慶大霉素誘導(dǎo)腎小管間質(zhì)纖維化模型

(1)復(fù)制方法  體重200～260g成年大鼠，每天分2次經(jīng)皮下按400mg/kg體重劑量注射慶大霉素(Gentamicin,  GM)，連續(xù)2d。分別于次注射GM后2, 5, 8, 11, 15, 22, 29d收集大鼠尿液測24h尿量(UV)、尿肌酐(UCr)及尿鈉(UNa)，計(jì)算內(nèi)生肌酐清除率(CCr)和鈉排泄分?jǐn)?shù)(FENa)；采血測定血肌酐(SCr)、血尿素氮(BUN)、血鈉值(SNa)；麻醉處死動(dòng)物分別留取腎臟，部分腎組織以10％甲醛固定，常規(guī)石蠟包埋，作連續(xù)組織切片，常規(guī)HE、PAS染色，光鏡下觀察。透射電鏡另取部分腎皮質(zhì)組織塊，經(jīng)2.5戊二醛-1.0鋨酸雙重固定，作透射電鏡切片，電鏡下觀察。

(2)模型特點(diǎn)  次注射GM后2日，模型動(dòng)物24h后 UV開始增高，8d達(dá)峰值，之后下降，至第22日時(shí)恢復(fù)正常。模型動(dòng)物尿蛋白逐漸增高，于第5日達(dá)高峰，持續(xù)至第8日之后逐漸下降，至第22日恢復(fù)正常；血肌酐(SGr)進(jìn)行性增高，于第11日達(dá)峰值，后急劇下降，第15日恢復(fù)正常；注射 GM第2日血尿素氮(BUN)略有增高，第5日明顯升高，第8日、第11日達(dá)峰值后迅速下降，至第22日基本恢復(fù)正常；內(nèi)生肌酐清除率(CCr)第5日開始下降，第8日略有升高，之后持續(xù)下降，于第22日時(shí)降至低，至第29日基本恢復(fù)正常；鈉排泄分?jǐn)?shù)(FENa)呈上升趨勢，至第15日達(dá)高峰，第22日開始下降，第29日基本降至正常水平。鏡下病理組織學(xué)觀察顯示，注射GM后6h，腎近曲小管上皮細(xì)胞刷狀緣部分脫離；第2日腎皮質(zhì)及外髓外帶出現(xiàn)灶性炎癥細(xì)胞浸潤，部分近曲小管上皮細(xì)胞腫脹、空泡變性，并見異常PAS陽性包含物聚集，刷狀緣部分脫失；第5日時(shí)腎皮質(zhì)內(nèi)近曲小管上皮細(xì)胞發(fā)生廣泛性壞死，管腔內(nèi)充滿紅色顆粒狀壞死物，可見蛋白管型，管壁未出現(xiàn)斷裂及塌陷現(xiàn)象，PAS染色基底膜保持完整，有少量近曲小管基底膜上開始覆有一層扁平的上皮細(xì)胞；第8、11日，管腔內(nèi)壞死物質(zhì)逐漸減少，近曲小管再生明顯，上皮細(xì)胞逐漸增多、增高，部分增生成乳頭樣突入管腔，可見有絲分裂象，PAS染色顯示刷狀緣逐漸增多；15d， EGF治療組形態(tài)接近對照組，僅在間質(zhì)內(nèi)見少量炎性細(xì)胞浸潤；第22日時(shí)腎小管管腔內(nèi)壞死物質(zhì)消失，其上皮細(xì)胞增生呈立方形，腎間質(zhì)仍可見少量炎癥細(xì)胞浸潤；第29日時(shí)模型動(dòng)物腎臟組織形態(tài)結(jié)構(gòu)恢復(fù)正常。模型制作過程中，腎遠(yuǎn)曲小管、集合管上皮細(xì)胞可見空泡樣變性，但無壞死性改變，遠(yuǎn)端腎單位中可見管型。透射電鏡超微結(jié)構(gòu)觀察顯示，注射 GM后2d時(shí)，模型動(dòng)物腎近曲小管上皮細(xì)胞微絨毛大量脫失；胞質(zhì)內(nèi)次級吞噬體明顯增多，內(nèi)見大量大小不一髓樣小體，呈板層狀或帶狀，電子致密度高；線粒體腫脹且數(shù)量減少，基質(zhì)顆粒消失；細(xì)胞基底面質(zhì)膜內(nèi)褶變平且數(shù)量減少；5d時(shí)，腎近曲小管上皮細(xì)胞壞死，管腔內(nèi)充滿髓樣小體、細(xì)胞核及細(xì)胞器的膜性碎片；個(gè)別殘存的近曲小管上皮細(xì)胞內(nèi)有大量髓樣小體和少量殘存的腔面微絨毛；第8、11日，近曲小管表面開始覆蓋一層上皮細(xì)胞，腔面逐漸出現(xiàn)粗短的微絨毛，基底面質(zhì)膜內(nèi)褶逐漸增多；上皮細(xì)胞內(nèi)核糖體、粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體逐漸增多，髓樣小體減少，線粒體數(shù)量有所增加；15d時(shí)，近曲小管上皮細(xì)胞腔面開始有吞飲小泡出現(xiàn)；22d時(shí)，腎近曲小管上皮細(xì)胞內(nèi)仍有少量髓樣小體；至第29日，動(dòng)物超微結(jié)構(gòu)恢復(fù)正常。

(3)比較醫(yī)學(xué)  急性腎小管壞死(acute tubular necrosis, ATN)是臨床上ARF主要的病因，是臨床危重癥之一。慶大霉素(GM)作為治療革蘭陰性菌感染有效的氨基糖苷類抗生素應(yīng)用廣泛，但其對腎臟的毒性作用及導(dǎo)致 ATN或ARF的可能性不容忽視。本模型的致病機(jī)制是 GM在機(jī)體內(nèi)主要通過腎小球?yàn)V過而被清除，但濾過的一小部分(≤5％)可被近曲小管重吸收，與小管腔內(nèi)負(fù)電荷的刷狀緣結(jié)合，通過吞飲作用進(jìn)入細(xì)胞，在近曲小管上皮細(xì)胞內(nèi)蓄積，含有GM的包涵小體被溶酶體吞噬并抑制各種膦酸脂酶活性，形成髓樣小體，髓樣小體形成是GM腎中毒的敏感指標(biāo)；同時(shí)GM可抑制蛋白激酶C活性，引發(fā)線粒體等細(xì)胞器的正常代謝發(fā)生變化，導(dǎo)致腎小管出現(xiàn)毒性損傷。GM導(dǎo)致腎小管上皮細(xì)胞的壞死程度與劑量相關(guān)，低劑量GM造成近衄小管上皮細(xì)胞內(nèi)大量髓樣小體形成，但鏡下腎組織形態(tài)及腎功能無明顯變化；而較高劑量GM不僅可造成近曲小管嚴(yán)重?fù)p傷，還可使腎功能明顯損害。采用本方法誘導(dǎo)的 ATN模型，在壞死和恢復(fù)的過程中，既發(fā)生了腎小管的重吸收功能障礙又出現(xiàn)了腎小球?yàn)V過率的下降。腎小管對水鈉重吸收的減少抵消了腎小球?yàn)V過率下降所導(dǎo)致的原尿減少，因此模型具有多尿性腎功能衰竭特點(diǎn)。本模型制作方法簡單，耗費(fèi)低廉，重復(fù)性好，可用于臨床上各種急性腎功能不全的實(shí)驗(yàn)研究。