牛磺酸干预草酸和草酸钙晶体诱导肾脏细胞氧化应激损伤过程的实验研究

地区:上海市 宝山区

关键词:广西医科大学

成果类型:其它

成果领域:生物与新医药

成果编号:A2021061000005783

成果描述:

草酸钙肾结石是全球性疾病,广西是中国肾结石的高发地区之一。该病的病因仍未明确,已有的研究表明草酸钙结石的形成与肾脏的氧化应激和损伤过程有明显的关联,后者被认为是促进结石形成的重要因素之一。牛磺酸是一种重要的抗氧化剂,可通过多种途径产生对组织器官的保护作用。课题组拟在前期进行草酸钙肾结石氧化应激损伤机理研究的基础上,通过建立肾脏细胞培养体系和草酸钙结石的动物模型,分别使用牛磺酸进行干预处理,重点观察线粒体、NADPH氧化酶、肾素-血管紧张素系统等氧化应激相关的细胞成分和细胞因子,在草酸和草酸钙晶体诱导肾脏细胞损伤过程的作用,确定牛磺酸对肾脏细胞的保护效果并探讨其药理学作用的分子机制。该研究的结果将拓展牛磺酸的生物学研究范围和应用领域,并且为临床上制定草酸钙肾结石的防治策略提供科学的实验依据。该课题首先通过建立高草酸尿症大鼠模型,并分别采用血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)受体阻断剂losartan和NADPH氧化酶特异抑制剂apocynin进行干预治疗,观察到在高草酸尿症大鼠模型中,肾脏p47 phox mRNA表达增多,导致肾脏OS;同时肾脏RAS也被激活,后者可通过刺激p47 phox mRNA的表达而促进肾脏OS程度增加。随后通过建立草酸钙肾结石大鼠模型,同时使用牛磺酸进行干预研究,证明牛磺酸在大鼠草酸钙肾结石模型中具有明显的肾脏保护效果,其机制可能与牛磺酸的抗氧化作用有关。在体外细胞培养研究中,将草酸钠(NaOx)、一水草酸钙(COM)、牛磺酸与HK-2细胞共培养,证实COM和NaOx诱导HK-2细胞产生氧化应激损伤可能与其激活NADPH氧化酶和损伤线粒体完整性有关,而牛磺酸可能通过保护线粒体的完整性减轻细胞氧化应激损伤而减少MCP-1表达,从而减轻炎症反应。进一步的研究发现草酸和草酸钙晶体能引起肾小管上皮细胞线粒体损伤,继而产生氧化应激反应,促进尿石症的发展。牛磺酸有较强的抗氧化效应,能抑制细胞氧化应激损伤的产生,其抗氧化机制可能与其调节细胞线粒体编码蛋白功能有关。该课题研究证实了草酸和草酸钙晶体能够诱导肾脏细胞发生氧化应激损伤,在该基础上,证实牛磺酸的抗氧化效应以及对肾脏的保护作用,并对牛黄酸的抗氧化机制进行了探讨。最终课题组可以得出以下结论:在高草酸尿症大鼠模型中,NADPH氧化酶表达增多,肾脏RAS也被激活,后者可通过刺激前者在肾脏中的表达而增加肾脏OS的程度。在大鼠草酸钙肾结石模型中,线粒体抗氧化酶活性降低与线粒体损伤和肾脏OS的发展有关;牛磺酸具有良好的肾脏保护效果,其机制可能与牛磺酸的抗氧化作用有关。COM和NaOx诱导HK-2细胞产生氧化应激损伤可能与其激活NADPH氧化酶和损伤线粒体完整性有关,而牛磺酸可能通过保护线粒体的完整性减轻细胞氧化应激损伤而减少MCP-1表达,从而减轻炎症反应。草酸和草酸钙晶体能诱导HK-2细胞线粒体氧化应激损伤;牛磺酸具有较明显的抗氧化效应,其机制可能与调节线粒体编码的蛋白表达,继而稳定呼吸链复合体功能有关。该研究结果对于扩大牛磺酸的应用领域以及临床上开展肾结石的防治工作有参考意义。此外基于该课题的支持课题组课题组积极参加国内外学术交流如:于2010年9月17~19日在广州医学院第一附属医院参加CUA2010年全国泌尿外科尿路结石学术会议,做特邀报告:尿路结石形成理论的进展。参加中华医学会第十九届全国泌尿外科学术会议并发表论文。于2011年9月23~25日在湖南长沙市湖南宾馆参加2011年中华医学会泌尿外科学分会尿路结石学组学术会议,主持孰是孰非项目,并做分组报告。于2012年8月3~5日在厦门大学附属第一医院参加CUA2012全国泌尿外科尿路结石学术,参与孰是孰非项目,并做分组报告。于2011年9月7~10日在英国伦敦参加EULIS2011会仪学术交流活动。于2012年2月24~28日在法国巴黎参加EAU2012年会学术交流活动。并且培养出1名博士研究生和2名硕士研究生及发表数篇高质量的论文。
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