尿毒症毒素诱导IRF1的转录调控在CKD肾—肠—心轴中的作用和机制研究

发布时间：2021-07-08 16:16

　　研究背景:我国慢性肾脏病（chronic kidney disease,CKD）的患病率高达10.8%,但知晓率仅为12.5%,且发病率和死亡率居高不下。CKD主要临床表现为肾小球滤过率（estimated glomerular filtration rate,eGFR）显著下降、尿蛋白逐渐增加,而且经常伴随有肠道、心血管、内分泌等多系统的并发症。其中,心血管疾病（cardiovascular disease,CVD）是CKD最常见的并发症和首位（超过50%）死亡原因,而肠道功能紊乱也是CKD的常见并发症,临床表现为食欲减退、恶心、呕吐、腹泻、便秘,晚期患者肠黏膜糜烂、溃疡、出血,患者常常以肠道功能紊乱为首发症状。反过来,肠道功能紊乱又会促进尿毒症毒素的生成,进一步加重肾损伤及其并发症,尤其是CVD。高达30%的CKD患者并发心衰,而40-50%的心衰病人合并有慢性肾功能不全。所以肾脏、肠道、心脏作为一个整体而相互影响,鉴于三者之间存在如此密切的联系,近期有研究人员将三者合称为“肾-肠-心”轴,其功能紊乱将形成恶性循环,最终导致CKD及其并发症的进展。因此探索CKD合并肠、心功能紊乱的... 

【文章来源】：中国人民解放军陆军军医大学重庆市

【文章页数】：167 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

CKD小鼠的肠黏膜屏障被破坏：对照组和小鼠肠上皮组织染色（标尺μm，下同），每组只小鼠

陆军军医大学博士学位论文—41—鉴于肠道菌群失调可能参与肠黏膜屏障损伤[8,10]，我们收集了对照组和CKD组小鼠的新鲜粪便，进行16s核糖体RNA（16sribosomalRNA，16srRNA）测序。韦恩图和主成分分析发现，CKD小鼠的菌群操作分类单元发生显著改变（图2A、2B）；而且α多样性对比提示，CKD小鼠的菌群多样性降低（图2C），提示肠道菌群紊乱。热图分析在种属水平进一步证实：CKD小鼠肠道大肠杆菌显著升高，而乳酸杆菌显著降低（图2D）。图2CKD小鼠肠道菌群紊乱收集对照组和CKD组小鼠的新鲜粪便，每组各取6例，送16srRNA测序。A：韦恩图分析。B：主成分分析。C：α多样性对比。D：热图分析。2.3.2硫酸吲哚酚诱导肠上皮细胞黏膜屏障损伤既往文献报道：大肠杆菌通过色氨酸酶将肠道中的色氨酸转化为吲哚，而乳酸杆菌能将色氨酸转化为吲哚-3-醛基，进而竞争性地抑制吲哚的产生[59,60]。再结合16sRNA测序结果，我们提出假设：吲哚可能直接诱导肠上皮细胞损伤？但是，我们用吲哚处理结肠上皮细胞系Caco2后却发现：跨上皮电阻（transepithelialelectricalresistance，TER）和紧密连接相关基因（ZO1、Occludin、Claudin-1和Claudin-2）的表达均未见明显降低（图3A、3B）。相反，高浓度的吲哚（1mM）甚至能在一定程

陆军军医大学博士学位论文—42—度上促进TER，以及Claudin-1、Claudin-2基因的表达。这些结果提示，吲哚并不能损伤肠上皮细胞的紧密连接。图3吲哚未损伤肠上皮细胞的紧密连接A：Caco2细胞接种于Millicell细胞培养孔培养14天，用不同剂量的吲哚处理Caco2细胞24h或用1mM吲哚处理不同的时间，测定TER的变化。B：用试剂对照或1mM吲哚处理Caco2细胞24h后，qPCR检测紧密连接相关基因的表达。ns：无显著差异，*P<0.05，**P<0.01，***P<0.001。因此，我们进一步分析了吲哚衍生物：蛋白结合毒素IS，IS常蓄积于CKD患者体内，损伤肾小球、肾小管，诱导肾间质纤维化，进而促进CKD进展[19]。我们用IS处理Caco2细胞，发现TER值和紧密连接相关基因（ZO1、Occludin、Claudin-1和Claudin-2）表达均显著降低（图4A、4B）。进一步地，我们往小鼠腹腔注射100mg/kgIS，取肠组织进行HE染色，发现杯状细胞缺失、肠黏膜水肿、坏死、溃疡，肠组织损伤评分和通透性均显著升高，同时伴随着血清IS水平的上升（图4C-F）。相应地，透射电镜观察到IS处理组的小鼠肠道组织中紧密连接的密度明显降低、空隙增大；qPCR实验提示紧密连接相关基因表达显著下降；ELISA检测发现炎症因子（TNFα、IL-1β和IL-6）显著升高（图4G-I）。上述结果共同提示：IS能促进肠上皮细胞屏障损伤。


本文编号：3271907