青藤碱预处理对脓毒症大鼠急性肾损伤的保护效应及其机制研究

背景急性肾损伤(AKI)是全球范围内的重大公共卫生问题,研究表明近年来AKI的发病率平均以每年2.8%的速度增长,是进展至慢性肾脏病的高危因素。脓毒症是导致AKI的常见病因,与非脓毒症AKI相比,脓毒症相关急性肾损伤(SA-AKI)患者住院时间更长、死亡风险更高、预后更差。有研究表明通过降低AKI的氧化应激水平、改善炎症环境,可以有效促进肾小管修复,从而改善肾功能,减轻肾脏损伤,降低向慢性肾脏病发展的风险。近来研究发现,青藤碱(SIN)可能通过激活核因子E2相关因子2(Nrf2)相关通路减轻氧化应激、抑制炎症反应进而改善急性肺损伤、急性肝损伤、创伤性脊髓损伤以及心肌肥厚相关并发症。但是,SIN对于SA-AKI是否具有保护作用及其可能作用机制的研究很少。目的探讨SIN预处理对脓毒症模型大鼠AKI的保护作用及其可能机制。方法本实验采用盲肠结扎穿孔(CLP)的造模方法制备脓毒症大鼠AKI模型。将24只健康SPF级SD雄性大鼠(8周龄),适应性饲养一周后,随机分为假手术组(开腹后不进行CLP)、模型组(CLP造模)、SIN低剂量组(SIN 30mg/kg灌胃预处理+CLP造模)和SIN高剂Gefitinib-based PROTAC 3采购量组(SIN 60mg/kg灌胃预处理+CLP造模),每组6只。具体如下:SIN低剂量组和SIN高剂量组分别灌胃给予SIN 30mg/kg和60mg/kg预处理,每日一次,持续一周。为避免操作刺激造成误差,同时间段内假手术组和模型组以相同频次给予1m L生理盐水灌胃。一周后,模型组、SIN低剂量组和SIN高剂量组采用CLP方法制备脓毒症AKI模型;假手术组探查到盲肠后不进行盲肠结扎和穿孔,直接进行关腹缝合。术后24小时观察大鼠一般状态并处死大鼠,采血并取肾脏。测定血清尿素氮(BUN)、肌酐(Scr)、中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(NGAL)、降钙素原(PCT)、白介素6(IL-6)、丙二醛(MDA)水平和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)、过氧化氢酶(CAT)、总超氧化物歧化酶(T-SOD)活力;HE、PAS染色观察各组大鼠肾脏组织病理学改变;Western blot检测肾脏组织中Nrf2、富含腺苷酸尿苷酸的RNA结合蛋白1(AUF1)的蛋白表达情况。记录数据并进行统计学分析。结果1、一般状态:术后24小时观察发现,假手术组毛色光滑,精神状态佳;模型组全部出现竖毛、寒战,精神状态欠佳;SIN低剂量组仅三分之一出现竖毛、寒战,精神状态一般;SIN高剂量组未出现竖毛、寒战,精神状态佳。2、肾功能改变:与假手术组相比,模型组BUN、Scr、NGAL水平均升高(P<0.05);而与模型组相比,SIN低、高剂量组BUN、Scr水平均降低(P<0.05),SIN高剂量组Nscreening biomarkersGAL水平降低(P<0.05)。3、炎症改变:与假手术组相比,模型组PCT、IL-6水平均升高(P<0.05);而与模型组相比,SIN低、高剂量组PCT、IL-6水平均降低(P<0.05)。4、氧化应激改变:与假手术组相比,模型组GSH-PX、CAT、T-SOD活力均降低,MDA含量升高(P<0.05);而与模型组相比,SIN低、高剂量组MDA含量均降低(P<0.05),SIN高剂量组GSH-PX、CAT、T-SOD活力均升高(P<0.05)。5、Nrf2、AUF1蛋白表达改变:与假手术组相比,模型组大鼠肾脏组织中Nrf2、AUF1蛋白表达量均减少(P<0.05);而与模型组相比,SIN低、高剂量组大鼠肾脏组织中Nrf2蛋白表达量均增加,SIN高剂量组大鼠肾脏组织中AUF1蛋白表达量增加(P<0.05)。6、肾脏病理改变:(1)HE染色结果显示,假手术组未见明显病理损伤;模型组肾小球毛细血管明显扩张充血,肾小球分叶结构不明显,肾小管上皮细胞明显水肿,细胞核及胞浆染色均变淡,细胞核不规则,管腔内可见蛋白样物质;SIN低剂量组仍可见肾小球毛细血管扩张充血,肾小管上皮细胞核及胞浆淡染,管腔内蛋白样物质沉积,但程度较模型组稍有减轻;SIN高剂量组肾小球毛细血管未见明显扩张充血,肾小管上皮细胞核及胞浆淡染明显减轻,肾小管管腔结构清晰可见,部分接近正常。(2)PAS染色结果显示,假手术组未见明显病理损伤;模型组可见肾小球系膜和基底膜厚度不均一,肾小管基底膜裸露,糖原蛋白沉积明显;SIN低剂量组肾小球系膜和基底膜厚度不规则,肾小管基底膜裸露,糖原蛋白沉积,但程度较模型组减轻;SIN高剂量组肾小球系膜较完整、基底膜厚度相对均匀一致,管腔周围基底膜轮廓清晰,未见明显糖原蛋白沉积。结论青藤碱预处理对脓毒症模型大鼠急性肾损伤具有保护作用,其机制可能是青藤碱上调了AUF1、Nrf2的表达,从而提高GSH-PX、CAT、T-SOD活力,降低MDA、PCTBlebbistatin浓度、IL-6水平,减轻炎症反应,发挥抗氧化应激作用。