水通道蛋白在脓毒症大鼠肾脏动态变化的实验研究

摘要

目的：
　　 水通道蛋白(AQPs)是肾脏重吸收水分和浓缩尿液从而维持机体水平衡的主要分子基础。已知肾脏分布有AQP1～4、AQP6～8、AQP11等8种水通道蛋白亚型，主要集中在近曲小管、集合管及亨利袢的细段。AQP1是最具有水通透性的蛋白，介导原尿中的水分重吸收。肾脏AQP2含量最多，在调节肾脏水代谢平衡中发挥重要作用。许多肾脏疾病均与AQP1、AQP2的异常表达有关。脓毒症是指因感染引起的全身性炎症反应，肾脏是脓毒症多器官功能障碍的主要“靶器官”之一，急性肾脏损伤(AKI)是脓毒症危重病患者的常见合并症。目前，国内外对脓毒症时肾脏AQPs的表达与肾功能损害的关系研究较少。本实验利用脓毒症大鼠模型，动态地观察脓毒症肾损伤时大鼠肾脏AQP1、AQP2及其mRNA的变化，探讨肾脏AQPs的表达与AKI时水代谢紊乱的关系。
　　 方法：
　　 采用盲肠结扎穿孔法(CLP)建立脓毒症大鼠模型。将6周龄雄性Wistar大鼠64只，随机分为假手术组和手术组各32只，每组分为3h、6h、12h和24h四个亚组，各8只。术后分别留取尿液、血液、肾脏标本。观察尿量、尿渗透压和肾功能变化，采用免疫组化方法检测AQP1、AQP2的蛋白表达，实时荧光定量PCR方法检测AQP1mRNA、AQP2mRNA表达，HE染色光镜观察肾脏病理变化。
　　 结果：
　　 1、肾功能测定结果与假手术组比较，大鼠CLP术后，血肌酐和尿素均于6h开始逐渐升高，24h达峰值，各时间点之间差异有显著性(P<0.05)。假手术组各时间点之间差异无显著性(P>0.05)。
　　 2、尿量变化大鼠CLP术后3h，尿量较假手术组明显减少，6h以后尿量逐渐增多，24h最多，与假手术组比较差异有显著性(P<0.05)。假手术组各时间点之间，尿量无显著性差异(P>0.05)。
　　 3、尿渗透压与假手术组比较，大鼠CLP术后3h，尿渗透压明显增高，6h以后尿渗透压逐渐下降，24h达最低，两组差异有显著性(P<0.05)。假手术各时间点之间，尿渗透压差异无显著性(P>0.05)。
　　 4、肾脏病理变化手术组术后24h肾脏大体病理变化明显，肉眼观肾脏表面色泽暗红，可见包膜下点状、片状出血，触之较硬，弹性差。光镜下手术组3h、6h肾脏结构无明显变化；12h肾小球结构基本正常，肾脏近端小管轻度水肿，管腔结构不清楚，局部细胞核溶解；24h肾小球球襻融合、细胞结构不清，肾小管管壁上皮细胞之间间隔消失、细胞核消失，肾间质有点灶状炎细胞侵润。
　　 5、AQPs基因的实时定量PCR检测结果
　　 (1)AQP1mRNA的表达：手术组各时间点AQP1mRNA均有表达，各时间点之间表达呈下降趋势，即6h开始下降，12h表达明显下降，24h下降最低(P<0.05)。手术组与假手术组相比，12h、24h时点AQP1基因表达明显减少，两组之间差别有显著性(P<0.05)。假手术组各时间点之间差异无显著性(P>0.05)。
　　 (2)AQP2mRNA的表达：手术组大鼠各时间点AQP2mRNA均有表达，随CPL术后时间的延长呈下降趋势，12h最低，各时间点之间差异有显著性(P<0.05)。与假手术组比较，AQP2mRNA的表达3h显著增高(P<0.05)，12h、24h明显减低(P<0.05)。假手术组各时间点之间无显著性差异(P>0.05)。
　　 6、AQPs的免疫组化检测结果
　　 (1)AQP1蛋白表达：手术组各时间点AQP1蛋白表达呈下降趋势，即随着CPL术后时间的延长，AQP1蛋白表达明显减少，24h达最低(P<0.05)。与假手术组相比，6h、12h、24h时相的AQP1表达均降低，两组间差异有显著性(P<0.05)。假手术组各时间点AQP1蛋白表达差异无显著性(P>0.05)。
　　 (2)AQP2蛋白表达：各组AQP2蛋白均在肾脏近端小管和集合管表达，肾小球和肾间质未见表达。手术组AQP2蛋白在CLP术后12h下降，24h表达最少(P<0.05)。与假手术组比较，12h、24h两时间点表达显著下降(P<0.05)。
　　 7、AQP1、AQP2分别与尿量、尿渗透压的相关性分析显示：手术组大鼠肾脏AQP1、AQP2分别与尿量呈负相关(P<0.05)，与尿渗透压呈正相关(P<0.05)。
　　 结论：
　　 1、脓毒症大鼠AQP1、AQP2蛋白及mRNA的表达随术后时间的延长逐渐减少，尿量增多，尿渗透压降低。AQP1和AQP2蛋白表达下调是导致脓毒症尿浓缩功能障碍的主要病理机制之一。
　　 2、AQP1和AQP2基因通过调节AQP1、AQP2蛋白的表达，参与肾脏水代谢的调节；AQP1、AQP2基因的表达异常是导致脓毒症肾损伤水代谢紊乱的重要原因。

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综述 肾脏水通道蛋白的研究进展

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