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目的:探究高同型半胱氨酸血症(hyperhomocysteinemia,HHcy)在急性肾损伤(Acute kidney injury,AKI)中的作用以及是否通过介导线粒体损伤途径促进AKI的发展。方法:1、动物实验:(1)将42只雄性C57BL/6小鼠随机分为常规饲料组(Regular diet,n=21)和高蛋氨酸饲料组(High Methionine diet,H-Met diet,n=21)。(2)高蛋氨酸饲料喂养3周后采小鼠尾静脉血检测血清同型半胱氨酸(Homocysteine,Hcy)水平,若Hcy>15μmol/L则HHcy造模成功。(3)将Regular diet和H-Met diet再分别细分为对照组(Control组,n=7)、顺铂处理1天组(Cisplatin 1d组,n=7)、顺铂处理3天组(Cisplatin 3d组,n=7)。Cisplatin组小鼠单次腹腔注射顺铂(24mg/kg),对照组给予同等剂量的0.9%生理盐水。(4)采用比色法检测血清肌酐。(5)利用苏木素-伊红(Hematoxylin-eosin,HE)染色和高碘酸雪夫(Periodic acid-Schiff,PAS)染色,观察肾小管病理改变情况,对肾小管损伤进行评分。(6)通过TUNEL检测肾小管TUNEL+细胞的数量,利用Western blot检测凋亡相关分子(Cleaved-caspase 3、caspase 12)的表达,评估肾小管上皮细胞凋亡情况。(7)采用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,q RT-PCR)检测肾脏组织中线粒体DNA(mitochondria DNA,mt DNA)拷贝数的含量。(8)通过Western blot检测肾脏组织ATPβ,胞浆细胞色素C(Cytochrome C,Cyt c)的蛋白表达水平。(9)采用免疫组化(Immunohistochemistry,IHC)检测肾小管γH2AX的表达,并统计γH2AX阳性细胞数。2、细胞实验:(1)给予1m M Hcy刺激大鼠肾小管上皮细胞(NRK-52E)0h、4h、8h、16h,收集不同时间段的细胞,通过Western blot检测caspase 3、caspase 12、胞浆Cyt c、ATPβ、γH2AX的表达水平。(2)NRK-52E给予1m M Hcy刺激16h为Hcy组;给予10μM线粒体抑制剂(Mdivi-1)干预1h后,再加入1m M Hcy共同培养16h为Hcy+Mdivi-1组;只加入10μM线粒体抑制剂为Mdivi-1组;给予同等剂量的DMSO为对照组(Control组)。采用流式细胞术(Annexin V-APC/PI)检测各组细胞凋亡情况。使用q RT-PCR检测各组细胞mt DNA拷贝数的变化。通过Western blot检测细胞凋亡分子(caspase 3、caspase 12),线粒体损伤标志物(ATPβ、Cyt c)以及DNA损伤标志物(γH2AX)的表达变化。结果:1、动物实验结果显示:(1)与Regular diet组相比,H-Met diet组小鼠血清Hcy水平明显升高[(10.90±1.62)vs(49.56±14.08)μmol/L,P<0.05]。(2)在顺铂处理1天或者3天后,与Regular diet组相比,H-Met diet组血清肌酐及肾小管损伤评分明显增加[(1.01±0.21)vs(1.69±0.36)mg/d L,(3.08±0.46)vs(4.71±1.07)mg/d L,P<0.05]。(3)腹腔注射24mg/kg顺铂后,H-Met diet组小鼠肾脏组织中Cleaved-caspase 3、caspase 12的表达和肾小管上皮细胞中TUNEL+细胞的数量均明显高于Regular diet组(P<0.05)。(4)经顺铂处理的H-Met diet组小鼠与Regular diet组相比,肾脏组织中mt DNA水平明显降低(P<0.05)。(5)顺铂处理后,H-Met diet组小鼠肾脏组织中ATPβ的表达略低于Regular diet组,但差异无统计学意义(P>0.05),而H-Met diet组小鼠肾脏组织中γH2AX阳性细胞数明显高于Regular diet组,同时Hcy水平的升高加速了小鼠肾脏线粒体中Cyt c向胞浆的释放。2、细胞实验结果显示:(1)与0h相比,1m M Hcy刺激16h后,NRK-52E细胞中凋亡相关分子(caspase 3、caspase 12)以及DNA损伤标志物(γH2AX)的表达明显升高(P<0.05),ATPβ的表达明显降低(P<0.05),并且加速了线粒体中Cyt c向胞浆的释放。(2)加入10μM Mdivi-1刺激NRK-52E细胞后能明显降低Hcy诱导的细胞凋亡、线粒体损伤以及DNA损伤(P<0.05)。结论:高同型半胱氨酸血症可能通过线粒体损伤途径增加了肾小管上皮细胞的凋亡,从而促进急性肾损伤的发展。