氢气对小鼠草酸钙结晶肾损伤的保护作用和代谢组学研究

发布时间：2017-05-09 07:03

  本文关键词：氢气对小鼠草酸钙结晶肾损伤的保护作用和代谢组学研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：第一部分:氢气吸入对小鼠草酸钙结晶肾损伤的保护作用目的:探讨高浓度氢气吸入对乙醛酸盐诱导的草酸钙结晶肾损伤的保护性作用。方法:通过腹腔注射乙醛酸盐诱导草酸钙结晶肾损伤模型,氢氧雾化器制备氢氧混合气。把24只雄性C57BL/6小鼠(7-8周龄),随机分为4组(每组6只)。A、单纯氮氧混合气组(NO group):给予氮氧混合气(67%氮气+33%氧气)吸入加腹腔注射生理盐水(20ml-1kg-1d)干预。B、单纯氢氧混合气组(HO group):给予氢氧混合气(67%氮气+33%氧气)吸入加腹腔注射生理盐水(20ml-1kg-1d)干预。C、草酸钙结晶组(Ca Ox group):给予氮氧混合气(67%氮气+33%氧气)吸入加腹腔注射乙醛酸盐(100mg-1kg-1d)干预。D、氢气干预结晶组(HO+Ca Ox group):给予氢氧混合气(67%氢气+33%氧气)吸入加腹腔注射乙醛酸盐(100mg-1kg-1d)干预。两种干预方式间隔时间为6小时。7天后留取血清、尿液和肾脏组织进行检测。通过测定血清肾脏损伤分子1(kidney injury molecular-1,KIM-1)评价肾功能损伤情况,尿钙尿肌酐比反映尿钙排泄情况,肾脏组织钙含量测定和肾脏Von Kossa染色检测肾脏草酸钙晶体沉积情况,肾脏组织丙二醛(malondialdehyde,MDA)、8-羟基脱氧鸟苷(8-hydroxydeoxyguanosine,8-OHd G)、髓过氧化物酶(myeloperoxidase,MPO)含量和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、还原型谷胱甘肽(glutathione,GSH)、过氧化氢酶(catalase,CAT)活力反映肾组织氧化状态和抗氧化能力,免疫组化法检测肾脏骨桥蛋白(osteopontin,OPN)、跨膜糖蛋白(hyaluronan,CD44)、单核细胞趋化因子1(monocyte chemoattractant protein-1,MCP-1)和白细胞介素10(interleukin-10,IL-10)评价炎症反应情况,原位末端转移酶标记技术(TUNEL)检测肾小管上皮细胞凋亡情况。结果:(1)、与NO组相比,HO组血清KIM-1水平无明显差别(P0.05),Ca Ox组KIM-1水平明显升高(P0.05);而与Ca Ox组相比,HO+Ca Ox组KIM-1表达量明显降低(P0.05)。(2)与NO组相比,HO组尿钙尿肌酐比值和尿磷尿肌酐比值无明显差别(P0.05),Ca Ox组尿钙尿肌酐比值和尿磷尿肌酐比值明显升高(P0.05);而与Ca Ox组相比,HO+Ca Ox组尿钙尿肌酐比值和尿磷尿肌酐比值明显降低(P0.05)。(3)肾脏Von Kossa染色显示,NO组与HO组无明显钙盐沉积,Ca Ox组与HO+Ca Ox组肾脏钙盐沉积较明显,主要分布在皮髓质交界处,与Ca Ox组相比,HO+Ca Ox组钙盐沉积面积明显减少(P0.05);与NO组相比,HO组肾脏组织钙含量无明显差别(P0.05),Ca Ox组肾脏组织钙含量明显增多(P0.05),与Ca Ox组相比,HO+Ca Ox组肾脏组织钙含量明显减少(P0.05)。(4)与NO组相比,HO组肾组织MDA、8-OHd G含量和SOD、GSH、CAT活力无明显差别(P0.05),Ca Ox组肾组织MDA、8-OHd G含量明显升高(P0.05),SOD、GSH、CAT活力明显降低(P0.05);而与Ca Ox组相比,HO+Ca Ox组肾组织MDA、8-OHd G含量明显降低(P0.05),SOD、GSH、CAT活力明显升高(P0.05)。而这四组的MPO含量并无明显差别。(5)免疫组化结果显示,与NO组相比,Ca Ox组OPN、CD44、MCP-1、IL-10表达量明显增多(P0.05),与Ca Ox组相比,HO+Ca Ox组OPN、CD44、MCP-1表达量明显减少(P0.05),而IL-10表达量明显增多(P0.05)。(6)NO组与HO组无明显TUNEL阳性细胞,Ca Ox组凋亡细胞数明显增多(P0.05),凋亡指数为8.7%,HO+Ca Ox组阳性细胞数较Ca Ox组明显减少(P0.05),凋亡指数为3.1%。结论:高浓度氢气吸入可以明显的减轻小鼠草酸钙结晶沉积造成的肾小管上皮损伤,减少尿钙排泄和肾钙含量,减少草酸钙晶体在肾小管的沉积,可以明显减轻氧化状态,提高抗氧化能力,减少炎症反应,改善肾小管上皮细胞的凋亡,从而对草酸钙结晶肾损伤产生保护效应,并且无明显的副效应,可能为一种理想的抗结石治疗的手段。第二部分氢气减轻小鼠草酸钙结晶肾损伤的血清代谢组学研究目的:采用基于超高压液相色谱-四级杆-时间飞行串联质谱(UPLC/Q-TOF-MS)的代谢组学技术探讨氢气减轻小鼠草酸钙结晶肾损伤的代谢物变化。方法:18只雄性C57BL/6小鼠(7-8周龄),随机分为3组(每组6只)。A、单纯氮氧混合气组(NO group):给予氮氧混合气(67%氮气+33%氧气)吸入加腹腔注射生理盐水(20ml-1kg-1d)干预。B、草酸钙结晶组(Ca Ox group):给予氮氧混合气(67%氮气+33%氧气)吸入加腹腔注射乙醛酸盐(100mg-1kg-1d)干预。C、氢气干预结晶组(HO+Ca Ox group):给予氢氧混合气(67%氢气+33%氧气)吸入加腹腔注射乙醛酸盐(100mg-1kg-1d)干预。两种干预方式间隔时间为6小时,7天后留取血清标本进行代谢组学检测。利用UPLC/Q-TOF-MS技术对各组血清进行代谢轮廓分析,各组数据采用偏最小二乘判别分析(PLS-DA)进行多维分析,筛选出小鼠草酸钙结晶肾损伤的潜在标志物和氢气的作用靶点,初步阐明其作用机制。结果:代谢轮廓分析发现,NO组、Ca Ox组与HO+Ca Ox组的代谢轮廓能明显区分。Ca Ox组与NO组相比,共有26种代谢产物有显著差异,为小鼠草酸钙结晶肾损伤的潜在标志物,而经高浓度氢气吸入干预后,HO+Ca Ox组与Ca Ox组相比,有21种代谢产物发生了显著回调(P0.05),有5种代谢产物有回调趋势,但未达显著差异(P0.05)。这些代谢产物主要涉及脂肪酸代谢、磷脂代谢和氨基酸代谢,其中尤以肉碱类代谢产物最为集中。结论:高浓度氢气吸入能有效调节小鼠草酸钙结晶肾损伤后发生的脂肪酸代谢、磷脂代谢和氨基酸代谢变化。
【关键词】：氢气 草酸钙 乙醛酸盐 肾损伤 氧化应激 氢气 草酸钙 代谢组学 UPLC/Q-TOF-MS
【学位授予单位】：第二军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R692
【目录】：

• 摘要5-8
• Abstract8-12
• 缩略词表12-13
• 前言13-18
• 参考文献15-18
• 第一部分：氢气吸入对草酸钙结晶肾损伤的保护作用18-43
• 一、材料和方法19-28
• 二、结果28-37
• 三、讨论37-40
• 参考文献40-43
• 第二部分：氢气减轻小鼠草酸钙结晶肾损伤的血清代谢组学研究43-63
• 一、材料和方法43-47
• 二、结果47-58
• 三、讨论58-60
• 参考文献60-63
• 全文小结63-64
• 综述64-72
• 参考文献68-72
• 在读期间发表论文情况72-73
• 致谢73

【参考文献】

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1 任恒昌;杜洪印;喻文立;刘璐;徐如彬;于建健;王玉亮;;含饱和氢气HC-A肾保存液减轻大鼠肾脏冷缺血再灌注损伤的研究[J];天津医科大学学报;2013年01期

  本文关键词：氢气对小鼠草酸钙结晶肾损伤的保护作用和代谢组学研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：352010