研究贫铀植入后不同时相点对大鼠肾脏的损伤效应

域均高于对照组，随接触时间的延长染色强度和染色区域均增加，且多为Ⅰ型胶原。对照组胶原染色未见明显染色阳性区域，折光强度弱，呈弥散性分布，但随大鼠年龄增加染色逐渐加深。18个月后贫轴组大鼠肾脏与对照组比较胶原染色呈强阳性，染色区域多，折光强度高。 表1  植入组大鼠肾脏功能的变化
    2.4  TGF-β 1和Smad的Western-Blot免疫印迹分析    大鼠接触贫铀后Western Blot结果显示TGF-β 1和Smad的表达在接触贫铀后均有所增加，高于对照组1、6、18个月的蛋白量。但实验组各个时相点间未见明显增加或减少(见表2)。表2  贫铀对植入组大鼠肾脏纤维化相关细胞因子表达的影响
    2.5  免疫组化检测各细胞因子在肾脏中的表达
    对TGF-β1和Smad在肾脏组织中的表达进行DAB染色，以及SABC和FITC染色验证，发现在贫铀接触后大鼠肾脏中TGF-β 1和Smad、的表达均增加，染色阳性部位主要集中于肾小管周围，且具有区域性。各个细胞因子在肾小球表达阴性或弱阳性。
    3  讨论
    肾脏是铀的主要蓄积器官以及排泄器官，机体接触铀后，进入机体的铀绝大部分进入肾脏并通过尿液排出体外。通过肾功能检测、肾脏的病理组织学及超微结构观察可对贫铀引起的毒性损伤进行客观评价。本研究中Na＋、K＋、Cl-三者含量在贫铀作用后基本保持稳定，说明大鼠肾脏近曲小管的代偿功能完好。肌酐和尿素氮未见明显增加，表明肾脏的耐受性提高以及代偿能力恢复维持肾功能正常。可以认为贫铀长期接触可对大鼠肾脏产生损伤效应，同时因肾脏的代偿和耐受作用而产生轻微的或不可查的症状及表现。
    植入组肾脏的病理组织学结构发生改变，但代偿增生的肾单位则结构尚完整。这也是前面所述肾脏功能完好的物质基础。超微结构观察可见贫铀引起肾脏足细胞破碎、坏死、足突融合，胞浆内可见致密颗粒沉积。足细胞损伤缺失后不能再生，失去了足细胞支撑的基底膜就会在毛细血管静水压的作用下，受压凸向肾小囊，超微结构观察就可发现基底膜皱褶。皱褶的基底膜进而与肾小球壁层上皮细胞粘连，造成细胞增生、损伤和细胞外基质成分的沉积，最终形成肾小球硬化。超微结构观察还显示了除足细胞外，巨噬细胞、肾小管上皮细胞和成纤维细胞都参与了肾脏对贫铀的摄取或出现不同程度损伤。机体对贫铀的摄取与吞噬细胞的吞噬功能密不可分，巨噬细胞随时间延长摄入贫铀量不断增加［3］。激活的巨噬细胞能分泌不同的炎性因子，从而参与脏器组织的纤维化进程。
    肾小管间质纤维化（Tubulointerstitial Fibrosis,TIF）以肾小管损伤、肾间质单核细胞浸润、肾间质纤维化为特点，它是最终导致慢性肾功能衰竭的主要病理基础。本研究中胶原染色和病理形态学观察均发现大鼠肾纤维化的主要部位在肾小管周围，可见肾小管损伤是TIF的主要启动因素［4］。同时肾间质纤维化位于肾小管周围，而肾小管上皮细胞超微结构显示贫铀沉积，并可见成纤维细胞的大量聚积，说明肾小管上皮细胞在贫铀所致大鼠肾纤维化进程中具有重要致病作用。
    TGF-β 1一直被认为是肾纤维化的重要靶点。肾固有细胞及炎细胞如巨噬细胞等均可分泌TGF-β 1，可以自分泌的方式作用于自身，又可以旁分泌的方式作用于间质的成纤维细胞，促其增殖并大量产生细胞外基质。在肾间质纤维化的进程中，TGF-β 1的过度表达刺激胶原蛋白和蛋白聚糖的表达；抑制胶原酶、TIMPs的活性，从而抑制细胞外基质的降解；刺激成纤维细胞增生并具有趋化作用；刺激肾小管上皮细胞转分化为肌成纤维细胞等［5，6］。TGF-β 1主要表达在纤维增生的间质、受损伤的肾小管上皮细胞及肾小球内。肾系膜细胞可表达Smad 1，2，3，4，7.经TGF-β 1刺激后即可出现Smad 2和Smad 3的磷酸化，并伴有Smad 2，3，4复合体的形成。结合的Smad蛋白转运到细胞核内，它们与另外一些转录因子相互作用或相互激活，调节靶基因的转录。激活的转录因子（c-myc，fos等）可引起肾小管上皮细胞的增殖及I型胶原的表达［7］。TGF-β 1大多数致纤维化途径是通过Smad介导的。经Western Blot分析可见经贫铀暴露所致的大鼠肾脏其表达TGF-β 1和Smad均增加，且两者的免疫组化染色均定位于肾小管间质发生纤维化部位。在代偿增生的肾小管附近则呈弱阳性或阴性表达。说明TGF-β 1和Smad均参与了贫铀所致大鼠肾纤维化进程。
    虽然本研究未发现贫铀对大鼠肾脏功能有明显的损伤效应，但胶原染色、病理组织学改变及超微结构观察均证实了贫铀对肾脏的毒性作用。TGF-β 1和Smad参与了贫铀导致的大鼠肾脏纤维化进程。
【参考文献】
  ［1］Milacic S,Petrovic D, Jovicic D,et al.Examination of the Health Status of Populations from Depleted-uranium-contaminated Regions［J］.Enviro Res,2004,95(1):2-10.

［2］李蓉，艾国平，徐辉，等.植入贫铀片大鼠血液和肝肾功能的变化［J］.第四军医大学学报,2004,25(2):182-185.

［3］Kalinich J,Ramakrishnan N,Villa V,et al.Depleted Uranium-uranyl Chloride Induces Apoptosis in Mouse J774 Macrophages［J］.Toxicology,2002,179(1-2)：105.

［4］Cee van K,Mohamed RD,Leendert A,et al.Tubular Epithelial cells:a Critical Cell Type in the Regulation of Renal Inflammatory Processes［J］.Exp Nephrol,1999,7:429-437.

［5］Isaka Y，Tsujie M，Ando T,et al.Transforming Growth Factor Beta 1 Antisense Oligodeoxynucleotides Block Interstitial Fibrosis in Unilacteral Ureteral Obstruction［J］.Kidney Int，2000，58（5）：881-885.
wy M，et al.Renal Fibrosis：Insights into Pathogensis and Treatment［J］.Int Biochem Cell Bid,1997,29(1):55-62.

［7］Hayashida T，Decaestecker M，Schnaper HW.Cross-talk between ERK MAP Kinase and Smad Singaling Pathways Enchances TGF Beta Dependent Responses in Human Mesangial Cells［J］.FASEB J，2003，17（11）：1576-1578.