目的:糖尿病(DM)是多种因素引起的以高血糖为特征的一组综合征,其慢性并发症可累及全身各组织器官,尤其大血管并发症为其致死、致残的主要原因。近年来的研究发现自身免疫在DM及其并发症的发病过程中可能起了重要作用。我们近几年在临床上开展的肾活检、皮肤活检和肌肉活检都证明,糖尿病患者体内存在广泛的多器官免疫损伤,但针对免疫异常进行免疫抑制治疗是否能够有效缓解DM及其并发症,未见相关报道。为此,我们拟从DM多器官免疫损伤入手,以链脲佐菌素(streptozocin,STZ)诱导的DM大鼠为模型,观察环孢素A(CsA)对DM大鼠多器官免疫机制的影响,并判断其治疗效果,为临床防治DM及其并发症提供理论依据。本课题组前期研究已经证实非特异性免疫球蛋白(Ig)可异常沉积于糖尿病大鼠心血管、肾脏、肺脏、视网膜、大脑和外周神经等部位,CsA可以减少Ig及相关补体的异常沉积;并发现上述脏器多种细胞因子表达增加,CsA亦可减少其表达,提示CsA可能有助于减轻或延缓DM及其慢性并发症的发生与发展。本实验检测肾动脉Ig的沉积和NF-κB、MCP-1、TNF-α的蛋白表达情况,并观察CsA对其产生的影响,以进一步探讨CsA的免疫干预对DM大血管并发症产生的保护作用与保护机制,为临床有效地防治DM及其大血管并发症提供理论依据。
方法:90只雄性SD大鼠,随机分为9组,每组10只。分为正常对照组(CON)、糖尿病组(DM)、胰岛素治疗组(INS),成模后糖尿病大鼠CsA干预组包括成模后低剂量组(DML)、成模后中剂量组(DMM)和成模后高剂量组(DMH),CsA副作用组包括正常大鼠低剂量组(NL)、正常大鼠中剂量组(NM)和正常大鼠高剂量组(NH)。以静脉注射STZ(50mg/kg)的方法建立糖尿病大鼠模型,DML、DMM和DMH组在糖尿病成模后分别给予CsA 0.5mg/kg·d、1mg/kg·d和2mg/kg·d;NL、NM和NH组分别给予正常大鼠CsA 0.5mg/kg·d、1mg/kg·d和2mg/kg·d,不造模。INS组根据血糖水平给予皮下注射中效胰岛素2-6U/d。各组大鼠16周后处死,留取肾动脉标本。留取血和24小时尿标本分别检测肝功能、肾功能、血糖、胰岛素、尿蛋白和尿微量白蛋白。检测各组大鼠肾动脉的形态学改变,通过MASSON染色观察动脉纤维化情况,通过免疫组织化学染色方法检测IgA和IgG的沉积及NF-κB、MCP-1、TNF-α的蛋白表达情况。
结果:所有造模大鼠全部成模,实验期间低、中、高剂量的CsA干预治疗均未造成大鼠肝肾功能损伤。16周糖尿病大鼠肾动脉,在光镜下可见血管壁不规则增厚、单核细胞浸润、泡沫细胞形成、平滑肌细胞增生,且可见大量胶原纤维;免疫组化染色发现糖尿病大鼠。肾动脉IgA和IgG异常沉积;相关性分析显示肾动脉纤维化程度与免疫球蛋白异常沉积呈显著性正相关;应用CsA干预可显著减少免疫球蛋白的异常沉积,并减轻肾动脉纤维化程度。糖尿病大鼠肾动脉NF-κB、MCP-1和TNF-α表达均明显高于CON组,相关分析显示NF-κB与MCP-1和TNF-α呈显著性正相关,应用CsA干预可显著减少肾动脉上述细胞因子的表达。
结论:在16周STZ诱导的糖尿病大鼠肾动脉可见明显的动脉粥样硬化改变、免疫球蛋白的异常沉积、NF-κB、MCP-1和TNF-α蛋白表达上调,提示在糖尿病大血管AS的发生和发展中,免疫机制起到了至关重要的作用。应用CsA进行免疫抑制治疗能有效减少糖尿病大鼠肾动脉免疫球蛋白的异常沉积,下调细胞因子的表达,有助于延缓AS的发生与发展。为期16周、剂量不超过2mg/kg·d的CsA治疗未导致明显的肝肾功能损害。本实验进一步验证了“感染-免疫-炎症-器官损伤-功能障碍”这一理论。
