整合素αM(CD11b)在肾脏纤维化中的作用及其机制探讨

摘要

目的 探讨肾脏纤维化中整合素αM（CD11b）的作用及其机制。方法 选取6～8周龄、体重为20～24 g的SPF级C57BL/6雄性小鼠，其中野生型（wild type, WT）小鼠20只，CD11b基因敲除(CD11b^-/-,Itgam^tm1Myd,品系#:003991)小鼠20只。同时，选取在复旦大学附属中山医院就诊并行肾脏穿刺活组织检查（简称活检）的2例CKD患者的肾脏组织标本，进行CD11b与α-SMA的免疫荧光共定位染色。基于http://humphreyslab.com/SingleCell/提供的在线工具，对小鼠单侧输尿管梗阻（unilateral ureteral obstruction, UUO）和缺血再灌注（ischemia-reperfusion injury, IRI）模型的肾脏公开单细胞测序数据进行分析和可视化作图，以了解受损肾脏中CD11b相关基因表达情况。对实验小鼠行UUO模型或假手术，并根据实验小鼠的基因型和干预方式分为4组：行假手术的WT（WT+Sham）组、行UUO的WT（WT+UUO）组、行假手术的CD11b^-/-（CD11b-KO+Sham）组和行UUO的CD11b^-/-（CD11b-KO+UUO）组，每组、每个取材节点各5只。在建模后的第5、10天分别取材各组小鼠肾脏组织，并行免疫印迹（Western blotting）实验、肾脏组织病理染色，以分析各组小鼠的肾脏损伤情况和纤维化相关标志物的表达情况。结果 肾脏公开单细胞测序数据结果显示，随着UUO诱导的纤维化程度的加重，肾脏中CD11b（由ITGAM编码）的基因表达量逐步增高，且IRI模型中也出现了类似的结果。在肾脏组织中，CD11b主要表达于巨噬细胞（Mφ）而非其他细胞。免疫荧光共定位染色结果显示，CD11b定位于α-SMA的邻近区域。在UUO小鼠模型中，肾脏PAS染色结果显示，CD11b-KO+UUO组小鼠造模后第5、10天的肾小管损伤评分分别为（1.200 0±0.244 9）和（1.760 0±0.260 8）分，均显著低于WT+UUO组的（1.680 0±0.303 3）和（2.760 0±0.433 6）分（t=2.753、4.419,P=0.024 9、0.002 2）。CD11b-KO+UUO组小鼠造模后第5、10天的肾组织NGAL相对表达量分别为1.082 0±0.122 0和1.389 0±0.349 9,均显著低于WT+UUO组的1.684 0±0.093 5和2.207 0±0.321 4（t=8.749、3.849,P<0.000 1或=0.004 9）。CD11b-KO+UUO组小鼠造模后第5、10天的Masson染色阳性区域面积分别为11.010（10.080, 12.660）和18.610±1.658,均显著小于WT+UUO组的18.030（15.420, 18.620）和24.160±2.499（U=1、t=4.137,P=0.015 9、0.003 3）。CD11b-KO+UUO组小鼠造模后第5、10天的α-SMA染色阳性区域面积分别为9.617（7.704, 9.852）和10.750±1.629,均显著小于WT+UUO组的12.660（11.340, 14.760）和16.450±3.859（U=0、t=3.046,P=0.007 9、0.015 9）。CD11b-KO+UUO组小鼠造模后第5、10天的肾组织α-SMA和Fibronectin蛋白质相对表达量分别为0.475 1±0.102 1、0.636 6±0.129 0和0.249 6±0.110 7、0.308 0（0.286 9, 0.334 9）,均分别显著低于WT+UUO组的1.070 0±0.066 4、1.261 0±0.183 7和0.923 7±0.141 3、0.989 8（0.948 7, 1.133 0）(α-SMA:t=10.920、6.225,P<0.000 1或=0.000 3。Fibronectin:t=8.399、U=0,P<0.000 1或=0.007 9)。结论 CD11b在肾脏损伤和纤维化发生中发挥重要作用，敲除CD11b基因可减轻UUO模型诱导的肾脏损伤，减缓肾脏纤维化进程。

关键词

肾脏纤维化 / 整合素αM / 单侧输尿管梗阻 / 基因敲除