MiR-494通過核轉錄因子-κB通路對膿毒癥大鼠腎損傷的作用機制*

盧 鵬 張 雷 樊晶晶 李 菁 朱一堂

（滄州市中心醫院，1 檢驗科，2 急診醫學部，3 眼功能科，滄州 061001）

膿毒癥是臨床常見的由感染引起的全身炎癥反應綜合征，表現為全身炎癥反應，常見有尿道感染、腦部感染等[1]。膿毒癥通常發生有手術史或者是燒傷患者，約50%膿毒癥患者出現腎損傷[2-3]。有研究顯示，膿毒癥的發病率很高，在重癥監護患者中其發病率約為30%，且還在逐年增長[4]。微小RNA（microRNA，miR）是一類內源性小分子非編碼RNA，在轉錄后調控基因的表達。miR-494 是miR 家族中的一員，可能是調控細胞的生長、轉移的重要因子[5]。核轉錄因子-κB（nuclear factor-κB，NF-κB）為一種蛋白因子，與細胞凋亡和基因轉錄調控有關，能夠調控炎癥因子、趨化因子及凋亡相關基因[6]。NF-κB 通路參與膿毒癥大鼠腎上皮細胞的凋亡和炎癥反應的過程[7]。因此，本研究旨在探討miR-494 通過NF-κB通路對膿毒癥大鼠腎損傷的作用機制。

1 材料和方法

1.1 實驗動物與分組

45 只健康雄性SD 大鼠購自遼寧動物實驗中心，體質量270～330 g。常溫下飼養，讓大鼠適應7 d 新的環境。將45 只大鼠隨機分為膿毒癥大鼠模型組（模型組），注射miR-494 inhibitor 膿毒癥大鼠模型組（miR-494 inhibitor 組）、假手術組（sham組），每組15 只。

1.2 模型建立與標本采集

3 組大鼠均經10%苯巴比妥鈉麻醉后開腹，模型組和miR-494 inhibitor 組大鼠常規脫毛、消毒后，逐層分離皮膚，分離右腎蒂及輸尿管，采用1 號絲線，結扎腎蒂和右輸尿管，繼續分離左腎，采用無創傷性夾鉗閉合腎動脈35 min，后逐層關閉腹腔，建模過程中1 只大鼠死亡，假手術組動物打開腹腔，并進行左、右兩腎分離腎包膜后即可。miR-494 inhibitor 組在造模成功后大鼠尾部注射miR-494 inhibitor 5 μL，連續注射3 d。第4 天處死3 組大鼠，分離腎。采用甲醛固定60 min，常規脫水、浸蠟、制片，厚度為3～4 μm。

1.3 RT-PCR 檢測大鼠腎組織中miR-494 的表達

分別將3 組大鼠的腎組織取出，用TRIzol 裂解研磨后的組織，提取總的RNA，逆轉錄按照說明書嚴格進行，將逆轉后所得的cDNA 進行熒光反應實驗。miR-494 上游引物序列為5'-ACACTCCA GCTGGGAGGTTGTCCGTGTT-3'，下游引物序列為5'-CTCAACTGGTGTCGTGGAGTCGGCAATT-3'；GAPDH 上游引物序列為5'-CATGAGAAGTATG ACAACAGCCT-3'，下游引物序列為5'-AGTCCT TCCACGATACCAAAG T-3'。所有反應嚴格按照反應的條件進行擴增，95℃變性30 s，60℃退火30 s，72 ℃延伸1 min，共30 個循環。由儀器自帶軟件獲取Ct 值，按公式2－△△Ct計算miR-494 表達量。

1.4 全自動生化分析儀測定大鼠血清生物化學指標

建立膿毒癥模型24 h 后，分別取3 組大鼠靜脈血2 mL，檢測血清肌酐（Scr）和尿素氮（BUN）水平，在籠內收集大鼠尿液，收取上清液，測量24 h 尿蛋白定量（UTP）的含量。

1.5 ELISA 法檢測大鼠血清炎癥因子水平

將3 組大鼠靜脈血進行常規方法取血清，采用ELISA 法檢測3 組大鼠血清中腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白介素-1β（IL-1β）和白介素-6（IL-6）水平，取平均值。

1.6 Masson三色法分析大鼠腎組織病理結構

取3 組大鼠腎組織切片，8%甲醛在低溫下進行48 h 處理，無水乙醇脫水，二甲苯透明，石蠟切片2 μm。脫石蠟后清水清洗，采用Masson 三色法試劑盒（上海信帆生物科技有限公司）染色，無水乙醇脫水，二甲苯透明，樹膠封固。顯微鏡下觀察腎組織病理變化[8]。

1.7 TUNEL 檢測腎小管細胞凋亡

取3 組大鼠腎組織浸蠟包埋制做石蠟切片，厚度為2 μm。采用TUNEL 將切片進行染色，每張切片選擇不重復的5 個方位用顯微鏡（×400）進行觀察，計數腎小管凋亡細胞數目和細胞總數[9]。腎小管細胞凋亡=凋亡細胞/總細胞×100%。

1.8 免疫印跡檢測腎組織NF-κB 蛋白含量

取3 組大鼠的50 mg 腎組織，細胞裂解后提取核蛋白，對核蛋白的濃度進行定量，分裝后，保存在-20℃的環境中。將提取出的蛋白溶液和緩沖溶液按照4∶1 的比例進行混勻，煮沸使蛋白質變性。電泳板孔內注入蛋白樣品50 μg。轉移至PVDF 膜上后加脫脂奶粉，封閉1 h 后再在30 min 內漂洗3次，最后加入兔抗鼠NF-κB 抗體（1∶1 000，廈門慧嘉生物科技有限公司）1 h。取出PVDF 膜后再漂洗3 次，每次10 min，用博士德生產的DAB 試劑盒及ECL 化學發光試劑盒進行顯影、定影，計算目的條帶與GAPDH 比值，求得NF-κB 蛋白的相對表達含量。

1.9 統計學處理

采用SPSS22.0 軟件進行統計學分析。計量資料以±s表示，組間兩兩比較采用t檢驗，3 組間比較采用單因素方差分析。P<0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 腎組織中miR-494 的表達

與假手術組相比，模型組及miR-494 inhibitor組大鼠腎組織中miR-494 表達量均升高（P<0.05），但miR-494 inhibitor 組大鼠miR-494 表達低于模型組（P<0.05）（圖1）。

圖1 3 組大鼠腎組織中miR-494 的表達情況

2.2 血清炎癥因子表達

假手術組大鼠IL-6、TNF-α和IL-1β的表達最低，模型組大鼠IL-6、TNF-α和IL-1β的表達最高。與模型組相比較，miR-494 inhibitor組大鼠IL-6、TNF-α和IL-1β的表達顯著降低。與假手術組相比，miR-494 inhibitor組的表達顯著升高（P<0.05）（表1）。

表1 3 組大鼠炎性因子表達情況（n=15，±s，mg/L）

表1 3 組大鼠炎性因子表達情況（n=15，±s，mg/L）

*P<0.05 vs 假手術組；#P<0.05 vs 模型組

組別IL-6TNF-αIL-1β假手術組 7.29±1.210.21±0.120.90±0.25模型組13.05±2.68*0.46±0.17*4.46±0.21*miR-494 inhibitor 組 8.76±1.47*# 0.31±0.14*#2.93±0.23*#

2.3 腎組織病理比較

假手術組腎組織結構完整，腎小管等狀況良好。MiR-494 inhibitor 組腎小球間質增多，腎間質增寬，炎癥細胞浸潤嚴重。模型組與miR-494 inhibitor 組相比，腎小球硬度增加，腎小管周圍組織炎癥浸潤更加嚴重（圖2）。

圖2 大鼠腎組織病理結構比較，標尺=20 μm。A：假手術組；B：模型組；C：miR-494 inhibitor 組.

2.4 生物化學指標比較

與假手術組相比，模型組和miR-494 inhibitor組大鼠血清中Scr、BUN 和UTP 的水平均明顯升高（均P<0.05）；與模型組相比，miR-494 inhibitor 組大鼠血清中Scr、BUN 和UTP 的水平降低（P<0.05）（表2）。

表2 3 組大鼠生物化學指標比較（n=15，±s）

表2 3 組大鼠生物化學指標比較（n=15，±s）

*P<0.05 vs 假手術組；#P<0.05 vs 模型組

組別Scr（nmol /L）BUN（mmol/L）UTP（mg）假手術組31.59±3.653.67±1.731.07±0.24模型組48.64±2.52*12.17±2.14*2.15±0.34*miR-494 inhibitor 組40.05±2.68*#7.15±2.10*#1.66±0.28*#

2.5 miR-494 對腎小管上皮細胞凋亡的影響

棕黑色細胞為凋亡細胞。與假手術組相比，模型組大鼠腎小管上皮細胞的凋亡數目顯著增多（P<0.05），miR-494 inhibitor 組中大鼠腎小管上皮細胞的凋亡數目少于模型組（P<0.05）（圖3、4）。

圖3 大鼠腎小管上皮細胞凋亡情況，標尺= 50 μm。A：假手術組；B：模型組；C：miR-494 inhibitor 組.

2.6 腎組織中NF-κB p65 蛋白表達

模型組NF-κB p65 蛋白含量最高，miR-494 inhibitor 組中大鼠NF-κB p65 的蛋白含量比假手術組的蛋白含量高（P<0.05），但較模型組NF-κB 明顯降低（P<0.05）（圖5）。

圖5 大鼠腎組織中NF-κB p65 蛋白表達

3 討論

膿毒癥是細菌在血液中繁殖，釋放毒素所引起，致死率高[10]。其中，大手術、燒傷、感染等是臨床中并發膿毒癥的較常見原因[11]。膿毒癥可能會累及機體多個器官功能受到損害，死亡率可達30%左右[12]。本研究結果顯示，假手術組大鼠IL-6、TNF-α 和IL-1β 的含量最低，膿毒癥組大鼠IL-6、TNF-α 和IL-1β 的含量最高，miR-494 inhibitor 組大鼠IL-6、TNF-α 和IL-1β 的含量較膿毒組有所降低。病理組織觀察到假手術組腎組織結構完整，miR-494 inhibitor 組腎小球間質增多，炎癥細胞浸潤嚴重；模型組與miR-494 inhibitor 組相比，腎小球硬度增加，腎小管周圍組織炎癥細胞浸潤更加嚴重。研究表明miR-494 是一種可以影響細胞活性的miR，它可根據細胞所處的環境和作用靶點的變化，既可發揮促凋亡作用，又可發揮抗凋亡的作用，同時還可以調控炎癥因子[13]。研究顯示，miR-494 可以通過多種途徑參與腎缺血再灌注損傷炎癥反應的調控。小鼠腎小管上皮細胞在經過脂多糖刺激后，小鼠體內miR-494 的表達出現異常，多種炎癥相關因子表達變化，表明miR-494 參與腎損傷的炎癥反應[13]。動物實驗得出，miR-494 過表達會增加大鼠腎組織及細胞的損傷，從而影響腎功能[15]。同時，miR-494 能提高膿毒癥大鼠的炎癥因子水平，損傷腎功能，顯微鏡觀察腎組織病理形態的變化也證明了這一觀點[16]。

圖4 大鼠腎小管上皮細胞凋亡率

本研究結果顯示，模型組大鼠Scr、BUN 和UTP 水平升高，而miR-494 inhibitor 組上述指標有所降低，但仍然比假手術組高。Scr 與腎小球過濾功能具有關聯，Scr 處于非穩定期，意味著腎功能發生改變[17]。有研究指出Scr、BUN 和UTP 水平升高提示腎存在缺血現象，是評價腎損傷患者的敏感指標[18]。

本研究通過病理、腎小管細胞凋亡程度和腎組織中NF-κB 蛋白表達情況表明，miR-494 inhibitor組大鼠中腎小管上皮細胞的凋亡數目比模型組少，比假手術組多；miR-494 inhibitor 組大鼠的NF-κB蛋白表達比模型組低，但比假手術組的NF-κB 蛋白表達高。結果提示miR-494 能夠通過提高NF-κB 的表達來促進炎癥因子的釋放，進而促進腎小管細胞凋亡，加重膿毒癥患者病情。盡管miR-494 對膿毒癥大鼠的作用機制目前尚不明確，但許多學者認為NF-κB 通路在此過程成中發揮重要作用。NF-κB 是一種纖維細胞產生的促炎癥因子，參與調節免疫及炎癥反應，也是一種調節細胞凋亡因子，在調節腎上皮細胞凋亡方面發揮重要作用。miR-494 是一種能夠參與免疫反應的調控因子，它可以活化組織中的STAT3 和NF-κB 等信號通路，促進NF-κB 的表達，進而促進炎癥因子的釋放。近些年，關于miR參與腎病理改變的研究越來越多，在一項關于對腎損傷大鼠腎組織的miR 篩查過程中，miR-494 表達升高，這說明miR-494 與腎損傷存在關聯性[19]。細胞及動物實驗研究表明，在膿毒癥模型中miR-494 表達升高會加重模型大鼠腎小管上皮細胞凋亡，對大鼠皮下注射miR-494 抑制劑后，腎損傷有所緩解[20]。有文獻報道膿毒癥大鼠腎組織高表達miR-494，是健康大鼠腎組織中的2～3 倍以上，隨著miR-494 升高，膿毒癥大鼠中炎癥因子水平逐漸升高，病情惡化[21-22]。

綜上所述，miR-494 可能通過提高NF-κB 的表達，促進膿毒癥大鼠炎癥因子的釋放，進而加重大鼠的腎損傷程度。