新型双膦酸盐抑制5/6肾切除大鼠血管钙化的疗效观察

摘要

每年世界上大约有10％-13％的人患慢性肾脏病，心血管疾病是慢性肾脏病患者死亡的首要原因，终末期。肾衰竭并发心血管疾病的病死率是年龄匹配普通人群的10-20倍。终末期肾衰竭并发高血磷介导的血管钙化和由此导致的血管硬化是慢性肾衰竭心血管疾病并发症的重要原因，与慢性肾脏病患者心血管疾病的高发病率、高病死率密切相关。高血磷介导慢性肾脏病患者血管钙化的机制目前尚不十分清楚，临床上药物治疗慢性肾脏病患者的血管钙化也十分不理想，寻找有效治疗药物已成为临床上亟待解决的问题。因此，我们从细胞实验和动物实验对6种新型双膦酸盐抑制大鼠血管钙化的疗效进行了研究。本研究分为四个部分：一、大鼠胸主动脉血管平滑肌细胞的体外原代及传代培养；二、新型双膦酸盐干预高磷培养大鼠血管平滑肌细胞钙化的细胞实验筛选；三、5/6肾切除大鼠加高磷饮食建立慢性肾衰致血管钙化动物模型；四、新型双膦酸盐抑制5/6肾切除大鼠血管钙化的疗效观察。
　　 一、大鼠胸主动脉血管平滑肌细胞的体外原代及传代培养
　　 大鼠胸主动脉血管平滑肌细胞获得经济来源方便，适合培养和实验。血管平滑肌细胞的体外原代及传代培养，主要的方法有酶消化法和组织块贴壁法，不同的培养方法有其自身的复杂性，优势，劣势和实用性。酶消化法细胞消化酶消化时间难以控制，需要大量价格昂贵的消化酶，细胞获得量不稳定，但容易获得分化形态良好的细胞和收缩表型细胞；组织块贴壁法虽然原代细胞需要较长时间才能达到传代且失败率较高，但可以得到大量的同质传代血管平滑肌细胞，并能保持在体外对血管平滑肌细胞的基本特征，非常适合细胞需要大量的实验。我们成功的运用组织块贴壁法在体外培养了大鼠胸主动脉血管平滑肌细胞，是研究血管钙化的一种好而且实用的细胞材料。
　　 二、新型双膦酸盐干预高磷培养大鼠胸主动脉血管平滑肌细胞钙化的细胞实验筛选
　　 我们选择生长良好的第3代大鼠胸主动脉血管平滑肌细胞，调整细胞密度接种于6孔培养板。细胞融合致75％-80％后，加入高磷(Pi2.5mmol/L)诱导血管平滑肌细胞钙化，并同时分浓度梯度进行双膦酸盐干预培养3天，干预完毕后通过甲酚酞络合酮法定量测定细胞外基质中的钙含量，大鼠胸主动脉血管平滑肌细胞vonKossa染色定性研究，观察新型双膦酸盐对高磷培养大鼠胸主动脉血管平滑肌细胞钙化的抑制并与经典双膦酸盐帕米膦酸钠比较，对新型双膦酸盐进行筛选，筛选出的新型双膦酸盐进一步进行动物实验，同时对双膦酸盐抑制高磷培养血管平滑肌细胞钙化的机制进行初步的探讨。
　　 三、5/6肾切除大鼠加高磷饮食建立慢性肾衰致血管钙化动物模型
　　 根据病因、发病机制和防治研究的不同，选择不同模型对于阐明不同病因引起的血管钙化的发病机制及临床防治血管钙化及新药的研发具有重要的意义。常用的制备血管钙化动物模型方法如药物诱导、基因敲除、高脂和高胆固醇喂养近交系培育等，虽然制备过程各有其自身的复杂性，优势，劣势和实用性，但从致病机制角度上讲并不适用于模拟慢性肾衰竭钙磷代谢紊乱所引起的血管钙化的研究。因此，我们在沿用致病机制思路的基础上，采用SD大鼠一步法5/6肾切除并同时予以高磷饮食模拟慢性肾衰竭患者钙磷代谢紊乱所致的血管钙化。28天后手术组出现血肌酐、尿素氮明显增高，低血钙，高血磷等慢性肾衰症状，并通过病理观察确认了5/6肾切除大鼠慢性肾衰模型的建模成功，通过大鼠主动脉血管病理vonKossa染色观察了血管钙化的存在，为动物实验打下基础。
　　 四、新型双膦酸盐抑制5/6肾切除大鼠血管钙化的疗效观察。
　　 对于药物实验来讲，体外和体内实验各有自己的优点、缺点和适用性：在体外实验中，人造环境和体内环境有一定的不同，利用简单，快捷，经济，使用少量药物短的时间内获得大量的实验数据，假阳性率高是其最主要的缺点；体内筛选实验中，作为一个整体的环境条件下的实验数据，其结果的可信性较高，临床疗效的可预测性较高，通常时候，体内实验结果有效，在临床实践中也有效。体内实验结果与临床观察结果的相关率较高，假阳性率和假阴性率都很低，缺点是实验程序繁琐，周期长，成本高，需要大量的实验药物。
　　 在前面的研究中，我们通过细胞实验筛选出了一种新型双膦酸盐，初步探讨了双膦酸盐抑制高磷培养大鼠主动脉平滑肌细胞钙化的机制，并成功建立了慢性肾衰钙磷代谢紊乱血管钙化动物模型。在这部分中，我们将在动物体内观察新型双膦酸盐对5/6肾切除大鼠血管钙化的抑制作用，以及与经典双膦酸盐帕米膦酸钠钙化抑制效果的比较，对新型双磷酸盐在防治转血管钙化方面进行了初步研究。
　　 综上所述，我们通过对新型双膦酸盐的细胞实验筛选和动物实验疗效的观察证实，新型双膦酸盐抑制5/6肾切除大鼠血管钙化的疗效优于经典双膦酸盐帕米膦酸钠。进一步深入的研究将有助于阐明双膦酸盐抑制血管钙化的机制，并为临床有效的治疗慢性肾衰钙磷代谢紊乱介导的血管钙化提供一种新的选择，为新药的研发提供参考。