只,随机分为假手术组,模型组,氯沙坦钾组,益肾活血方低剂量组、益肾活血方中剂量组、益肾活血方高剂量组,其中每组各8只。造模后第1天(d1),假手术组、UUO组予以生理盐水灌胃,益肾活血方(低、中、高)剂量组分别予以益肾活血方(9.03、18.06、36.12)g·kg~(-1)·d~(-1)灌胃,氯沙坦钾组予以氯沙坦钾50 mg·kg~(-1)·d~(-1)灌胃,各组予每日灌胃1次。连续灌胃14天后处死取材,观察各组大鼠的一般情况(毛发、饮食、精神及行为状态、手术伤口感染、体重、双侧肾重等情况)变化,HE染色观察肾脏病理结构改变,Masson染色检测肾脏纤维化程度,TUNEL染色观察肾组织肾小管上皮细胞焦亡情况,Western Blot检测NLRP3、ASC、Caspase-1、GSDMD焦亡蛋白的表达水平情况,ELISA检测血清IL-1β含量情况。结果:1.大鼠一般情况结果:假手术组大鼠毛发紧密光亮,饮食正常,反应灵敏,活动正常,两肾脏体积大小及外形均正常,体重增长速度快。UUO模型组大鼠均出现食欲下降、精神萎靡,行为暴躁不安、弓背蜷缩、活动减少、毛发失光、体重增长速度慢、肾系数明显增加的改变(P﹤0.05)。益肾活血方与氯沙坦钾干预后均能降低大鼠的饮水量,提高活动度、体重有不明显的增加,肾系数明显减少(P﹤0.05)。2.HE染色结果:假手术组大鼠肾脏组织在显微镜下观察结构正常,无特异性改变,轮廓清晰可见,肾小管排列整齐,管腔无扩大或缩小,间质区域未见及炎症细胞渗出,未见细胞坏死。模型组大鼠肾脏结构不规则,肾小球边界不清,肾小管排列紊乱无序,部分肾小管扩大,肾间质扩宽,与假手术组相比可见大量炎性细胞浸润。氯沙坦钾组大鼠可见间质的炎性细胞浸润程度相比模型组明显减轻,肾小球结构形态有了一定程度的改善。益肾活血方(低、中、高)剂量组大鼠可见间质间的炎症细胞浸润程度、肾间质肿胀情况明显减轻,肾小球形态结构、肾小管萎缩或管腔扩大情况明显改善。3.Masson染色结果:假手术组大鼠可观察到肾脏结构皮质与髓质部分无异常改变,肾小管与肾小球形态结构均正常,肾间质间可见及少量胶原纤维存在。与假手术组相比,模型组大鼠肾脏组织结构发生明显改变,Angiogenic biomarkers肾小管萎缩,肾间质扩宽,出现大量的蓝色胶原纤维聚集,纤维化面积明显增多(P﹤0.05)。与模型组相比,氯沙坦钾组大鼠可见肾小管结构排列整齐度相对明显改善,肾小球结构较为清晰规则,肾组织间质蓝色胶原纤维化面积明显减少(P﹤0.05)。益肾活血方(低、中、高)剂量组大鼠可见肾小球及肾小管形态结构病变情况减轻,肾间质炎症细胞浸润与纤维化面积明显缩小。与氯沙坦钾组相比,益肾活血方(中、高)剂量组胶原纤维化面积变化差异无统计学意义(P﹥0.05);与益肾活血方低剂量组相比,益肾活血方(中、高)剂量组的大鼠纤维化面积变化差异具有统计学意义(P﹤0.05);与益肾活血方中剂量组相比,益肾活血方高剂量组的大鼠纤维化面积显著减少(P﹤0.05)。4.TUNEL染色结果:假手术组大鼠可见肾脏组织细胞核大呈圆形,未见到明显炎症浸润,可见少量阳性细胞;与假手术组相比,模型组肾脏组织细胞阳性率显著升高,可见明显细胞焦亡(P﹤0.05);与模型组相比,氯沙坦钾组、益肾活血方(低、中、高)剂量组炎症浸润明显减少,部分逆转了肾脏组织细胞焦亡的发生(P﹤0.05);与氯沙坦钾组相比,益肾活血方(低、中)剂量组阳性率较高,益肾活血方高剂量组阳性率较低(P﹤0.05);与益肾活血方低剂量相比,益肾活血方(中、高)剂量阳性率均降低(P﹤0.05);与益肾活血方中剂量相比,益肾活血方高剂量抑制细胞焦亡效果更佳(P﹤0.05)。5.Western Blot检测结果:与假手术组相比,模型组NLRP3、Caspase-1、ASC、GSDMD蛋白的表达水平明显上调(P﹤0.05);与模型组相比,氯沙坦钾组、益肾活血方(低、中、高)剂量组均可下调NLRP3、Caspase-1、ASC、GSDMD蛋白的表达量(P﹤0.05),其中益肾活血方高剂AG-221 IC50量组下调Caspase-1、ASC最显著(P﹤0.05),氯沙坦钾组下调NLRP3、GSDMD最显著(P﹤0.05)。6.ELISA检测结果:与假手术组相比,模型组肾脏组织的血清IL-1β炎症因子表达水平明显上调(P﹤0.05);与模型组相比,氯沙坦钾组、益肾活血方(低、中、高)剂量组均可下调IL-1β炎症因子的表达水平,其中益肾活血方高剂量组的下调作用最为显著(P﹤0.05)。结论:1.单侧输尿管梗阻模型可诱导肾脏组织中焦亡蛋白NLRP3、ASC、Caspase-1、GSDMD过表达,释放IL-1β炎症因子,严重损伤肾脏。2.益肾活血方能通过抑制NLRP3/Casapse-1/GSDMD通路,减少诱导肾小管上皮细胞焦亡,发挥抗RF的作用。