庆大霉素诱导肾小管间质纤维化模型

庆大霉素诱导肾小管间质纤维化模型

(1)复制方法  体重200～260g成年大鼠，每天分2次经皮下按400mg/kg体重剂量注射庆大霉素(Gentamicin,  GM)，连续2d。分别于次注射GM后2, 5, 8, 11, 15, 22, 29d收集大鼠尿液测24h尿量(UV)、尿肌酐(UCr)及尿钠(UNa)，计算内生肌酐清除率(CCr)和钠排泄分数(FENa)；采血测定血肌酐(SCr)、血尿素氮(BUN)、血钠值(SNa)；麻醉处死动物分别留取肾脏，部分肾组织以10％甲醛固定，常规石蜡包埋，作连续组织切片，常规HE、PAS染色，光镜下观察。透射电镜另取部分肾皮质组织块，经2.5戊二醛-1.0锇酸双重固定，作透射电镜切片，电镜下观察。

(2)模型特点  次注射GM后2日，模型动物24h后 UV开始增高，8d达峰值，之后下降，至第22日时恢复正常。模型动物尿蛋白逐渐增高，于第5日达高峰，持续至第8日之后逐渐下降，至第22日恢复正常；血肌酐(SGr)进行性增高，于第11日达峰值，后急剧下降，第15日恢复正常；注射 GM第2日血尿素氮(BUN)略有增高，第5日明显升高，第8日、第11日达峰值后迅速下降，至第22日基本恢复正常；内生肌酐清除率(CCr)第5日开始下降，第8日略有升高，之后持续下降，于第22日时降至低，至第29日基本恢复正常；钠排泄分数(FENa)呈上升趋势，至第15日达高峰，第22日开始下降，第29日基本降至正常水平。镜下病理组织学观察显示，注射GM后6h，肾近曲小管上皮细胞刷状缘部分脱离；第2日肾皮质及外髓外带出现灶性炎症细胞浸润，部分近曲小管上皮细胞肿胀、空泡变性，并见异常PAS阳性包含物聚集，刷状缘部分脱失；第5日时肾皮质内近曲小管上皮细胞发生广泛性坏死，管腔内充满红色颗粒状坏死物，可见蛋白管型，管壁未出现断裂及塌陷现象，PAS染色基底膜保持完整，有少量近曲小管基底膜上开始覆有一层扁平的上皮细胞；第8、11日，管腔内坏死物质逐渐减少，近曲小管再生明显，上皮细胞逐渐增多、增高，部分增生成乳头样突入管腔，可见有丝分裂象，PAS染色显示刷状缘逐渐增多；15d， EGF治疗组形态接近对照组，仅在间质内见少量炎性细胞浸润；第22日时肾小管管腔内坏死物质消失，其上皮细胞增生呈立方形，肾间质仍可见少量炎症细胞浸润；第29日时模型动物肾脏组织形态结构恢复正常。模型制作过程中，肾远曲小管、集合管上皮细胞可见空泡样变性，但无坏死性改变，远端肾单位中可见管型。透射电镜超微结构观察显示，注射 GM后2d时，模型动物肾近曲小管上皮细胞微绒毛大量脱失；胞质内次级吞噬体明显增多，内见大量大小不一髓样小体，呈板层状或带状，电子致密度高；线粒体肿胀且数量减少，基质颗粒消失；细胞基底面质膜内褶变平且数量减少；5d时，肾近曲小管上皮细胞坏死，管腔内充满髓样小体、细胞核及细胞器的膜性碎片；个别残存的近曲小管上皮细胞内有大量髓样小体和少量残存的腔面微绒毛；第8、11日，近曲小管表面开始覆盖一层上皮细胞，腔面逐渐出现粗短的微绒毛，基底面质膜内褶逐渐增多；上皮细胞内核糖体、粗面内质网、高尔基体逐渐增多，髓样小体减少，线粒体数量有所增加；15d时，近曲小管上皮细胞腔面开始有吞饮小泡出现；22d时，肾近曲小管上皮细胞内仍有少量髓样小体；至第29日，动物超微结构恢复正常。

(3)比较医学  急性肾小管坏死(acute tubular necrosis, ATN)是临床上ARF主要的病因，是临床危重症之一。庆大霉素(GM)作为治疗革兰阴性菌感染有效的氨基糖苷类抗生素应用广泛，但其对肾脏的毒性作用及导致 ATN或ARF的可能性不容忽视。本模型的致病机制是 GM在机体内主要通过肾小球滤过而被清除，但滤过的一小部分(≤5％)可被近曲小管重吸收，与小管腔内负电荷的刷状缘结合，通过吞饮作用进入细胞，在近曲小管上皮细胞内蓄积，含有GM的包涵小体被溶酶体吞噬并抑制各种膦酸脂酶活性，形成髓样小体，髓样小体形成是GM肾中毒的敏感指标；同时GM可抑制蛋白激酶C活性，引发线粒体等细胞器的正常代谢发生变化，导致肾小管出现毒性损伤。GM导致肾小管上皮细胞的坏死程度与剂量相关，低剂量GM造成近衄小管上皮细胞内大量髓样小体形成，但镜下肾组织形态及肾功能无明显变化；而较高剂量GM不仅可造成近曲小管严重损伤，还可使肾功能明显损害。采用本方法诱导的 ATN模型，在坏死和恢复的过程中，既发生了肾小管的重吸收功能障碍又出现了肾小球滤过率的下降。肾小管对水钠重吸收的减少抵消了肾小球滤过率下降所导致的原尿减少，因此模型具有多尿性肾功能衰竭特点。本模型制作方法简单，耗费低廉，重复性好，可用于临床上各种急性肾功能不全的实验研究。