解析文章:《The effects of dual PPAR agonism compared with ACE inhibition in the BTBRob/ob mouse model of diabetes and diabetic nephropathy》
链接:https://physoc.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.14814/phy2.13186
一、背景介绍
在全球范围内,2型糖尿病(T2D)的“流行”导致慢性肾脏病(CKD)和终末期肾病(ESRD)患者数量不断增加,这些患者最终需要透析和肾移植。糖尿病肾病(DN)是糖尿病的主要并发症之一,其特征性早期肾脏结构病变包括肾小球基底膜(GBM)增厚和系膜扩张,后期则出现更严重的肾小球瘢痕和典型的Kimmelstiel-Wilson结节形成。此外,足细胞、肾小管间质和小动脉也受到影响,表现为足细胞丢失、间质纤维化和小动脉透明变性。
为了更好地理解DN的发病机制并确定潜在的治疗靶点,需要更贴近人类DN的动物模型。BTBRob/ob小鼠模型被报道能可靠地模拟人类DN的许多典型早期病理特征,包括进行性白蛋白尿、早期系膜基质积累和肾小球足细胞丢失等。过氧化物酶体增殖物激活受体(PPARs)在代谢性疾病(如高脂血症和胰岛素抵抗)以及糖尿病中扮演重要角色,其激动剂在T2D中显示出肾保护作用。然而,PPAR激动剂的不良副作用限制了其临床应用。
二、研究目的与假设
鉴于上述背景,本研究旨在探讨在BTBRob/ob小鼠模型中,双PPAR a/c激动剂AZD6610与血管紧张素转换酶(ACE)抑制剂依那普利相比,对糖尿病肾病的潜在肾益处。研究假设,通过改善代谢控制,双PPAR a/c激动剂可能提供比ACE抑制更显著的肾保护效果。
三、材料与方法
1. 实验动物与伦理批准
实验程序获得瑞典哥德堡地区实验动物伦理委员会的批准(伦理申请号109-2012),并符合瑞典动物福利法及相关规定。
2. 动物分组与处理
BTBR.V(B6)-Lepob/WiscJ小鼠(Jackson Laboratories,货号004824)于4-6周龄时购入,并在8周龄时根据体重、空腹血糖和HbA1C水平随机分组。
对照组:BTBRob/ob小鼠(n=12)。
依那普利治疗组:BTBRob/ob小鼠,自14周龄起饮用含依那普利(200mg/l,相当于40mg/kg/天)的水(n=7)。
AZD6610治疗组:BTBRob/ob小鼠,自14周龄起先接受非降糖剂量(1μmol/kg/天),17周龄起接受降糖剂量(3μmol/kg/天)的AZD6610饮食添加(n=8)。
瘦型对照组:BTBR瘦型小鼠(n=5)。
3. 血液与尿液分析
血糖与HbA1C:使用Accu-Chek(罗氏)和HbA1C Now+(拜耳)测量。
肌酐:通过LC-MS/MS系统分析。
白蛋白排泄率(AER):通过代谢笼收集13小时尿液,使用小鼠特异性白蛋白ELISA试剂盒(ICL,货号E-90AL)测量尿白蛋白浓度,Jaffé法测定尿肌酐。
4. GFR测量
肌酐清除率:通过公式计算。
FITC-sinistrin清除率:通过单次静脉注射FITC-sinistrin并多次尾静脉采血测量。
5. 组织病理学与免疫组化
肾组织:固定、脱水、石蜡包埋、切片,进行H&E、PAS染色及免疫组化染色(针对足细胞标记物nephrin和WT1)。
肾小球基底膜厚度:通过电子显微镜评估。
6. 实时定量PCR
基因表达分析:针对nephrin、WT1、TNFα、MCP-1和CD68等基因。
四、实验结果
1. 代谢参数
体重:所有BTBRob/ob小鼠组体重均高于同龄瘦型对照组,治疗对其无显著影响。
肝重:BTBRob/ob小鼠肝重为瘦型对照的两倍,反映肥胖诱导的肝脂肪变性。AZD6610治疗进一步增加肝重(71%)。
血糖与HbA1C:BTBRob/ob小鼠高血糖和高HbA1C水平,AZD6610治疗显著降低血糖和HbA1C,而依那普利组未达到统计学显著差异。
2. 肾功能
肌酐清除率与FITC-sinistrin清除率:均显示BTBRob/ob小鼠存在肾小球超滤,这是早期DN的特征,但两种治疗均不影响GFR。
白蛋白排泄率(AER):BTBRob/ob小鼠AER增加13倍,AZD6610治疗无显著影响,依那普利治疗有降低趋势但在AER测量中未达统计学显著。
3. 结构改变与足细胞标记物
GBM厚度:BTBRob/ob小鼠与瘦型对照无显著差异,治疗亦无影响。
系膜基质扩张:BTBRob/ob小鼠系膜基质扩张明显,AZD6610治疗减少扩张程度,而依那普利无显著影响。
足细胞标记物:nephrin和WT1的mRNA和蛋白表达在BTBRob/ob小鼠中均降低,治疗未改善这些标记物的表达。
4. 炎症标记物
TNFα、MCP-1和CD68:BTBRob/ob小鼠与瘦型对照或治疗组间无显著差异。
5. 意外发现
依那普利治疗组:所有小鼠均出现肾小球旁器小动脉壁同心性增厚,这是一种类似恶性高血压的特征性病变,但在本模型中未伴随血压升高。
五、ICL品牌的Mouse Albumin ELISA Kit试剂盒的作用和价值
在本研究中,ICL品牌的Mouse Albumin ELISA Kit(货号E-90AL)扮演了关键角色。白蛋白尿是糖尿病肾病的重要标志,其准确测量对于评估肾功能损伤程度及治疗效果至关重要。该试剂盒通过特异性地检测小鼠尿液中的白蛋白浓度,为研究人员提供了精确、可靠的数据支持。
特异性:该试剂盒针对小鼠白蛋白设计,避免了与其他蛋白质的非特异性交叉反应,确保了测量结果的准确性。
灵敏度:高灵敏度使得该试剂盒能够检测到尿液中微量的白蛋白变化,有助于早期发现肾功能损伤。
简便性:操作简便快捷,减少了实验过程中的操作误差和时间成本。
重复性:良好的重复性确保了实验数据的稳定性和可靠性,为科学研究提供了坚实的基础。
通过使用该试剂盒,研究人员能够精确地量化BTBRob/ob小鼠模型中的白蛋白尿水平,从而评估不同治疗策略(如双PPAR a/c激动剂AZD6610和ACE抑制剂依那普利)对糖尿病肾病的治疗效果。这一工具不仅在本研究中发挥了重要作用,也为未来糖尿病肾病的研究提供了有力的技术支持。
六、结论
本研究发现,BTBRob/ob小鼠模型展现了人类DN早期变化的一些相似性,但ACE抑制或PPAR a/c激动剂提供的肾保护作用有限或无。双PPAR a/c激动剂AZD6610虽能改善代谢控制,但对白蛋白尿无显著影响;依那普利则显示出一定的降白蛋白尿效果,但伴随意外的肾小动脉壁重塑。未来研究需进一步探索这些治疗策略在DN中的潜在机制及优化方案。
通过综合运用包括ICL品牌Mouse Albumin ELISA Kit在内的多种研究工具和技术,本研究为理解DN的发病机制及探索新型治疗策略提供了宝贵的实验数据和见解。
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