大黄酸对糖尿病大鼠肾组织中MMP-9/TIMP-1比值及AP-1表达的影响

摘要

研究背景:
　　 糖尿病肾病(diabetic nephropathy,DN)已成为引起终末期肾病(End-stage renal disease,ESRD)的主要因为之一,其主要病理改变为肾间质纤维化。细胞外基质(Extracellular matrix,ECM)堆积是肾间质纤维化的核心,而肾小管上皮细胞-肌成纤维细胞转分化(tubularepithelial myofibroblast transdifferentiation,TEMT)在肾间质纤维化中发挥着重要作用。
　　 基质金属蛋白酶-9(Matrix metalloproteinases-9,MMP-9)可降解包括Ⅳ型胶原在内的多种细胞外基质成分。金属蛋白酶组织抑制剂-1(tissue inhibitor of metalloproteinase-1,TIMP-1)作为MMP-9的抑制物可与其特异性结合,保持动态平衡。而MMP-9/TIMP-1比值影响着细胞外基质的降解状态。
　　 激活蛋白-1(activator protein.1,AP-1)是由Fos蛋白和Jun蛋白组成的转录因子,参与多种生长因子和细胞因子的转录调控,在细胞中发挥多种重要作用。在肿瘤的研究中发现AP-1的活化可增强MMP-9的表达,促进肿瘤细胞的侵袭与迁移[1.2]。但肾小管间质病变中,AP-1呈何种改变尚少见报道。
　　 大黄酸(Rhein)作为大黄的主要有效成分,己被证实对肾脏有保护作用。我们的前期研究发现,大黄酸可以抑制TEMT的发生,但其作用是否通过调节AP-1表达及MMP-9/TIMP-1比值,抑制TEMT及纤维化的进展尚不清楚。
　　 目的:
　　 1.观察糖尿病大鼠肾小管上皮细胞MMP-9/TIMP-1比值及AP-1表达的变化,以及两者之间的相关性。
　　 2.以缬沙坦干预作为阳性对照,观察大黄酸干预对TEMT的影响,以及干预后MMP-9/TIMP-1比值及AP-1表达的变化。探讨大黄酸肾脏保护的可能机制。
　　 方法:
　　 8周龄健康雄性Wistar大鼠,随机分为正常组(12只),糖尿病组(12只)、大黄酸组(12只)及缬沙坦组(12只)。糖尿病组、大黄酸组及缬沙坦组均采用链脲佐菌素(STZ)55 mg/kg一次性腹腔注射方法诱导糖尿病大鼠模型,待造模成功后大黄酸组每日予大黄酸100 mg/kg/d(以羟基纤维素钠溶解成混悬剂)灌胃。缬沙坦组每日予缬沙坦30mg/kg/d(以羟基纤维素钠溶解成混悬剂)灌胃。正常组和糖尿病组给予等量羟基纤维素钠溶液(约2.0ml)灌胃。
　　 分别于第8、16周末,每组各处死6只大鼠,处死前称体重,检测尿蛋白及血肌酐水平。处死大鼠,肾脏原位灌洗后,取肾组织,石蜡切片。Masson染色方法观察肾间质胶原相对面积,免疫组织化学方法检测E-cadherin、α-SMA、MMP-9、TIMP-1及AP-1的表达水平。采用Pearson相关性分析法分析各组大鼠肾小管上皮细胞AP-1表达与MMP-9/TIMP-1比值的相关性。
　　 结果:
　　 1.与正常组相比,糖尿病大鼠肾间质胶原相对面积增加,肾小管上皮细胞E-cadherin表达减少、α-SMA表达增加(P<0.05)。与糖尿病组比,大黄酸组及缬沙坦组大鼠肾间质胶原相对面积减少,E-cadherin表达增加、α-SMA表达减少(P<0.05),大黄酸组与缬沙坦组之间无明显差异(P>0.05)。
　　 2.与正常组相比,糖尿病大鼠肾小管上皮细胞MMP-9、TIMP-1表达随病情发展呈进行性升高,MMP-9/TIMP-1比值呈逐渐降低趋势。与糖尿病组比,大黄酸组及缬沙坦组大鼠肾小管上皮细胞MMP-9、TIMP-1的表达降低,MMP-9/TIMP-1比值降低幅度减小(P<0.05),大黄酸组与缬沙坦组之间无明显差异(P>0.05)。
　　 3.与正常组相比,糖尿病大鼠肾小管上皮细胞AP-1的表达随病情发生呈进行性升高(P<0.05)。与糖尿病组比,大黄酸组及缬沙坦组AP-1的表达降低(P<0.05),大黄酸组与缬沙坦组之间无明显差异(P>0.05)。
　　 4.糖尿病三组大鼠肾小管上皮细胞中AP-1表达与MMP-9/TIMP-1比值呈负相关。8周时r=-0.693,P<0.01；16周时r=-0.612,P<0.01。结论:
　　 1.糖尿病肾病(DN)大鼠病变进展中存在TEMT。
　　 2.DN大鼠TEMT过程中,肾小管上度细胞AP-1表达增强,MMP-9/TIMP-1比值失衡,两者呈负相关。
　　 3.大黄酸可减低DN大鼠肾小管上皮细胞AP-1的异常高表达,改善MMP-9/TIMP-1比值的失衡,阻抑TEMT的进展,其作用与缬沙坦相当。