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2,3,7,8-四氯二苯并二噁英所致先天性肾积水的发生机制及其预防的实验研究

刘明学  
【摘要】: 目的:研究2,3,7,8-四氯二苯并二噁英(2,3,7,8- tetrachlorodibenzodioxin, TCDD)所致先天性肾积水的发生机制,以及槲皮素对先天性肾积水的预防作用。 方法:1.利用TCDD诱导建立小鼠先天性肾积水动物模型。在C57BL/6J孕鼠第12个妊娠日(gestational day, GD),实验组以TCDD(25μg/kg)灌胃,对照组以玉米油灌胃。GD18,统计胎鼠数及存活率;解剖胎鼠,观察畸形发生情况。对孕鼠及胎鼠的各主要脏器进行组织学检查,并对胎鼠的肾脏及输尿管进行超微结构观察。 2.采用比较蛋白质组学方法探讨TCDD致小鼠先天性肾积水的分子机制。GD12,TCDD组C57BL/6J孕鼠以TCDD(25μg/kg)灌胃,对照组孕鼠以玉米油灌胃。GD18,取胎鼠上尿路,提取组织总蛋白,进行双向凝胶电泳,图像分析两组间差异表达的蛋白质点,将差异明显的蛋白质点进行质谱分析后于数据库中检索鉴定,并应用免疫组化方法对鉴定出的蛋白质进行验证。体外培养GD12的胎鼠泌尿系统, Prx 1组加peroxiredoxin 1(Prx 1)蛋白(终浓度为1:100),对照组加等量培养基,培养6天后,进行组织学检查,了解输尿管粘膜上皮增殖情况及输尿管管腔有无狭窄。 3.观察槲皮素对小鼠先天性肾积水的预防作用。GD12,C57BL/6J孕鼠随机分为四组:对照组以玉米油灌胃,TCDD组以TCDD(25μg/kg)灌胃,槲皮素组以槲皮素(100 mg/kg)灌胃,TCDD+槲皮素组以槲皮素(100 mg/kg)及TCDD(25μg/kg)灌胃。GD18,统计胎鼠数及存活率,检查畸形发生情况,并留取胎鼠泌尿系统作组织学观察及免疫组化检测。 结果:1.实验组胎鼠双侧肾积水及上段输尿管积水发生率为100%(3级肾积水为86.2%,4级肾积水为13.8%)。实验组胎鼠肾间质纤维化,中下段输尿管粘膜移行上皮增生,管腔变窄,肾小管上皮细胞肿胀,结构模糊,可见膜性结构破裂,输尿管上皮细胞核大,核仁明显,靠边,染色质丰富,常染色质发达,异染色质少。对照组胎鼠肾脏及输尿管未见异常。实验组胎鼠肾积水发生率高于对照组(P0.01)。 2.经双向电泳、质谱分析及数据库查询后,最终在肾积水胎鼠上尿路中鉴定出12种表达增强的蛋白质,分别是:Prx 1蛋白、钙粘蛋白6、γ-肌动蛋白、根蛋白、结蛋白、II型转化生长因子β受体、嗜铬颗粒蛋白B、血清白蛋白前体、转铁蛋白、假说蛋白LOC70984、Lipk蛋白和锌指蛋白336。免疫组化结果显示,Prx 1蛋白在肾积水胎鼠输尿管粘膜上皮表达增强。经体外培养6天后,与对照组相比,Prx 1组输尿管粘膜上皮增生明显,上皮层增厚,输尿管管腔狭窄(P0.01)。 3.槲皮素对小鼠先天性肾积水的预防作用。各组孕鼠每日体重增长无显著差异(P0.05),一般情况正常,无流产及早产,产仔数无显著差异(P0.05);各组胎鼠体重无显著差异(P0.05),均为活胎,无死胎及吸收胎。对照组及槲皮素组胎鼠无肾盂及上段输尿管积水发生。TCDD组胎鼠双侧肾盂及上段输尿管积水发生率为100%(3级肾积水84.1%,4级肾积水15.9%),TCDD+槲皮素组为13.4%(均为3级肾积水),差异具有显著性(P0.05)。免疫组织化学检测结果:对照组与槲皮素组胎鼠输尿管粘膜上皮Prx 1蛋白均呈阴性表达;在TCDD组及TCDD+槲皮素组具有肾积水的胎鼠输尿管粘膜上皮呈阳性表达。TCDD组胎鼠输尿管粘膜上皮Prx 1蛋白阳性表达率(100%)高于TCDD+槲皮素组(13.4%),差异具有显著性(P0.05)。 结论:1.TCDD诱导出的C57BL/6J胎鼠双侧肾积水动物模型在病理学表现上与人类肾盂输尿管连接处梗阻(ureteropelvic junction obstruction, UPJO)相似,适用于UPJO的病因学及发病机制等方面的研究。 2.TCDD致胎鼠肾积水的分子机制与Prx 1蛋白密切相关:TCDD通过诱导胎鼠氧化应激,使Prx 1蛋白反应性升高以对抗氧化应激,同时刺激输尿管粘膜上皮增生,致使其管腔变窄,产生不全性梗阻导致肾积水。 3.槲皮素能有效降低TCDD所致胎鼠肾积水的发生率,其对小鼠先天性肾积水的预防作用与抑制胎鼠输尿管粘膜上皮Prx 1蛋白表达有关。


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