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第一节
实验性肾炎的常用动物模型

实验性肾炎模型(experimental glomerulonephritis model)的成功复制,为人类认识和研究各种肾炎的发生发展过程、发病机制、病理特征、临床表现、药物治疗机制及疗效、阻止或延缓肾脏疾病进展等诸方面构建了重要的实验研究平台,越来越受到研究者们的重视。

一、抗肾小球基底膜肾炎模型

(一)研究背景及原理

肾小球基底膜是由肾小球毛细血管内外透明层及中间致密层构成的网状结构,以糖蛋白为主体。为肾小球滤过屏障的重要组成单位,其结构和功能的完整性是肾小球正常滤过功能的重要保障。抗肾小球基底膜(GBM)抗体相关疾病是一组自身免疫性疾病,肾脏和肺脏是靶器官。肾脏受累多为新月体性肾炎,肾功能损害进展迅速;少数为轻度系膜增生性肾炎,可保持肾功能正常。

抗GBM肾炎模型利用免疫损伤原理,将抗基底膜抗体靶向定置在基底膜形成免疫复合物,激活补体系统,造成基底膜损伤,引起肾小球基底膜结构及功能破坏,形成类似人类新月体性肾小球肾炎病理及临床表现。已有研究发现,抗GBM肾炎免疫损伤一般可分为两个时相,第一时相为异种抗体相或称异相阶段(异源抗GBM抗体作用于GBM,主要表现为补体激活和中性粒细胞介导的增生性肾炎,免疫损伤相对轻微,一般持续3~6天)。第二时相为自身抗体相或称自相阶段(出现于注射抗血清7~10天后,免疫损伤严重,进展为系膜毛细血管性肾炎,最终可致肾小球硬化。动物表现为血尿、大量蛋白尿和肾功能损害。多数逐渐进展到尿毒症,极少数可自愈恢复,时间约数周)。目前,抗基底膜肾炎模型主要有两类:Masugi肾炎(又称肾毒血清性肾炎)和Stably肾炎(又称自身抗肾抗体性肾炎)。前者研究较多并更为常用,介绍如下。

(二)材料与方法

1.动物

SD成年大鼠,3~4月龄,雌雄不限,体重约为200g。新西兰白兔,雄性,体重2.5~3kg。

2.主要试剂

胶原酶、羊抗兔IgG荧光抗体、羊抗鼠IgG荧光抗体。完全弗氏佐剂。

3.造模方法

(1)GMB抗原的提取及鉴定:

试验大鼠适应性饲养2周后,10%水合氯醛300mg/kg腹腔注射或者3%戊巴比妥钠(50mg/kg)麻醉大鼠。常规消毒铺孔巾,选择腹正中线切口,依次切开皮肤至腹腔,无菌条件下取出大鼠双肾。剥离肾包膜,剪取肾皮质,称重。将肾皮质切碎后放入50目不锈钢筛网中研磨,取滤液,再放入250目不锈钢筛网中研磨,取滤渣,即为不溶性GBM。滤渣收集后洗涤3次后取沉淀。将沉淀置于超声粉碎机上爆破后,加入胶原酶(肾皮质干重0.1854g加入8mg胶原酶)消化溶解,置37℃孵温箱24小时,再置60℃水浴箱2小时,即得到可溶性GBM。

(2)兔抗鼠GBM抗血清制备:

参照相关文献,根据兔体重,首次予免疫抗原10mg。将提取的鼠GBM抗原计入等量不完全佐剂,充分乳化后在雄性新西兰白兔背部皮肤进行多点皮内注射。第三周再用相同剂量抗原,加强免疫一次。第五周进行第三次加强,予抗原2mg,不加佐剂,选择兔耳缘静脉注射。第三次加强后1周,从兔耳缘静脉采血测定抗体效价,待抗GBM抗体效价为1∶320时收获血清,-30℃保存备用。

(3)大鼠抗GBM肾炎模型诱导建立:

试验大鼠于代谢笼中适应性饲养2周后。实验前收集24小时尿液并检测24小时尿液蛋白总量,眼静脉采血测血肌酐、尿素氮含量,判断大鼠无基础肾脏疾病。取健康大鼠,尾静脉注射兔抗鼠GBM血清,剂量0.5ml/kg体重。在注射后第4天、14天及21天,随机取鼠,留取血、尿标本进行生化检测,并取大鼠肾皮质标本,分别进行光镜、免疫荧光和电镜检测。

(三)观察项目

1.生化指标检测

检测血红蛋白、尿素氮、血肌酐,尿液检查包括尿渗透压检测和尿量检测。代谢笼饲养可留取24小时尿液,检测24小时尿蛋白。

2.肾脏病理检测

处死大鼠取肾脏经固定、包埋等处理后,切成3μm石蜡切片,进行常规HE、Masson、银染、PAS染色。观察肾脏病理学改变。

(1)光镜检查:

取3μm石蜡切片,常规HE染色。观察肾小球体积大小、肾小球内细胞数、新月体形成及肾小管内蛋白管型形成等情况。

(2)免疫荧光观察:

肾皮质标本常规OCT包埋后切成4μm冷冻切片,直接免疫荧光染色。观察肾小球内兔IgG和鼠IgG类免疫复合物沉积范围、形状及荧光强度等。

(3)电镜检测:

取肾皮质经戊二醛固定和1%锇酸固定,包埋后制成60nm超薄切片。电镜下观察免疫复合物在GBM沉积的部位、大小、形状,观察足细胞、内皮细胞、上皮细胞改变。

(四)结果

1.生化指标

造模后第4天模型大鼠24小时尿蛋白定量、血清肌酐水平、尿毒氮水平即开始上升,并随时间推移呈上升趋势。

2.肾组织病理形态学观察

造模后第4天开始,光镜下模型组肾小球内细胞数开始增多,毛细血管基底膜增厚,系膜基质增多。随时间推移,至第14天、21天,肾小球逐渐出现部分肾小球局灶节段性硬化,肾小球囊壁层上皮细胞增生,可见细胞性新月体形成。部分肾小管管腔内可见蛋白管型,上皮细胞颗粒变性,间质炎症细胞浸润,可见间质散在纤维化。

3.免疫荧光检测

造模后第4天开始肾小球毛细血管壁可见兔IgG呈点线沉积,荧光强度++~+++,随时间推移,至第14天、21天,兔IgG呈线性沉积,荧光强度+++~++++。

4.电镜检测

造模后第4天开始,电镜下观察基底膜出现电子密度增加,基底膜节段性不规则增厚,上皮细胞足突开始出现融合。至第14天、21天,GBM电子密度持续增加,且在上皮侧出现不规则团块状IgG沉积,整个GBM厚度增加更加明显。上皮细胞足突广泛融合,内皮细胞肿胀严重。

(五)讨论

抗GBM肾小球肾炎临床过程凶险,治疗难度大,患者预后相对较差。因此,深入了解抗GBM肾小球肾炎发病机制甚为重要。

抗GBM肾炎动物模型制作过程复杂,关键是制备可溶性GBM抗原和抗GBM血清。因此,制备优质可溶性GBM抗原和抗GBM血清,决定实验的成败。该肾炎模型急性表现类似于人类的新月体肾炎,慢性表现则类似于系膜毛细血管性肾炎,并最终导致肾小球硬化。诊断肾炎的金标准当然是病理,但对于Masugi肾炎而言,动物出现大量蛋白尿时即可认为模型已制备成功,如有相应的病理改变当然更为可靠。目前常用实验动物体系分两类:兔抗鼠抗GBM肾炎及羊抗兔抗GBM肾炎。由于后者实验动物体型大,实验操作难度大,且费用贵,因此,动物实验中常常采用兔抗鼠抗GBM肾炎模型。

二、嘌呤霉素肾病动物模型

(一)研究背景及原理

嘌呤霉素氨基核苷(puromycin aminonucleoside,PAN)诱发的实验性肾病综合征大鼠模型其表现和病理改变与人类肾病相似。典型者能够出现大量蛋白尿、低蛋白血症、水肿和高脂血症。肾脏病理则表现为微小病变或局灶性肾小球硬化。因此,嘌呤霉素肾病模型被广泛用于人类疾病的研究中。该类模型有制作方法简单、成模快、成功率高以及病理指标改变显著等优点,为临床肾病的研究提供了很好的基础。

(二)材料与方法

1.动物

SD雄性大鼠,体重范围40~260g,体重为150~200g最佳。已有研究发现,PAN模型有种属特异性,在SD大鼠、猴和人可诱发肾脏综合征,在犬、兔、小鼠和豚鼠则不能引起肾病表现。

2.PAN

所引起的肾脏病理改变与给药剂量密切相关。药物注入途径包括皮下注射、腹腔注射、颈静脉注射和背部静脉注射;给药次数由一次性或多次重复给药。根据不同实验要求选择合适的注射途径和观察期限。

本文采用中日友好医院李平教授科研组采用方法,具体介绍如下:试验大鼠适应性饲养2周后开始造模:大鼠用10%水合氯醛300mg/kg腹腔注射或者3%戊巴比妥钠(50mg/kg)麻醉大鼠。成功后,仰卧位固定,颈部备皮,75%乙醇消毒。颈静脉给药组行颈静脉插管术缓慢推注PAN生理盐水溶液40mg/kg体重。追加给药组在颈静脉插管给药基础上,于术后第13、16、19天分别尾静脉追加PAN生理盐水溶液5mg/kg体重。

(三)观察项目

1.生化指标检测

检测尿素氮、血肌酐、血白蛋白、血脂等项目,尿液检查包括尿渗透压检测和尿量检测。代谢笼饲养可留取24小时尿液,检测24小时尿蛋白。

2.肾脏病理检测

处死大鼠取肾脏经固定、包埋等处理后,切成3μm石蜡切边,进行常规HE、Masson、银染、PAS染色。观察肾脏病理学改变,主要从肾小球硬化指数和肾小管、间质损伤指数。

肾小球硬化指数(glomerulosclerosis index,GSI):每张切片在光学显微镜400倍下随机观察40个肾小球,对肾小球局灶节段硬化的程度进行半定量评分,正常记为0分,肾小球硬化面积占整个肾小球面积的0%~25%计为1分,26%~50%计为2分,51%~75%计为3分,76%~100%计为4分,每张切片的得分按照以下公式计算:肾小球硬化指数=(1×a+2×b+3×e+4×d)÷40×100。

小管间质损伤评分:按照文献描述方法,半定量肾小管间质的病变。200倍光镜下,每张切片随机选择10个不含肾小球视野,肾小管间质病变有三个参数判定:蛋白管型和肾小管扩展;肾间质炎性细胞浸润和肾间质纤维化程度。每个参数按照0~3分评定(0=正常;1=轻度受损;2=中度受损;3=重度受损),每个样本小管间质评分0~9分。

(四)结果分析

1.尿蛋白分析

已有研究证实,尿蛋白排泄量与肾脏病恶化程度相关,且尿蛋白排泄量越多肾衰进展越快。一次性颈静脉注射PAN模型,自注射之日算起,第3天开始尿蛋白排泄量开始增加,第5~7天明显增高,第10~14天达高峰,随后出现下降趋势,在第12周尿蛋白水平下降至最低值。第13周起,尿蛋白水平在此回升。考虑此现象可能与肾脏病变由MCNS向慢性FSGS转变相关。

李平科研小组改良后尿蛋白水平显著增加,且出现一个持续增高的平台期(均值维持在略高于150mg/24h的水平),其中第20~28天的尿蛋白仍显著增加。第42天和第56天时的尿蛋白仍明显高于一次性颈静脉注射PAN模型。

2.肾脏病理

研究发现,一次性PAN肾炎模型大鼠10天后见肾小球内细胞轻度增生,以内皮细胞为主,部分系膜细胞增殖。第2、3周明显。第4周后开始减少。电镜检查4天后出现上皮细胞空泡形成,少数上皮细胞足突消失或融合成片。第4周后减轻。免疫荧光检测可见肾小球系膜区IgG呈颗粒状或局灶阶段性沉积。

李平科研小组改良后肾脏病理损伤较一次性PAN颈静脉注射模型鼠加重,肾小球系膜区明显扩张,系膜细胞数目增多,基质区明显变宽,大多呈局灶节段性,严重者可呈弥漫性改变。鲍曼囊扩张增宽,或者囊腔变窄,球囊粘连,部分小球囊腔内可见渗出物。皮质区和髓质区小管管腔扩张,上皮萎缩扁平,或基底膜明显增厚。

(五)讨论

不同PAN剂量、给药次数可诱发出不同病理类型的肾病模型,研究者可根据不同的研究目的进行选择。微小病变肾病综合征是儿童常见的病理类型,大剂量单次注射可导致该病理类型,故可作为儿童肾病综合征的首选。而多次小剂量给药诱发典型的肾小球局灶节段硬化模型,适宜用于慢性肾病的研究。

三、急性阿霉素肾病模型

(一)研究背景及原理

肾病综合征是临床常见病及多发病,病理类型以轻微病变为主。嘌呤霉素可诱发大鼠出现蛋白尿、高脂血症等典型肾病表现,是肾病综合征常用模型,被广泛应用于科学研究。阿霉素肾病模型是继嘌呤霉素肾病模型后又一新的肾病大鼠模型。阿霉素肾病模型分为急性肾病模型及慢性肾病模型。急性肾病表现为典型肾病综合征表现,慢性肾病模型肾脏病理则表现为肾小球硬化。本文将急性阿霉素肾病模型造模过程简介如下:

(二)材料与方法

1.实验动物

SD成年大鼠,8周龄,体重为300g左右。

2.方法

试验大鼠适应性饲养2周后开始造模,采用一次性尾静脉注射法:阿霉素5mg/kg,用生理盐水稀释至3ml,一次性尾静脉注射。注射后第3小时、3天、14天、28天、42天及56天处死大鼠。处死前,将大鼠置于代谢笼中(禁食,不禁水),收集24小时尿液测量尿量。处死时可经动脉(股动脉或腹主动脉)采血标本,用于后续实验室指标检测。肾脏标本4%甲醛固定,石蜡包埋。

(三)观察项目

1.生化指标检测

代谢笼饲养可留取24小时尿液,检测24小时尿蛋白。检测血红蛋白、尿素氮、血肌酐、血脂、血白蛋白;尿液检查包括尿渗透压检测和尿量检测。

2.肾脏病理检测

处死大鼠取肾脏进行肾脏病理检测,常规HE、Masson、银染、PAS染色。观察肾脏病理学改变。

(四)结果

1.蛋白尿

全部大鼠分别在注射药物前及注射药物后次日开始每天收集24小时尿液,测定尿蛋白定量。结果发现,注射阿霉素6天后出现蛋白尿,并随时间推移逐渐加重,28天时最明显,后缓慢下降,可一直延续至术后56天。尿蛋白的单峰变化可能与肾脏病理转型有关(由微小病变向其他类型肾炎转变,如模型肾病、局灶节段硬化)。

2.血清生化指标

血清白蛋白在注射药物14天开始降低,28天起出现严重低蛋白血症。血清胆固醇在注射药物后14天已显著升高,以56天时最高。尿素氮从注射药物后开始明显升高,并随时间推移加重。血肌酐尽在42天和56天轻度升高。

3.肾脏病理改变

光镜下,14~56天可见肾小管官腔可见少量蛋白管型,余未见明显病理改变。电镜观察,注射药物3天后即可出现肾小球脏层上皮细胞足突轻度融合,并随时间推移加重。14天可见大部分足突显著肿胀、扁平、融合,且可见微绒毛形成、裂空消失。此外,尚可见肾囊腔变窄,甚至消失,系膜基质轻度增多,肾小球基底膜呈灶型增生,未发现电子致密度沉积。

(五)讨论

阿霉素一次性注射大鼠,注药后6天开始出现严重蛋白尿,28天后蛋白尿进一步加重,且出现严重的低蛋白血症、高脂血症以及浆膜腔积液。光镜下病理改变甚微,仅可见少数肾小管内蛋白管型形成。电镜下表现为足突肿胀、融合。上述表现与MCN肾炎极为相似。本实验后期动物开始出现肾衰竭表现,如氮质血症、肌酐升高等。此时肾小球基底膜开始增厚、灶性增生,考虑病理变化转型,有待进一步研究。

阿霉素肾病模型较嘌呤霉素核苷酸肾病模型有以下优势:①操作简单,只需一次静脉注射,成功率高;②尿蛋白持续时间长,且稳定。有研究发现,尿蛋白持续时间9个月;③病变稳定,给药后均可出现肾组织超微结构的改变,仅有程度上的差异。

四、慢性阿霉素肾病模型

(一)研究背景及原理

肾小球硬化是肾小球病变发展至终末期的一种不可逆性病理改变,要深入研究其动态发生发展及有关机制,就需要建立一病理特征与之相似、病变稳定而且重复性好的动物模型。研究表明单纯静脉注射阿霉素或单侧肾摘除均可诱发大鼠产生类似于人类肾小球疾病的局灶节段性肾小球硬化。但其肾小球硬化程度轻且所需时间相当长,不便于实验。单侧肾摘除与重复静脉注射阿霉素相结合制作加速肾小球硬化大鼠动物模型成功率高,可重复性好,本文介绍如下。

(二)材料与方法

1.实验动物

SD成年大鼠,8周龄,体重为300g左右。

2.方法

试验大鼠适应性饲养2周后开始造模,10%水合氯醛300mg/kg腹腔注射或者3%戊巴比妥钠(50mg/kg)麻醉大鼠,剖腹暴露并钝性分离左肾及肾蒂,行左肾摘除,术后第7天给予阿霉素5mg/kg尾静脉注射,再于术后第28天重复注射阿霉素3mg/kg。于第一次静注阿霉素第4周、8周、12周处死大鼠。处死前,将大鼠置于代谢笼中(禁食,不禁水),收集24小时尿液测量尿量。处死时可经动脉(股动脉或腹主动脉)采血标本,用于后续实验室指标检测。肾脏标本4%甲醛固定,石蜡包埋。

(三)观察项目

1.生化指标检测

代谢笼饲养可留取24小时尿液,检测24小时尿蛋白。检测血红蛋白、尿素氮、血肌酐、血脂、血白蛋白;尿液检查包括尿渗透压检测和尿量检测。

2.肾脏病理检测

处死大鼠取肾脏进行肾脏病理检测,常规HE、Masson、银染、PAS染色。观察肾脏病理学改变。

(四)结果

1.生化指标检测

注射阿霉素后第4周大鼠24小时尿蛋白、血尿素氮、血肌酐水平较术前均显著增加,并随时间推移逐渐加重,提示随着实验进展,肾功能进行性恶化。

2.肾脏病理改变

第4周实验组大鼠系膜细胞、系膜基质轻度增生,第8周系膜细胞和系膜基质增生较第4周加重,部分肾小球出现节段硬化,第12周肾小球平均截面积和平均体积显著增大,系膜基质增生明显,血管扩张,球囊壁粘连,60%肾小球有节段硬化,少数可呈球性硬化。

3.电镜检测

模型大鼠第4周电镜观察可见肾小球脏层上皮细胞足突部分融合,且随着观察时间的延长而逐步加重,到第12周可见肾小球脏层上皮细胞足突广泛融合甚至消失,肾小球毛细血管基底膜增厚。

(五)讨论

近年来,国内外已涌现出多种不同的肾小球硬化动物模型如肾大部切除术、单肾摘除术、肾动脉分支结扎术和冷冻术等外科模型,抗Thy-1抗体介导免疫损伤模型以及静脉注射嘌呤霉索、阿霉素、柔红霉素或喂食腺嘌呤等药物模型。本文所介绍方法是将单侧肾摘除与重复静脉注射阿霉素相结合制作加速型肾小球硬化大鼠动物模型。结果发现第一次静脉注射阿霉素后4周血尿素氮、肌酐和24小时尿蛋白定量明显升高,肾小球系膜细胞、系膜基质增生,但程度较轻,类似于人类微小病变型肾病:实验第8周血尿素氮、肌酐和24小时尿蛋白进一步升高,系膜细胞和系膜基质增生加重,出现局灶节段性肾小球硬化。到12周肾功能恶化,平均动脉压显著升高,肾小球明显肥大,毛细血管襻与球囊壁有不同程度的粘连。肾小球硬化程度和范围加重加广,除有60%节段硬化外,少数还可呈球性硬化。因此,此方法可靠、简便易行;鼠间测定的指标变异性小,稳定性高;可明显缩短模型制备周期,实验重复性好,便于实验研究,为具有一定实用价值的加速性肾小球硬化动物模型。

五、单侧输尿管结扎法(UUO)梗阻性肾病大鼠模型

(一)研究背景及原理

肾间质纤维化是多种肾脏疾病发展至终末期肾衰竭的共同通路和主要病理基础,以肾间质炎性细胞浸润伴肾小管细胞丢失为特征。早期阶段炎性细胞浸润明显,肾间质开始出现早期纤维化。伴随疾病的发展,小管细胞丢失、小管萎缩,肾间质纤维化明显,导致整个肾脏结构破坏而影响肾功能。

单侧输尿管结扎法(unilateral ureter obstruction,UUO)梗阻性肾病模型是目前研究肾小管间质进行性纤维化较为成熟的一种实验动物模型。伴随肾间质纤维化变逐渐加重,最终导致整个肾脏结构破坏。

其可能发病机制包括以下几点:

1.输尿管结扎后肾小囊内压力增加,导致肾小球有效滤过率下降,肾脏有效灌注下降,引起肾脏缺血改变,肾小管上皮细胞萎缩、坏死,机体内尿毒毒素增加。

2.肾小囊内压力增加,原尿反流至肾间质,肾间质炎性细胞浸润,而且原尿成分(如白蛋白等)引起肾小管上皮细胞、系膜细胞等肾间质细胞出现转分化,形成成纤维细胞,进而进一步加重肾脏纤维化。已有动物实验显示:梗阻以后间质成纤维细胞增殖和单核细胞浸润,4小时开始,12小时大高峰。梗阻7天时扩张的集合管就有些萎缩和坏死,14天时近曲小管萎缩,28天时肾髓质厚度减少1/2。肾小球梗阻28天以后才有病理改变。

本文采用单侧输尿管结扎法模拟制作梗阻性肾病大鼠模型。

(二)材料与方法

1.动物

SD成年大鼠,8周龄,体重为200g左右。

2.试验大鼠适应性饲养2周后开始造模:

10%水合氯醛300mg/kg腹腔注射或者3%戊巴比妥钠(50mg/kg)麻醉大鼠。常规消毒铺孔巾,选择腹正中线切口,依次切开皮肤至腹腔,并钝性分离游离、双线结扎右侧输尿管(亦可输尿管结扎2次,并在两组结扎线之间剪断输尿管)后再缝合皮肤。建模后第3、7、14、21和28天处死大鼠。处死前,将大鼠置于代谢笼中(禁食,不禁水),收集24小时尿液测量尿量。处死时可经股动脉采血标本,用于后续实验室指标检测。肾脏标本4%甲醛固定,石蜡包埋。

(三)观察项目

1.生化指标检测

检测血红蛋白、尿素氮、血肌酐,尿液检查包括尿渗透压检测和尿量检测。代谢笼饲养可留取24小时尿液,检测24小时尿蛋白。

2.肾脏病理检测

处死大鼠取肾脏经固定、包埋等处理后,切成3μm石蜡切边,进行常规HE、Masson、银染、PAS染色。观察肾脏病理学改变。

(1)小管间质损伤评分:

按照文献描述方法,半定量肾小管间质的病变。200倍光镜下,每张切片随机选择10个不含肾小球视野,肾小管间质病变有三个参数判定:蛋白管型和肾小管扩展;肾间质炎性细胞浸润和肾间质纤维化程度。每个参数按照0~3分评定(0=正常;1=轻度受损;2=中度受损;3=重度受损),每个样本小管间质评分0~9分。

(2)肾小管间质炎性细胞浸润计数:

按照文献描述方法,400光镜下观察,每张切片随机选择10个不含肾小球视野,计数肾间质内浸润的炎性细胞数量(单核巨噬细胞、淋巴细胞、中性粒细胞)。结果以炎性细胞数目/HP×400表示。

3.免疫组织化学方法

采用免疫组织化学方法进行检测肾间质纤维蛋白原(FN)及α-SMA表达变化。

(四)讨论

已有研究证实,肾间质纤维化是慢性肾脏病重要病理表现,与肾功能密切相关。临床工作中,导致肾纤维化的常见原因为输尿管梗阻。本模型制作过程中发现,短期内(术后7~14天)大鼠即可出现血尿素氮、肌酐值升高,提示模型复制成功。随时间推移至21~28天,血尿毒氮、肌酐值出现下降趋势,提示单侧输尿管结扎造成梗阻后,健侧肾脏代偿功能为渐进性过程。

肾间质纤维化以肾间质中细胞数量及胶原成分增多伴肾小管萎缩或扩展为特征。本模型观察到,UUO术后3天,肾脏间质出现炎性细胞浸润、细胞增殖、小管扩展等改变,此后呈现进行性小管萎缩及间质纤维化过程。整个观察过程中,术后28天小管间质纤维化已十分严重,肾小球仍无明显病变,进一步验证该模型的病理改变特点。免疫组织化学显示,UUO术后三天肾间质FN及α-SMA表达增加,提示成纤维细胞激活,且持续至术后28天,参与肾间质纤维化形成过程。此外,肾小管上皮细胞亦出现α-SMA表达,提示肾小管上皮细胞可能出现上皮-间质转分化现象,直接或间接参与肾间质纤维化过程。

肾间质炎性细胞浸润是本模型另一个重要病理改变。浸润炎性细胞学包括单核巨噬细胞、淋巴细胞、中性粒细胞。炎性细胞参与肾间质纤维化可能是通过旁分泌炎性细胞因子实现,如TGF-β、IL-6等。炎性细胞因子介导间质细胞增殖、合成、分泌细胞基质,参与并加重肾脏间质纤维化。

UUO模型制作方法、过程相对简单,重复性较高,肾间质纤维化发生迅速,可观察到肾脏细胞转分化过程,因此,UUO模型是一种研究肾间质纤维化、肾脏细胞转分化和评价肾纤维化治疗方法的理想模型。

六、5/6肾切除慢性肾脏病模型

(一)研究背景及原理

近年来,慢性肾脏病发病率逐年增高,成为严重的公共健康问题之一。慢性肾脏病临床表现为水电解质代谢紊乱、尿毒素体内异常堆积、继发性内分泌紊乱、造血系统功能异常等临床综合征,长期预后欠佳,给患者带来严重的健康威胁、经济负担。慢性肾脏病以肾小管间质纤维化为主要病理基础,表现为肾小管损伤、肾间质炎性细胞浸润、纤维化为特征,并伴肾小球硬化等。

为探究慢性肾脏病发病机制及临床治疗方法,医学研究者尝试各种慢性肾脏病动物模型模拟慢性肾脏病临床过程。迄今为止,动物实验学家已研究出多种慢性肾衰竭造模方法,如肾动脉结扎术、肾脏切除术、肾脏皮质功能灭活(冰冻、电凝、药物毒性)等方法,上述方法通过减少肾单位,使之出现残余肾单位代偿性肥大,肾小球出现高过滤、高灌注和囊内高压,尿蛋白排泄增加,继之出现肾小球硬化、肾小球毛细血管塌陷、肾小管萎缩、肾间质炎性细胞浸润和肾间质纤维化,最终发展为慢性肾衰竭。本文简介以肾间质纤维化伴肾小球硬化为主要病理表现的5/6肾切除慢性肾病动物模型,如下。

(二)材料与方法

1.动物 SD成年大鼠,8周龄,体重为(200±20)g。

2.试验大鼠适应性饲养2周后开始造模 10%水合氯醛300mg/kg腹腔注射或者3%戊巴比妥钠(50mg/kg)麻醉大鼠,剖腹暴露并钝性分离左肾及肾蒂,暴露左肾,剥离肾包膜时,要从下极往上剥(以免损伤肾上腺)。游离肾周围脂肪囊后,弧行切除靠近上下极的部分,保留肾门部分(以免影响血供)。用明胶海绵压迫止血1分钟,复位肾脏,逐层关腹(肌层一定要缝紧,以免组织暴露在外,引发鼠吃鼠的现象)。1期手术后4天行2期手术,同样方法麻醉、剖腹,暴露右肾,结扎肾蒂,摘除右肾;两次手术共切除肾脏5/6。

3.建模后第12周留取尿液标本,并处死动物,取得血液和肾脏标本。

(三)观察项目

可在CRF大鼠第一次手术前1天、第二次手术后第12周测体重、血红蛋白、尿素氮、血肌酐,尿液检查包括尿渗透压检测和尿量检测。代谢笼饲养可留取24小时尿液。取肾脏进行肾脏病理检测,常规HE、Masson、银染、PAS染色。观察肾脏病理学改变。

(四)结果

在实验的第12周,慢性肾衰竭大鼠血肌酐、尿素氮水平显著升高。光镜下,慢性肾衰竭大鼠肾小球大多数呈重度甚至完全硬化,还可见残余肾小球出入球小动脉关闭明显增厚,肾小管萎缩,间质见较多炎细胞浸润和纤维化。

(五)讨论

迄今为止,慢性肾衰竭造模方法很多,其中以肾动脉结扎术、肾脏切除术、肾脏皮质功能灭活(冰冻、电凝、药物毒性)等方法减少肾单位,使之出现残余肾单位代偿性肥大,肾小球出现高过滤、高灌注和囊内高压,尿蛋白排泄增加,继之出现肾小球硬化、肾小球毛细血管塌陷、肾小管萎缩、肾间质炎性细胞浸润和肾间质纤维化,最终发展为慢性肾衰竭。

研究发现,肾大部切除所致慢性肾衰竭对阐述肾素-血管紧张素系统在慢性肾衰竭肾小球硬化及肾小管-间质纤维化中具有独特作用,在慢性肾脏病发病机制、病理生理中可能有更多研究价值。

七、IgA肾病模型

(一)原理及背景

IgA肾病是以反复发作性肉眼或镜下血尿为临床表现的一种原发性肾脏疾病,是原发性肾小球疾病中最常见的类型之一。1968年,Berger首先描述本病,故又称Berger病。特征性病理改变表现为免疫荧光检测时IgA或以IgA为主的免疫球蛋白在肾小球系膜区及毛细血管袢弥漫性沉积,同时伴肾小球系膜细胞增生,基质增多。

目前,关于IgA肾炎的动物模型方法颇多。国外所用的自发性IgA肾病模型所采用的是具有血清高浓度IgA的ddY小鼠选择性交配而衍生的具有自发性IgAN倾向的HIGA鼠系。此种方法动物模型尿蛋白含量不高,且从未出现血尿。另外,费用昂贵,成功率低,且重复性差。国内学者常用IgA肾炎动物模型制作方法有:口服免疫引起的IgA肾病模型和继发于肝脏病变的IgA肾病模型。此种方法主要基于使胃肠黏膜免疫功能紊乱和免疫系统对血液和肾小球中的多聚IgA清除障碍两种机制。具体如下:①利用口服免疫原+肝脏切除+免疫佐剂;②葡萄球菌肠毒素+口服免疫原+免疫佐剂;③腹腔注射CCl 4 引发的IgA肾病模型。我国中山大学在已有试验方法的基础上进一步改进,现介绍如下:

(二)材料与方法

1.实验动物

SD成年大鼠,8周龄,体重为250g左右。

2.方法

试验大鼠适应性饲养2周后开始造模:运用脂多糖牛血清白蛋白(BSA)+脂多糖(LPS)+四氯化碳(CCl 4 )方法建立实验性IgAN模型,方案如下:口服免疫原BSA剂量400mg/kg隔天灌胃,持续6周;CCl 4 皮下注射(皮下注射蓖麻油0.5ml+CCl 4 0.10ml,每周1次,持续9周),并联合运用LPS(分别于第6、8周以LPS 0.05mg尾静脉注射)。处死时可经动脉(股动脉或腹主动脉)采血标本,用于后续实验室指标检测。肾脏标本分为两部分:一部分常规4%甲醛固定,石蜡包埋。另一部分冷冻切片行免疫荧光检测。

(三)观察项目

1.生化指标检测

检测血红蛋白、尿素氮、血肌酐、血脂、血白蛋白;尿液检查包括尿渗透压检测和尿量检测。代谢笼饲养可留取24小时尿液,检测24小时尿蛋白。

2.肾脏病理检测

处死大鼠取肾脏进行肾脏病理检测,常规HE、Masson、银染、PAS染色。观察肾脏病理学改变。采用免疫荧光检测方法,检测肾小球内免疫复合物沉积情况。

(四)结果

1.生化指标

模型成功后24小时尿蛋白总量显著增高,且可见到血尿(大部分为镜下血尿,少数可见肉眼血尿);BUN、SCr水平均显著增高;模型成功后大鼠均出现肝功能受损,表现为谷草转氨酶、谷丙转氨酶升高。

2.肾脏病理

模型成功后光镜下模型组肾小球内细胞数增多,系膜区增宽,系膜基质增多。部分肾小管管腔内可见蛋白管型。

3.免疫荧光检测

模型成功后肾小球系膜区可见免疫复合物呈点线或团块状沉积,荧光强度++~++++。

八、抗Thy-1抗体肾炎模型

(一)研究背景及原理

系膜增生性肾炎(MsPGN)是由免疫介导的肾小球炎症性疾病,是我国原发性肾小球疾病中最常见的病理类型。该病在临床上发病率高,主要病理学特点为系膜溶解,系膜细胞过度增殖和细胞外基质沉积,逐渐导致肾小球硬化,最终步入终末期肾脏病。

Thy-1为鼠类胸腺细胞表面糖蛋白,与大鼠系膜细胞有交叉抗原性,抗Thy-1抗体能诱导肾小球系膜细胞病变,早期为系膜细胞变性甚至坏死,继而增生,产生细胞外基质增多,形成系膜增生性肾炎。目前国际上普遍采用抗Thy1诱导的肾炎模型来模拟和研究人类MsPGN的病变。

(二)材料与方法

1.动物

SD成年大鼠,3~4月龄,雌雄不限,体重为200g左右。新西兰白兔,雄性,体重2.5~3kg。

2.大鼠胸腺细胞悬液制备

选择SD大鼠一只,10%水合氯醛300mg/kg腹腔注射或者3%戊巴比妥钠(50mg/kg)麻醉大鼠。常规消毒铺孔巾,取出胸腺,剪碎后放入无菌尼龙网过滤,除去混杂组织,滤液即为胸腺细胞混悬液。离心后取沉渣,用无菌PBS重悬,计数调整细胞密度至10 11 /L。

3.抗鼠Thy-1血清制备

选择雄性新西兰兔,卡介苗预致敏,14天后两侧腘窝淋巴结肿大,胸腺细胞与完全福氏佐剂相混合,皮下。初次免疫后每隔2周加强3次,最后一次免疫1周后,免疫荧光法测定抗血清效价达1∶160~1∶320时,麻醉后将兔行心脏采血处死,留血清,即为抗Thy-1血清。血清经大鼠肝细胞吸附后,-20℃保存,使用时56℃水浴灭活补体备用。

4.大鼠Thy-1肾炎模型制作

选择雄性SD大鼠于代谢笼适应性饲养2周后。实验前收集24小时尿液并检测24小时尿液蛋白总量,眼静脉采血测血肌酐、尿素氮含量,判断大鼠无基础肾脏疾病。取健康大鼠,尾静脉注射兔抗鼠抗Thy-1血清(5ml/kg),每周一次,连续4周。分别于注射后1天、3天、5天、7天、2周、3周、4周、5周处死大鼠。留取血、尿标本进行生化检测,并取大鼠肾皮质标本,分别进行光镜、免疫荧光和电镜检测。

(三)结果

1.生化指标

造模后第7天模型大鼠24小时尿蛋白定量水平即开始上升,并随时间推移呈上升趋势。部分大鼠可出现镜下血尿。

2.肾组织病理形态学观察

病变肾小球体积增大。造模后第1天开始,光镜下模型组肾小球系膜区开始溶解,肾小球细胞数量减少,部分毛细血管扩展。第3天细胞开始增生,第4周、第5周细胞增生的同时伴系膜基质明显增多。肾小管内可见蛋白管型。

(四)讨论

国际公认的抗Thy-1肾炎是最能模拟人类MsPGN病理变化的动物模型,常用的方法有抗胸腺血清法和单克隆抗体法,具体又因单次大剂量注射和多次小剂量注射而分为急性和慢性模型。

抗Thy-1血清制备过程复杂,制备高效价、高纯度和特异性强的抗Thy1抗体是成功建立大鼠MesPGN实验模型的关键,要得到高效价、高纯度的抗体必须选用针对性强、制作方法简单且所得抗体易于纯化的方法。现在已有商品化的抗鼠Thy-1血清购买,为科学实验提供了方便。此外,吕杨科研小组由OX7细胞株制备抗Thy-1血清,方法简单,且抗体纯度、效价高,不失为另一种选择。

九、狼疮样肾炎小鼠模型

(一)研究背景及原理

系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus,SLE)是一种自身免疫性疾病,以T、B细胞活化增强,产生抗核抗体、抗双链DNA抗体、形成免疫复合物以及多种组织器官损伤为其特征。其中狼疮性肾炎(lupus nephritis,LN)是系统性红斑狼疮最常见和最严重的并发症,是导致患者死亡的主要原因。因此,研究人员致力寻找一种重复性好、稳定的狼疮样肾炎模型。

至此,狼疮样肾炎模型制作方法有四类:①慢性移植物抗宿主病(graft-versus-host disease,GVHD)狼疮样肾炎小鼠模型;②降植烷诱导C57BL/J6狼疮样肾炎小鼠模型;③同种异体淋巴细胞致狼疮肾炎小鼠模型;④NZM2328狼疮样肾炎小鼠模型。

慢性GVHD狼疮样肾炎小鼠模型是1988年建立的国际公认的狼疮样肾炎小鼠模型。可通过实验诱导,实验条件易控制,并且发病早,诱导后12周就可出现典型的肾脏病理改变,其病变类似人类狼疮样肾炎的典型表现,特别适合狼疮样肾炎的研究。我国在国外文献报道的基础上成功地复制出慢性GVHD狼疮样肾炎小鼠模型并动态地观察了该模型不同阶段的肾脏病理改变特点。现将慢性GVHD狼疮样肾炎小鼠模型成模过程介绍如下。

(二)材料与方法

1.动物

雌性DBA/2小鼠;8~10周龄雌性(C57BL/10×DBA)F1杂交鼠。

2.小鼠淋巴细胞悬液制备

无菌分离一周龄雌性DBA/2小鼠脾、胸腺、淋巴结淋巴细胞,剪碎过80目筛,用淋巴细胞分离液分离细胞,D-Hanks液制成单细胞悬液,其中脾、胸腺及淋巴结细胞的比例为6 ∶4 ∶2。

3.制作慢性GVHD狼疮样肾炎小鼠模型制备

取8~10周龄雌性(C57BL/10×DBA)F1杂交鼠,代谢笼适应性饲养2周。第1次注射日设为0天,于0、3、7、10天尾静脉静脉注射,每次给予50×10 6 个活细胞。

(三)观察指标及结果分析

1.尿液分析及血生化指标检测

模型小鼠于首次淋巴细胞注射后8周开始出现尿蛋白,12周达到高峰,一直持续至16周。模型小鼠于12、16周可见尿红细胞。

模型小鼠首次淋巴细胞注射后12周时血胆固醇甘油三酯显著增高,血清总蛋白及白蛋白显著降低。16周时血尿素氮、肌酐增高。模型小鼠8、12、16周血清抗ds-DNA抗体显著增高。

2.慢性GVHD狼疮样肾炎小鼠模型的外观变化

模型小鼠于首次淋巴细胞注射后8周体重明显增加,至12周达高峰,腹部明显增大。之后体重逐渐下降。分阶段处死小鼠,肉眼观察可见第12周时模型鼠有腹水及胸水形成,肾脏明显增大,颜色苍白。血清呈乳糜样,脾脏、胸腺淋巴结均明显增大。16周时血清乳糜状改变消失,肾脏较12周时缩小,颜色更苍白。

3.慢性GVHD狼疮样肾炎小鼠模型肾脏病理改变

首次淋巴细胞注射后8周可见肾小球系膜细胞明显增生,注射16周时肾小球全球硬化、肾小管腔有大量蛋白管型、小管细胞脱落、间质大量单核-巨噬细胞浸润并有基质沉积。

荧光检查见注射后8周时C3、IgG沿肾小球毛细血管壁呈细颗粒状沉积,12周时则呈粗颗粒状及团块状沉积。IgM主要沉积于系膜区。

电镜显示模型动物8周时部分足突融合系膜区基底膜上皮下及内皮下有电子致密物沉积。

(四)讨论

小鼠诱导后12~14周肾脏出现肾小球系膜节段弥漫增生及膜性肾小球肾炎,严重者出现球性肾小球硬化。多数小鼠显示增生型的肾小球病变,还表现为慢性间质性肾炎。浸润细胞主要由T细胞和巨噬细胞组成。用本方法诱导的模型12周时上述这些病变均可见到,但主要为弥漫增生性肾小球肾炎,类似人类狼疮样肾炎Ⅳ型及Ⅳ型伴节段肾小球基底膜钉突形成。

国外多采用C57BL/10与DBA/2的F1小鼠制作模型用无菌的RPMI1640液制成单细胞悬液,注射经微孔筛过滤后将过滤后的混合液注射到小鼠体内。由于国内C57BL/10小鼠较少,此模型选用其同一家系的C57BL/6与DBA/2的F1小鼠制作模型。鼠源丰富用无菌的生理盐水制成单细胞悬液注射生理盐水较RPMI1640液配制简单,又可降低实验成本。

十、同型免疫复合物肾炎动物模型

(一)研究背景及原理

膜性肾病(MN)是一种器官特异性自身免疫性疾病,是原发性肾病综合征的常见类型之一,其病理特点为肾小球脏层上皮细胞下免疫复合物沉积、肾小球基膜(GBM)增厚及足细胞足突广泛融合。

原位免疫复合物肾炎动物模型是由抗原物质在肾小球形成原位免疫复合物,并激活补体引起的肾脏病理损害模型,原位免疫复合物肾炎动物模型发病机制、病理表现与人类MN类似,长期作为研究人类MN的模型使用。该类常用动物模型包括Heymann肾炎、凝集素及其抗体诱导肾炎、阳离子化牛血清白蛋白肾炎等。Heymann肾炎模型分主动性和被动性两种。主动性Heymarm肾炎是指用近端肾小管刷状缘成分免疫大鼠,引起类似于人类MN的肾炎表现;被动性Heymarm肾炎是直接给大鼠注射抗刷状缘抗体(FxlA)而造成的。下文将常见的主动型Heymann肾炎模型制作方法介绍如下。

(二)材料与方法

1.动物

清洁级SD成年大鼠,雄性,体重为200g左右。

2.制备肾皮质+完全弗氏佐剂悬液

取180~220g SPF级SD大鼠,10%水合氯醛300mg/kg腹腔注射或者3%戊巴比妥钠(50mg/kg)麻醉大鼠。常规消毒铺孔巾,选择腹正中线切口,依次切开皮肤至腹腔,处死后无菌条件下摘取两侧肾脏。用生理盐水反复冲洗至发白,切取肾皮质碾成匀浆与完全弗氏佐剂混匀(5g肾皮质加完全弗氏佐剂混匀成10ml),加2倍量生理盐水混匀后,-10℃冷藏备用。

3.主动型Heymann肾炎模型复制

大鼠均腹腔注射上述肾皮质完全弗氏佐剂悬液(2ml)进行免疫,每2周1次,共6次。大鼠在注射肾皮质+完全弗氏佐剂悬液4周后以尿蛋白试纸检查大鼠尿液,以大鼠尿蛋白呈阳性为肾炎形成的指标。

(三)观察项目

1.生化指标检测

检测血红蛋白、尿素氮、血肌酐,尿液检查包括尿渗透压检测和尿量检测。代谢笼饲养可留取24小时尿液,检测24小时尿蛋白。

2.肾脏病理检测

处死大鼠取肾脏经固定、包埋等处理后,切成3μm石蜡切片,进行常规HE、Masson、银染、PAS染色。观察肾脏病理学改变。

(1)光镜检查:

取3μm石蜡切片,常规HE染色。观察肾小球体积大小、肾小球内细胞数、新月体形成及肾小管内蛋白管型形成等情况。

(2)免疫荧光观察:

肾皮质标本常规OCT包埋后切成4μm冷冻切片,直接免疫荧光染色。观察免疫复合物沉积范围、形状及荧光强度等。

(3)免疫组化检测:

常规石蜡切片,按照免疫组织化学方法,检测肾脏标本Ⅳ型胶原(ColⅣ)、α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)等表达。

(4)电镜检测:

取肾皮质经戊二醛固定和1%锇酸固定,包埋后制成60nm超薄切片。电镜下观察免疫复合物沉积的部位、大小、形状,观察足细胞、内皮细胞、上皮细胞改变。

(四)结果

1.生化指标

造模后第6周模型大鼠24小时尿蛋白定量已明显增加,免疫第10周24小时尿蛋白定量值显著增高;后尿蛋白水平进入平台期。血清尿毒氮第6周开始水平即开始上升,并随时间推移呈上升趋势。血肌酐第10周开始水平开始轻微上升。

2.肾组织病理形态学观察

成模后光镜下大鼠肾脏病可见肾小球基底膜增厚,肾小球细胞数增多,系膜细胞轻度增生,系膜基质增宽,炎性细胞浸润。近曲小管上皮空泡变性,有的小管上皮脱落,间质有局灶性炎性细胞浸润,肾小管萎缩或扩张,可见蛋白管型,有的间质区域扩张。PAS染色可见局部肾小球GBM轻度增厚,钉突形成及部分基底膜空泡变性。Masson染色可见GBM外侧有细颗粒状嗜复红蛋白即免疫复合物沉积。

3.免疫组化检测

ColⅣ除表达于肾脏基底膜,在扩张的间质区域亦可有表达;α-SMA除主要表达于小血管肌层外,在远曲及近曲小管表达显著增加。

4.免疫荧光检测

成模后抗鼠IgG、抗鼠C3均沿基底膜呈点线沉积,荧光强度++~+++。

5.电镜检测

成模大鼠肾小球在GBM靠足细胞侧有大量电子致密物沉积,毛细血管GBM不规则增厚边宽,局部有钉突形成,足细胞损伤明显,排列紊乱,足突融合、增宽、裂孔膜消失,毛细血管内皮细胞肿胀,管壁不规则。

(五)讨论

Heymann肾炎的发病和病理类型与MN十分相似而作为研究人类MN的模型使用已四十余年。在Heymann肾炎模型中,循环抗体与足细胞足突表面的Megalin/gp330及受体相关蛋白结合后形成上皮下原位免疫复合物,继而激活补体形成C5b-9膜攻击复合物损伤上皮细胞和GBM损害,最终导致蛋白尿。对绝大多数Heymann肾炎的研究显示C5b-9复合物对蛋白尿的形成起决定性作用。近年研究显示肾小球足细胞蛋白nephrin、podocalyxin构成的足细胞足突裂孔隔膜的损伤在Heymann肾炎的发生中亦具有重要作用,这为今后治疗MN提供了新的方向,也使肾脏病研究者看到了治愈MN的希望。

十一、血清病性肾炎动物模型

(一)研究背景及原理

循环免疫复合物沉积是肾炎主要发病机制之一,血清病肾炎模型就是这种经典肾炎发病机制学说的代表性动物模型,它与临床常见的肾小球肾炎有着较为相似的发病机制及病理过程,因此在国际上受到了密切关注,广泛用于研究肾炎发生进展机制及观察药物疗效等实验。

血清病肾炎模型可分为急性血清病肾炎模型和慢性血清病肾炎模型。急性血清病性肾炎动物模型采用牛血清白蛋白250mg/kg一次性注入兔静脉,注射2周后,在肾小球系膜区可见免疫复合物和补体的沉积,系膜细胞和内皮细胞增生,肾小球和肾间质内炎性细胞浸润,其病理特征类似于人类毛细血管增生性肾小球肾炎;慢性血清病性肾炎动物模型以牛血清白蛋白10~15mg/d,给兔作静脉注射,连续1~6个月,可诱导肾小球毛细血管基底膜内免疫复合物沉积,足细胞足突融合,滤过膜增厚,并出现蛋白尿,类似于人类膜性肾病。急性血清病模型不易控制发病时间;慢性血清病模型需时长,病变较轻,不稳定。因此,研究学者在原有基础上对试验方法进行各种改进,力求寻找一种稳定、重复性强的方法。

(二)材料与方法

1.动物

Wistar大鼠,雌性,体重为130~150g。

2.试剂

牛血清白蛋白(BSA)。大肠埃希菌内毒素(LPS)。

3.模型制作方法

选择SD大鼠于代谢笼适应性饲养2周后。实验前收集24小时尿液并检测24小时尿液蛋白总量,眼静脉采血测血肌酐、尿素氮含量,判断大鼠无基础肾脏疾病。10%水合氯醛300mg/kg腹腔注射或者3%戊巴比妥钠(50mg/kg)麻醉大鼠。常规消毒铺孔巾,切除右侧肾脏。2周后开始足垫注射完全弗氏佐剂0.1ml,内含牛血清白蛋白3mg。此后每隔2周多点皮下注射一次。足垫注射后2周开始隔日饮饲含0.1%BSA的6mmol/LD的盐酸酸化水。BSA免疫注射三次后内眦取血,测定血清抗BSA抗体浓度。抗体滴度达到1∶16后,每天腹腔注射3mg BSA。3周后腹腔注射100μg的LPS一次。4周后杀鼠。

4.标本采集及指标检测

实验前、腹腔注射BSA2周、3周、4周末留取代谢笼24小时尿液,测定24尿蛋白总量。实验末留取血清测定血生化指标,包括尿素氮、肌酐、总蛋白、白蛋白、血清甘油三酯、胆固醇。取大鼠肾皮质标本,分别进行光镜、免疫荧光和电镜检测。

(三)结果

1.尿液、生化指标

腹腔注射BSA 2周、3周、4周后大鼠24小时尿蛋白定量即开始上升,并随时间推移呈上升趋势。部分大鼠可出现血尿。造模后大鼠尿素氮、肌酐、血清甘油三酯、胆固醇水平逐渐升高,血清总蛋白、白蛋白水平逐渐下降。

2.肾组织病理形态学观察

造模成功后甚至病理表现为弥漫性渗出性炎症,病变肾小球体积增大,球内细胞数增多,中性粒细胞浸润,系膜基质增多,系膜区面积增宽,部分肾小球毛细血管腔受压变窄,血管消失,球囊壁增厚,部分肾小球基膜断裂。肾小管扩展,可见蛋白管型形成。上皮细胞呈颗粒及空泡变性,肾间质有单核细胞、淋巴细胞等炎性细胞浸润。

3.肾脏组织免疫荧光检测

免疫荧光检测可观察到肾小球内IgG、IgA和补体C3的团块状沉积,沉积部位在系膜区及毛细血管襻,荧光强度++~++++。

(四)讨论

血清病肾炎模型就是这种经典肾炎发病机制学说的代表性动物模型,它与临床常见的肾小球肾炎有着较为相似的发病机制及病理过程,但传统的慢性血清病肾脏病模型建立方法难度大,成模率低,实验室应用困难,限制了此类模型在科学研究中的应用。本研究采用改良方法进行造模。与传统的慢性血清病模型相比,改良方法切除了一侧肾脏,造成残存肾脏高灌注、高滤过、高跨膜压状态,进而加快了病变发展。隔天饮饲BSA酸化水,扰乱大鼠肠道免疫功能,使胃肠黏膜免疫功能紊乱,腹腔注射LPS可以阻断单核-吞噬细胞系统对免疫复合物的吞噬及清除,同时激活补体系统,加快肾脏局部免疫复合物沉积,促进肾脏病理发展。相对于传统造模方法,改良方法具有以下优点:①病理类型稳定,病变均一,所有大鼠均出现同一种病理类型(弥漫性毛细血管内增生肾炎)。②所致病变程度严重,受试大鼠6~7周时均产生500~1000mg/24h的大量蛋白尿。7周时光镜可见严重的弥漫性毛细血管内增生型肾炎的病理改变。③制备时间短,发病率高。

(许自川) uV4Y9PR8w4XmqAJmYWsVEcNotP9HCSroQxVEx31j9ifbMAFfalWcSUGuD/C5NHD4

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