地塞米松預處理小鼠腎缺血再灌注損傷研究*

曹 霞 張以勤 呂天羽 朱 璇 玄先法 王玉新

廈門醫學院附屬第二醫院腎內科，福建省廈門市 361000

腎缺血再灌注損傷是臨床心肺大型手術、嚴重燒傷、感染性休克等患者的常見并發癥，且多進展為急性腎損傷，顯著影響患者的手術成功率及生存率[1]。近幾十年來，臨床已證實糖皮質激素具有抗炎及抑制免疫的作用，且前期已有研究發現地塞米松可減輕心肌缺血再灌注損傷[2]及肝臟缺血再灌注損傷[3]。另有部分研究表明地塞米松可改善腎缺血再灌注損傷[4-5]，但其改善程度跟地塞米松使用劑量的相關性尚不明確。本研究旨在驗證地塞米松預處理是否可減輕腎缺血再灌注損傷，并探討其使用劑量與腎缺血再灌注損傷減輕程度是否相關。

1 材料與方法

1.1 動物、試劑 健康雄性C57BL/6小鼠，無特定病原體級，購自吳氏實驗動物中心。地塞米松磷酸鈉注射液購于鄭州卓峰制藥有限公司，規格為5mg/ml，產品批號1801271B4。

1.2 實驗動物及分組 30只健康雄性C57BL/6小鼠，70天齡，體質量25～30g。適應性喂養1周后，狀態良好。隨機分成5組，分別為假手術組(Sham組)、腎缺血再灌注組(IRI組)、地塞米松2mg/kg組(Dex 2mg/kg組)、4mg/kg組(Dex 4mg/kg組)及6mg/kg組(Dex 6mg/kg組)，每組6只。地塞米松預處理組，術前30min分別予以2mg/kg、4mg/kg及6mg/kg劑量的地塞米松腹腔注射；假手術組及缺血再灌注組，術前30min給予等體積的生理鹽水腹腔注射。腎缺血再灌注手術方式：麻醉狀態下行腹部正中切口，游離組織，分離暴露腎蒂，用血管夾夾閉右側腎蒂，生理鹽水浸濕紗布覆蓋切口置于32℃溫箱45min，然后松開血管夾，恢復腎臟血流灌注。去除左側腎臟，縫合腹部，術畢放回動物房。假手術組與上類似，僅開腹后不夾閉右側腎蒂。松開血管夾后24h處死小鼠，收集血清和腎臟標本。實驗中，動物狀態良好，無死亡動物，術后給予正常飲食飲水。

1.3 標本收集及檢查 各組小鼠在腎臟再灌注24h后，行心臟取血，3 000r/min離心10min后取上清送我院檢驗科檢測血肌酐、血尿素氮。開腹取右腎，腎臟組織經多聚甲醛固定，常規脫水浸蠟，石蠟包埋、切片，脫蠟透明后由病理科HE試劑進行HE染色，光鏡下觀察腎臟病理組織變化。

2 結果

2.1 各組小鼠腎功能變化情況 腎缺血再灌注組的尿素氮、肌酐水平顯著高于假手術組；地塞米松2mg/kg組的尿素氮、肌酐水平低于腎缺血再灌注組，差異有統計學意義(P<0.05)。2mg/kg組的尿素氮、肌酐水平顯著高于4mg/kg組與6mg/kg組，差異有統計學意義(P<0.05)，但4mg/kg組與6mg/kg組的尿素氮、肌酐水平差異無統計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 5組小鼠處理后腎功能變化情況

注：#與假手術組比較，P<0.05；Δ與腎缺血再灌注組比較，P<0.05；☆與2mg/kg組比較，P<0.05。

2.2 各組小鼠腎臟病理變化情況 假手術組腎小管無明顯腫脹壞死，無明顯炎性細胞浸潤。腎缺血再灌注組腎小管上皮細胞腫脹、空泡變性明顯，炎性細胞浸潤。地塞米松2mg/kg組腎小管腫脹壞死程度及炎性細胞浸潤程度介于假手術組與腎缺血再灌注組之間，見圖1。地塞米松2mg/kg組的腎小管上皮細胞腫脹、空泡變性程度及炎性細胞浸潤程度較4mg/kg與6mg/kg重，差異有統計學意義。4mg/kg組與6mg/kg組的腎臟病理改變相對較輕，差異無統計學意義。見圖2。

假手術組 腎缺血再灌注組 地塞米松2mg/kg組

圖1假手術組、腎缺血再灌注組及地塞米松2mg/kg組三組小鼠腎臟病理改變(×400倍)

3 討論

腎缺血再灌注損傷是一個復雜且多因素參與的過程，其發病機制尚不明確。前期研究發現炎癥反應與腎臟缺血再灌注損傷的發生和進展密切相關，抑制炎癥信號通路可有效減輕腎臟損傷[4-5]。而地塞米松，臨床常見的糖皮質激素藥物之一，其半衰期長，價廉易取，且具有很強的抗炎及免疫抑制作用。已有研究證實地塞米松在肝臟、心肌缺血等再灌注損傷過程中起了重要的保護作用[2-3]。本研究采用地塞米松預處理腎缺血再灌注損傷小鼠模型，試圖驗證上述結論，并進一步探討地塞米松使用劑量與腎缺血再灌注損傷減輕程度是否具有相關性。

地塞米松2mg/kg組 地塞米松 4mg/kg組 地塞米松 6mg/kg組

圖2不同劑量地塞米松預處理組小鼠腎臟病理變化情況(×400倍)

本研究發現，地塞米松預處理可有效改善腎缺血再灌注損傷。地塞米松預處理組的尿素氮及肌酐水平較腎缺血再灌注組明顯降低，腎功能改善。且腎組織病理也提示，地塞米松預處理組的腎小管細胞腫脹程度及空泡變性程度較腎缺血再灌注組輕，炎癥細胞浸潤及小管壞死程度也較其明顯減輕。上述結果提示地塞米松預處理在腎缺血再灌注損傷過程中起到了重要保護作用，與前期研究結論相符。研究已證實炎癥反應是引起腎臟缺血再灌注損傷的重要機制[6-7]。孫穎等報道地塞米松是通過抑制絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶AKt信號通路激活炎癥反應從而減輕腎缺血再灌注損傷[8]。江潮等研究認為地塞米松是通過促進糖皮質激素受體激活，從而抑制PI3K/AKT信號通路的激活而減輕腎缺血再灌注損傷[9]。但地塞米松抗炎作用的機制十分復雜，多種信號參與介導其抗炎過程，目前其保護腎缺血再灌注損傷的機制仍未明確，未來還需進一步研究探討。

前期研究已證實地塞米松預處理可減輕肝臟[2]、心臟[3]、小腸[10]等器官缺血再灌注損傷，但各研究所采用地塞米松劑量各不相同，且地塞米松預處理腎缺血再灌注損傷的研究所采用地塞米松劑量也不盡相同[8，11]。此外，糖皮質激素的使用是把雙刃劍，減輕炎癥反應的同時，其所帶來的不良反應也不可忽視。使用糖皮質激素治療時產生感染、消化性潰瘍、糖耐量異常等不良反應的風險與其應用的劑量密切相關。因此，臨床上如何應用最合理的糖皮質激素劑量以獲得最佳的治療效果，又并發最少的副作用尤為關鍵。目前地塞米松減輕腎缺血再灌注損傷程度是否和其使用劑量相關尚不清楚。本研究采用不同劑量地塞米松預處理小鼠腎缺血再灌注損傷模型，結果發現4mg/kg組及6mg/kg組小鼠的腎功能改善程度較2mg/kg組明顯；腎臟病理也提示4mg/kg組及6mg/kg組小鼠的腎小管細胞腫脹程度及空泡變性程度較2mg/kg組輕，炎癥細胞浸潤及小管壞死程度也較其明顯減輕。但4mg/kg組與6mg/kg組間差異無統計學意義。本研究結果發現，超出一定劑量后，腎缺血再灌注損傷的減輕程度不再與地塞米松劑量呈正相關。有學者認為糖皮質激素需與糖皮質激素受體結合，傳遞信號后，方可啟動后續的抗炎過程[12]，因此可猜想地塞米松使用劑量達到一定程度后，其與糖皮質激素受體結合可能出現飽和狀態，進而致其抗炎效果不能進一步增強。但其中具體機制尚不明確，需相關實驗以進一步探討。

綜上所述，地塞米松預處理可以減輕腎缺血再灌注損傷，但其減輕程度與其使用劑量不完全呈正相關，其最佳使用劑量需相關實驗以進一步探討。