SGLT2抑制剂对造影剂诱导的急性肾损伤的预防作用

研究背景与目的:造影剂诱导的急性肾损伤指在经血管内注射造影剂后发生的急性肾损伤,是一种常见的并发症。当前造影剂诱导的急性肾损伤的发生率约为10%,是住院患者新发急性肾损伤的第三位原因。造影剂诱导的急性肾损伤可增加患者多种不良后果,包括增加早发或晚发的心血管事件发生率,延长住院时间,增加死亡风险等,因此造影剂诱导的急性肾损伤的防治应受到临床关注。目前临床上使用水化等方法来预防造影剂诱导的急性肾损伤,但现有方法对造影剂诱导的急性肾损伤的防治效果并不令人满意,尤其在高龄、高血压、肾功能不全及心力衰竭患者中水化的方法受限。乙酰半胱氨酸和他汀类药物可能有一定的效果,但该结论仍有争议。因此我们迫切需要找到预防造影剂诱导的急性肾损伤的新方法。目前普遍认为,造影剂诱导的急性肾损伤的Tofacitinib发病机制与造影剂的毒性作用、肾脏血流动力学改变、氧化应激、内质网应激、炎症反应、细胞凋亡等关系密切,但其机制尚未完全明确。其中氧化应激处于以上机制的中心环节。造影剂由于其自身具有较高粘滞性及渗透性,会导致肾脏血流动力学的改变,引起肾脏缺血缺氧,同时延长其在肾脏的停留时间,其对细胞的毒性作用,将导致肾小管上皮细胞出现肿胀及空泡化。以上过程均产生活性氧物质,过量的活性氧物质可以直接损伤肾小管上皮细胞,也可通过抑制舒血管物质的生成及诱导细胞凋亡进一步加重肾损伤。内质网应激与氧化应激在造影剂诱导的急性肾损伤中的关系密切,造影剂在肾小管中导致的局部缺血刺激干扰内质网中蛋白的折叠,使错误折叠蛋白堆积并与内质网腔中的三种内质网应激感受器——肌醇需酶1、蛋白激酶RNA样内质网激酶和转录活化因子6竞争性结合葡萄糖调节蛋白78进而触发内质网应激通路,内质网应激通路可刺激钙离子释放并进入线粒体产生活性氧物质,过量生成的活性氧物质又可以干扰内质网中蛋白质折叠,诱发未折叠蛋白反应,加重内质网应激。当细胞经历不可逆的内质网应激将导致肾小管上皮细胞凋亡,加重肾损伤。因此,抑制内质网应激可能通过改善氧化应激减轻肾损伤。钠-葡萄糖共转运蛋白2抑制剂是一种新型的口服降糖药,在DAPA-CKD研究和CREDENCE研究等多项评价钠-葡萄糖共转运蛋白2抑制剂安全性及有效性的研究已证实钠-葡萄糖共转运蛋白2抑制剂在糖尿病和非糖尿病患者中均具有改善慢性肾脏病预后的作用,其机制可能源自钠-葡萄糖共转运蛋白2抑制剂的降压、改善动脉硬化、降尿酸、调节肾脏血流动力学、减轻炎症和氧化应激以及改善肾脏缺氧等作用。早期的部分病例报道提示钠-葡萄糖共转运蛋白2抑制剂可能有增加急性肾损伤的风险,但在后来的多项大型III期临床试验中并没有观察到任何一例钠-葡萄糖共转运蛋白2抑制剂治疗组增加了急性肾损伤的发生率。在EMPA-REG研究及DECLARE研究中,恩格列净治疗组和达格列净治疗组的急性肾损伤发生率较安慰剂组更低。在脂多糖诱导的脓毒症急性肾损伤小鼠中,钠-葡萄糖共转运蛋白2抑制剂可以逆转肾小管结构损伤,抑制败血症急性肾损伤期间肾脏中的炎症反应、氧化应激和肾小管细胞死亡,改善脂多糖诱导的脓毒症急性肾损伤。在体外和体内实验中,钠-葡萄糖共转运蛋白2抑制剂均可以通过elf2α-ATF4-CHOP通路抑制内质网应激,减少近段肾小管上皮细胞凋亡,减轻肾损伤。前人的研究已证实,钠-葡萄糖共转运蛋白2抑制剂在部分急性肾损伤中具有保护作用,然而其在造影剂诱导的急性肾损伤中的作用尚不明确。因此,本研究以C57BStudents medicalL/6J小鼠为实验对象,构建符合临床病理特征的造影剂诱导的急性肾损伤模型,给予钠-葡萄糖共转运蛋白2抑制剂——达格列净提前干预,探讨钠-葡萄糖共转运蛋白2抑制剂在预防造影剂诱导的急性肾损伤中的具体作用,以期为临床寻找新的方法预防造影剂诱导的急性肾损伤提供实验依据。材料与方法:取36只SPF级雄性C57BL/6J小鼠,随机分为6组,每组6只。分别为空白对照组(Control)、造影剂诱导的急性肾损伤组(CI-AKI)、溶剂对照组(Vehicle)、达格列净干预组(DAPA+CI-AKI):低剂量达格列净组(LD+CI-AKI)、中剂量达格列净组(MD+CI-AKI)、及高剂量达格列净组(HD+CI-AKI)。造影剂诱导的急性肾损伤模型构建方法为禁水24 h后,依次腹腔注射吲哚美辛、L-NAME,再从小鼠尾静脉注射液碘克沙醇。Vehicle组在造模干预前予以等量溶剂处理;DAPA+CI-AKI在造模前2 h分别予以低、中、高剂量达格列净灌胃。干预后24 h收集血液、尿液及肾脏标本,观察各组小鼠血清肌酐浓度、肌酐清除率、血尿素氮浓度、肾损伤分-1浓度、肾脏病理损伤、TUNEL染色、细胞凋亡相关蛋白(Bax、Bcl-2、Casepase-3、Cleaved Casepase-3)表达水平、肾脏DHE染色、血清及肾脏MDA浓度、氧化应激相关蛋白(Nrf2、HO-1)表达水平、血清及肾脏抗氧化酶(SOD、GSH)水平、内质网形态学变化及内质网应激相关蛋白(ATF6、XBP-1)表达Crizotinib体内水平的变化。结果:1.与造影剂诱导的急性肾损伤组相比,达格列净干预组各组血清肌酐浓度\血尿素氮浓度及kim-1分子浓度均明显下降(P<0.001),肌酐清除率均显著升高(P<0.001);肾脏病理损伤均有所缓解,肾小管损伤评分均明显降低(P<0.001)。2.与造影剂诱导的急性肾损伤组相比,达格列净干预组各组肾脏组织凋亡细胞均明显减少,TUNEL细胞阳性率显著降低(P<0.001),肾脏组织Cleaved-Casepase3蛋白表达水平与Casepase3蛋白表达水平比值均明显下降(P<0.001),Bcl-2蛋白含量与Bax蛋白含量比值均显著上升(P<0.05)。3.与造影剂诱导的急性肾损伤组相比,达格列净干预组各组肾脏组织ROS水平均明显降低(P<0.001),MDA含量均明显下降(P<0.001),Nrf2及HO-1蛋白表达水平均明显下降(P<0.001)。4.与造影剂诱导的急性肾损伤组相比,达格列净干预组各组血清及肾脏组织GSH浓度及SOD活力均明显升高(P<0.001)。5.与造影剂诱导的急性肾损伤组相比,达格列净干预组各组肾脏组织电镜下观察到内质网的损伤及扩张均明显减轻,ATF6及XBP-1蛋白表达均明显下降(P<0.001)。结论:1.达格列净干预改善造影剂所致的肾功能下降;减轻造影剂所致的肾脏组织病理损害;缓解造影剂所致的肾脏组织细胞凋亡。2.达格列净干预抑制造影剂所致的肾脏组织的内质网应激,改善肾脏组织的氧化应激水平,从而预防造影剂所致的急性肾损伤。