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褪黑素对慢性肾功能衰竭大鼠的保护作用及机制

沈延春

   目的:探讨褪黑素(melatonin,MEL)对5/6肾切除慢性肾功能衰竭大鼠肾脏病理形态和功能的保护作用。方法:此实验分3组:CTL组(假手术组)、STN组(5/6肾切除组)、MEL组(5/6肾切除+褪黑素(5mg/kg.d)),在40周的观察期内分8个不同的时间段对各组进行肾功能、尿蛋白排泄量、肾重/体重及残肾组织标本光镜及电镜检查,观察褪黑素对残肾的肾功能和肾脏病理形态的影响。结果:STN组1周即出现血清肌酐、尿素氮的显著升高,进入氮质血症期,40周时进入肾功能衰竭期。肾脏病理变化为:2周肾小球增大、系膜细胞轻度增生、肾小管扩张;8周系膜重度增生、间质炎细胞浸润和增宽;12周出现局灶节段性硬化的肾小球、肾间质轻度纤维化;40周时大部分肾小球纤维化和硬化、肾间质重度纤维化。MEL治疗能够部分改善肾功能,显著减少尿蛋白的排泄,延缓进入肾功能衰竭期;形态学上可以减轻系膜基质的增生、肾小球硬化和肾间质纤维化。 结论:5/6肾切除是研究局灶节段肾小球硬化和肾间质纤维化逐渐进展所致慢性肾衰竭的理想动物模型,MEL对残肾组织的功能和形态有保护作用。 第二部分褪黑素在慢性肾功能衰竭大鼠中对氧化应激、炎症反应、细胞增殖和凋亡的影响及意义 【摘要】目的:研究褪黑素(melatonin,MEL)对慢性肾功能衰竭大鼠在细胞增殖、凋亡、炎症、氧化应激方面的作用,探讨其对慢性肾功能衰竭的作用机制。方法:建立5/6肾切除慢性肾功能衰竭模型,MEL(5mg/Kg·d)使用40周,检测1周、2周、4周、8周、12周、16周、26周和40周共8个不同的时间段肾组织匀浆超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA),肾组织增殖细胞核抗原(PCNA)、细胞凋亡(TUNEL)和炎性细胞浸润(ED-1)的情况。结果:慢性肾功能衰竭大鼠残肾组织SOD活性降低、MDA显著升高;增殖和凋亡指数均升高,肾小球和肾小管的增殖/凋亡比值升高后并最终降至基线水平以下,肾间质增殖/凋亡比值一直高居不下;肾间质炎性浸润指数显著升高。与STN组比较,MEL能够减少MDA的产生,在8周后有统计学差异(p<0.05,p<0.01);能上调SOD活性,但无统计学意义(p>0.05);显著减少间质炎性细胞浸润(p<0.05,p<0.01);主要减轻16周后肾小管的凋亡、下调肾间质8周前的增殖和上调同期的凋亡。相关分析显示氧化应激、炎症与增殖和凋亡间均有显著相关性。结论:氧化应激、炎症反应、增殖和凋亡的平衡紊乱均在慢性肾功能衰竭的发病机制中起重要作用。肾小球、肾小管实质细胞的凋亡持续增加和肾间质的过度增殖最终导致肾小球硬化、肾小管萎缩和间质纤维化。褪黑素能够减轻机体的氧化应激反应,减少肾小管上皮细胞凋亡,抑制肾间质炎性细胞的浸润和增加其凋亡减轻肾间质纤维化,保护肾功能。 第三部分褪黑素对慢性肾功能衰竭大鼠凋亡相关基因及信号途径的调控 【摘要】目的:研究慢性肾功能衰竭大鼠不同时段残肾组织中细胞凋亡相关基因的的动态表达变化及其意义,褪黑素(melatonin,MEL)对肾实质细胞凋亡的调控和作用的信号途径。方法:实验分3组:CTL组(假手术组)、STN组(5/6肾切除组)、MEL组(5/6肾切除+褪黑素(5mg/kg.d)),分别在1周、2周、4周、8周、12周、16周、26周、40周采集标本,免疫组织化学进行Fas、CytC蛋白质定位和半定量分析、比色法检测caspase-8、caspase-9活性,RT-PCR和Western—blot检测残肾组织caspase-3、caspase-8、caspase-9 mRNA和蛋白质的变化、分析凋亡信号途径在模型中动态变化及褪黑素对凋亡的作用程度和调控途径。结果:STN组Fas、CytC在肾实质细胞的表达随着建模时间延长显著增加;caspase-8、caspase-9的活性升高,caspase-9上升幅度显著高于caspase-8;caspase-3、caspase-8、caspase-9 mRNA及相应蛋白质明显增加且表达趋势一致。与STN组比较,MEL组Fas、CytC表达减弱,caspase-8,-9的活性降低,caspase-3、caspase-8、caspase-9mRNA及相应蛋白质升高幅度减小,caspase-9下降幅度显著。结论:死亡受体途径和线粒体途径均参与慢性肾功能衰竭的发病过程,褪黑素通过这两条凋亡途径减少肾实质细胞凋亡,但以线粒体途径为主。……