芝麻素减轻自发性高血压大鼠肾脏纤维化作用及其机制讨论论文(2)

时间:2021-08-31

  3 讨论

  肾纤维化是高血压的常见并发症之一,是反映肾功能损伤程度的最主要指标。肾纤维化形成的主要机制包括胶原过量聚集、细胞外基质( ECM) 在肾间质过度积聚与沉积、α-SMA 不断活化、成纤维细胞大量增生等。肾纤维化若不积极治疗最终可发展为肾衰竭而危及生命。血管紧张素转换酶抑制剂卡托普利已广泛应用于心衰、高血压及肾脏疾病等治疗。它不仅具有抗脂质过氧化、降低血压等作用,而且能有效降低血肌酐、尿蛋白排泄,改善肾小球血流动力学指标,延缓肾小球硬化等。因此,本实验运用卡托普利作为阳性对照药。

  实验中,HE 和Masson 染色结果显示,模型组大鼠肾小球系膜区基质伴有增生和胶原纤维沉积,肾小管上皮细胞发生颗粒变性伴萎缩,肾间质出现大量蓝染胶原纤维增生,提示高血压时肾脏发生纤维化。用药后,芝麻素明显改善肾小管及肾间质病变,表明芝麻素可减轻SHR 大鼠肾损伤,该结果与前人报道基本一致。研究还发现给予芝麻素处理后,在12 周内,模型组大鼠舒张压随着治疗时间的延长而降低,尤其在治疗后第8 周下降明显,且以芝麻素高剂量组效果显著,提示芝麻素具有降低SHR 大鼠血压的作用,呈剂量依赖性,其结果与本课题组前人报道一致。UmAlb是高血压早期肾功能损害的检测指标,BUN、Scr 是反映中晚期肾功能改变的常用指标。本实验发现,模型组大鼠U-mAlb、BUN、Scr 含量均显著升高,而芝麻素能明显降低以上指标,尤其是高剂量组效果显著。

  研究已证实氧化应激反应是高血压肾损伤进展的重要因素之一,持续高血压状态可使氧化应激水平增加,抗氧化活性降低,使活性氧簇的生成显著超过机体清除能力,从而导致机体肾组织结构损伤。MDA 水平反映机体脂质过氧化程度和含量,间接反映细胞受自由基攻击的损伤程度,SOD 属于机体内氧自由基清除酶体系重要成员之一。本研究结果显示,模型组大鼠肾脏MDA含量显著升高,SOD 活性明显降低。与模型组相比,芝麻素组及卡托普利组MDA 含量明显减少,SOD 活性显著升高。提示芝麻素可通过提高肾脏SOD 活性,降低MDA 含量来抑制高血压肾脏过度激活的氧化应激反应。TGF-β1是最重要的促纤维化因子,参与诱导肾脏纤维化过程中的多个环节。大量研究证实,持续高血压状态会导致机体抗氧化活性下降,氧化应激水平增加,促使肾脏细胞发生氧化应激反应,导致活性氧簇生成增多,从而上调一些细胞因子的表达,如TGF-β1、结缔组织生长因子( CTGF)等,进而促使肾小管上皮细胞-间充质细胞转分化成为肌成纤维细胞,而肌成纤维细胞是合成ECM 的主要细胞。α-SMA 是肌成纤维细胞的标志物,在TGF-β1刺激下,α-SMA 会明显活化,表达显著上升; TGF-β1等细胞因子还可促使基质金属蛋白酶类( matrix metalloproteinases,MMPs)及其特异性抑制剂组织金属蛋白酶抑制物( tissueinhibitors of metalloproteinases,TIMPs) 过度表达,引起ECM 过度沉积,抑制蛋白酶生成,减少基质降解等,从而最终导致肾脏纤维化。本研究结果显示,模型组大鼠肾组织TGF-β1、α-SMA 阳性细胞和蛋白表达均显著增加,表明持续高血压状态过度激活TGF-β1、α-SMA 的活性。而给予芝麻素处理后,两者阳性细胞和蛋白表达均明显减少,提示芝麻素可下调SHR 大鼠肾脏过度激活的TGF-β1,进而进一步阻滞α-SMA 活化,从而抑制肾小管上皮细胞-间充质细胞转分化为肌成纤维细胞,有效遏制肾脏纤维化的进程。

  MMPs /TIMPs 是参与肾脏细胞外基质降解的重要酶系统,其活性变化对于维持肾脏ECM 生成与降解的动态平衡十分重要。文献报道,在持续高血压状态下,过度激活的TGF-β1可与肾小球高压相互作用,促使肾组织ECM 降解系统尤其是MMPs /TIMPs 功能紊乱,引起两者过度表达或平衡失调,抑制ECM 降解,促进其生成,从而最终导致肾间质纤维化。MMPs 能水解ECM 中的各种蛋白成分,其活化被认为是ECM 降解的限速关键环节,其中MMP-9 主要降解胶原与明胶等,从而缓解肾间质纤维化。TIMP-1 是MMP-9 特异性抑制剂,正常情况下MMP-9 与TIMP-1 按1∶ 1比例释放,两者共同维持ECM 生成与降解的平衡。有研究表明,肾硬化等ECM 增多的疾病中均有TIMP-1 过度表达或MMP-9 /TIMP-1 比值降低。本实验结果发现,模型组大鼠肾组织MMP-9、TIMP-1 表达均增强,且TIMP-1 表达增强较MMP-9 更为显著,MMP-9 /TIMP-1 比值明显降低,与前人文献报道结果一致。而给予芝麻素处理后,MMP-9、TIMP-1 表达均减弱,但TIMP-1表达减弱较MMP-9 更明显,MMP-9 /TIMP-1 比值显著升高。提示持续高血压状态下,肾脏TGF-β1表达增多,促使MMP-9 与TIMP-1 过度表达或失衡,尤其是TIMP-1 表达显著增强,从而进一步加重肾组织肾间质纤维化进程。而芝麻素能有效下调MMP-9 及TIMP-1 在肾组织的过度表达,尤其下调TIMP-1 表达更显著,上调MMP-9 /TIMP-1,恢复MMP-9 与TIMP-1 间的平衡,减少细胞外基质积聚与沉积,从而减轻肾脏纤维化。综上所述,本课题组推测芝麻素可能是通过其降压和抗氧化应激反应,抑制TGF-β1过度激活,进而阻滞α-SMA 活化,下调TIMP-1 过度表达,上调MMP-9 /TIMP-1,恢复MMP-9 与TIMP-1间平衡,从而减少胶原过量聚集、ECM 在肾间质过度积聚及成纤维细胞大量增生等,发挥减轻自发性高血压大鼠肾脏纤维化作用。但其深入而全面的机制还有待于进一步研究。