关键词:
局灶节段性肾小球硬化
人脐带间充质干细胞
血清代谢物
免疫炎症反应
动物模型
摘要:
研究背景局灶节段性肾小球硬化(focal segmental glomerulosclerosis,FSGS)是最易导致终末期肾病(end-stage kidney disease,ESKD)的原发性肾小球疾病之一。FSGS的患病率在世界范围内逐年攀高,而免疫抑制治疗只能使40-60%的病例达到完全或部分缓解,且受剂量、毒性限制,目前治疗方法面临着困境和挑战。因此,寻找一种新的治疗方法来预防或阻止FSGS进展是医疗保健的首要任务。间充质干细胞(cord mesenchymal stem cells,MSCs)的抗炎、旁分泌和再生等特性有助于肾损伤的修复,在急性肾损伤(acute kidney injury,AKI)、肾移植、糖尿病肾病及狼疮性肾炎等领域已经突显其治疗潜力,目前是肾脏疾病领域的研究热点。因此,MSCs有望成为治疗难治性FSGS的一种新策略。而脐带来源的间充质干细胞具有来源丰富,容易获得,较强的抗炎能力等特点,是一种理想的有治疗潜力的间充质干细胞。代谢组学是反映生物体发生的实时事件,同时能捕捉饮食和肠道菌群等外部影响因素,反映生物整体表型,在肾脏疾病的标志物和机制研究中具独特优势,目前代谢组学已渗透到多种肾脏疾病领域,但是FSGS的血清代谢谱未被全面、系统的研究,迄今为止也并未发现人脐带间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells,HUMSCs)对阿霉素诱导的 FSGS小鼠模型干预作用后血清代谢谱变化的研究。研究目的该研究我们利用阿霉素在Balb/c雄性小鼠品系中建立FSGS模型,观察HUMSCs对FSGS小鼠的疗效,利用基于UPLC-MS/MS的代谢组学方法,分析HUMSCs对ADR诱导的FSGS小鼠干预治疗后血清代谢谱的变化,探讨参与FSGS发病的可能代谢机制,及从代谢组学的角度,分析HUMSCs对FSGS保护作用的机制。研究方法本研究第一部分,我们首先利用阿霉素在Balb/c雄性小鼠品系中建立FSGS模型,30只Balb/c雄性小鼠分为正常对照组(N=12)和FSGS模型组(N=18)。FSGS模型组的每只小鼠按照10.5 mg/kg的ADR(浓度为2 mg/mL)剂量给药,经尾静脉一次性缓慢注射入小鼠体内;正常对照组每只小鼠在相同时间点经尾静脉一次性注射等剂量的0.9%生理盐水。构建FSGS小鼠模型成功后处死正常组和模型组小鼠各6只,采用ELISA检测两组小鼠第28天的血清肌酐和尿素氮,以及第0、8、15、21、28天小鼠的尿蛋白。肾组织病理切片进行HE、PAS、Masson染色,光镜下观察结果。随后,将FSGS模型组12只小鼠随机分成FSGS+DiR-HUMSCs 组(N=6)和 FSGS+Siane 组(N=6)两组用于观察 HUMSCs在FSGS小鼠体内的示踪分布。正常对照组(N=6)和FSGS+DiR-HUMSCs组分别在第29、30、31天经尾静脉缓慢注射2×106cell/mL剂量的细胞膜荧光探针DiR标记的人脐带间充质干细胞(DiR-HUMSCs)到小鼠体内;FSGS+Siane组小鼠分别在第29、30、31天经尾静脉缓慢注入等剂量的0.9%生理盐水。6小时后处死所有小鼠,取出心脏、肺脏、肾脏、脾脏、肝脏,DiR-HUMSCs在阿霉素诱导的FSGS小鼠体内的示踪利用动物成像系统观察。肾组织冰冻切片行DAPI染色,共聚焦显微镜下观察结果。此外,Normal+DiR-HUMSCs、FSGS+DiR-HUMSCs及FSGS+Saline三组小鼠肾组织进行人源性和鼠源性间充质干细胞特异性抗体CD90、CD44的免疫组织化学染色,观察HUMSCs在FSGS小鼠肾组织中的定位。本研究第二部分,将18只Balb/c雄性小鼠,分成三组,即 Normal+Saline组(N=6),FSGS+Saline 组(N=6),FSGS+HUMSCs 组(N=6)。FSGS+HUMSCs组:FSGS小鼠造模成功后,分别在29、32、35天,经尾静脉缓慢注射移植HUMSCs(2× 106cells/mL)入小鼠体内。FSGS+Saline组:FSGS小鼠造模成功后,分别在29、32、35天,经尾静脉缓慢注射等剂量的0.9%生理盐水。Normal+Saline组:在相同时间点,经尾静脉缓慢注射等剂量的0.9%生理盐水入小鼠体内。第43天处死所有小鼠,血清离心后-80℃冰箱保存,用于代谢组学研究。肾组织行HE、PAS、Masson染色。利用ELISA方法检测三组小鼠尿蛋白、血清肌酐、尿素氮以及TNF-α的水平;RT-PCR方法检测肾组织BMP-7mRNA的表达;免疫组织化学技术检测TGF-β1和FN在肾组织的表达并进行半定量分析,光镜下观察结果。本研究第三部分,对第二部分