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2025/1/4 16:52:40摘要:本研究旨在探讨肝细胞生长因子(hepatocyte growth factor, HGF)基因通过肾脏电转染方法对大鼠肾缺血再灌注损伤(ischemia-reperfusion injury, IRI)的保护作用。通过构建hHGF基因表达载体,并利用威尼德电转染系统将其导入大鼠肾脏,观察其对肾功能、组织学改变及细胞凋亡的影响。结果表明,hHGF基因电转染能有效减轻肾缺血再灌注损伤,为肾保护提供新的策略。
肾缺血再灌注损伤是临床肾脏移植、肾脏部分切除术及主动脉瘤手术等过程中的常见并发症,严重影响肾脏功能及患者预后。肝细胞生长因子(HGF)作为一种多功能生长因子,具有显著的抗纤维化、促血管生成及抗凋亡作用,对肾脏具有保护作用。然而,外源性HGF半衰期短,需频繁给药,限制了其临床应用。基因治疗为解决这一问题提供了新思路。
本研究通过构建hHGF基因表达载体,并利用肾脏电转染技术,将hHGF基因直接导入大鼠肾脏,探讨其对肾缺血再灌注损伤的保护作用,旨在为临床肾保护提供新的策略。
雄性Sprague-Dawley大鼠(体重250-300g)购自某实验动物中心,饲养于SPF级动物房,自由饮水进食。所有动物实验均遵循实验动物伦理委员会指导原则。
采用PCR方法从大鼠肝脏组织中扩增hHGF基因编码区序列,克隆至pcDNA3.1(+)载体中,构建hHGF基因表达质粒(pcDNA3.1-hHGF)。质粒经测序验证无误后,用于后续实验。
采用某试剂公司的电转染试剂及威尼德电转染仪进行肾脏电转染。
将大鼠随机分为三组:假手术组(Sham组)、缺血再灌注组(IRI组)及hHGF基因电转染组(hHGF组)。每组10只大鼠。
大鼠经腹腔注射麻醉后,行右侧肾切除术。Sham组仅暴露左侧肾脏,不进行夹闭;IRI组及hHGF组暴露左侧肾脏后,用无创动脉夹夹闭左肾动脉45分钟,松开夹子恢复血流,建立肾缺血再灌注模型。hHGF组在缺血前3天,经肾动脉注射pcDNA3.1-hHGF质粒(50μg/只),并使用威尼德电转染仪进行肾脏电转染,参数设置为电压100V,脉冲长度50ms,脉冲间隔50ms,脉冲次数5次。
再灌注24小时后,腹腔注射过量处死大鼠,采集血液及左侧肾脏组织。血液用于检测血清肌酐(Scr)和尿素氮(BUN)水平;肾脏组织部分用于HE染色观察组织学改变,部分用于TUNEL染色检测细胞凋亡,部分用于Western blot检测HGF蛋白表达。
与Sham组相比,IRI组血清Scr和BUN水平显著升高(P<0.01);而hHGF组血清Scr和BUN水平较IRI组明显降低(P<0.05),但仍高于Sham组(P<0.05)。
HE染色结果显示,Sham组肾小管结构清晰,上皮细胞完整;IRI组肾小管上皮细胞肿胀、坏死,管腔扩张,间质充血水肿;hHGF组肾小管损伤程度较IRI组减轻,上皮细胞肿胀减轻,管腔扩张程度降低 。
TUNEL染色结果显示,Sham组肾小管上皮细胞未见凋亡细胞;IRI组肾小管上皮细胞凋亡细胞增多;hHGF组肾小管上皮细胞凋亡细胞数量较IRI组减少 。
Western blot结果显示,hHGF组肾脏组织中HGF蛋白表达水平较Sham组和IRI组显著升高(P<0.01)。
本研究通过构建hHGF基因表达载体,并利用肾脏电转染技术,成功将hHGF基因导入大鼠肾脏,观察其对肾缺血再灌注损伤的保护作用。实验结果显示,hHGF基因电转染能有效减轻肾缺血再灌注损伤,改善肾功能,减轻组织学改变及细胞凋亡。
肾脏电转染作为一种非病毒基因转移方法,具有操作简便、高效、安全等优点。本研究采用威尼德电转染仪进行肾脏电转染,通过优化电转染参数,实现了hHGF基因在肾脏组织中的高效表达。Western blot结果显示,hHGF组肾脏组织中HGF蛋白表达水平显著升高,证实了hHGF基因成功转染并表达。
HGF作为一种多功能生长因子,具有显著的抗纤维化、促血管生成及抗凋亡作用。本研究结果显示,hHGF基因电转染能有效减轻肾缺血再灌注损伤,改善肾功能。这可能与HGF促进肾小管上皮细胞增殖、抑制细胞凋亡、减轻炎症反应及促进血管生成等作用有关。HE染色及TUNEL染色结果进一步证实了hHGF基因对肾缺血再灌注损伤的保护作用。
本研究为肾缺血再灌注损伤的基因治疗提供了新的策略。然而,本研究仍存在一些局限性。首先,实验仅观察了hHGF基因电转染对短期肾缺血再灌注损伤的保护作用,未探讨其对长期肾功能的影响。其次,实验未对hHGF基因在肾脏组织中的分布及持续表达时间进行深入研究。未来研究可进一步探讨hHGF基因在肾脏组织中的分布特点、持续表达时间及其对长期肾功能的影响,为临床应用提供更为详实的实验依据。
此外,本研究采用的肾脏电转染方法虽然操作简便、高效,但仍存在一定的组织损伤风险。未来研究可探索更为安全、高效的基因转移方法,如超声微泡介导的基因转移、纳米载体介导的基因转移等,以提高基因治疗的安全性和有效性。
本研究创新性地采用肾脏电转染技术将hHGF基因导入大鼠肾脏,探讨其对肾缺血再灌注损伤的保护作用,为肾保护提供了新的策略。hHGF基因电转染具有操作简便、高效、安全等优点,有望成为肾缺血再灌注损伤基因治疗的新方法。
在临床应用方面,hHGF基因电转染可用于肾脏移植、肾脏部分切除术及主动脉瘤手术等过程中的肾保护。通过术前或术中给予hHGF基因电转染,可有效减轻肾缺血再灌注损伤,改善肾功能,降低术后并发症发生率,提高患者预后。此外,hHGF基因电转染还可用于慢性肾脏病、急性肾损伤等疾病的治疗,为肾脏疾病的基因治疗提供新的思路。
本研究通过构建hHGF基因表达载体,并利用肾脏电转染技术,成功将hHGF基因导入大鼠肾脏,观察其对肾缺血再灌注损伤的保护作用。实验结果显示,hHGF基因电转染能有效减轻肾缺血再灌注损伤,改善肾功能,减轻组织学改变及细胞凋亡。本研究为肾缺血再灌注损伤的基因治疗提供了新的策略,具有广阔的临床应用前景。未来研究可进一步探讨hHGF基因在肾脏组织中的分布特点、持续表达时间及其对长期肾功能的影响,为临床应用提供更为详实的实验依据。