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糖尿病大鼠膀胱和脊髓背根神經節中P75的表達與尿流動力學改變

來源:《現代泌尿外科雜志》 作者:李月峰,郭躍先,高景宇 2008-12-27
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摘要: 【摘要】 目的 探討糖尿病大鼠膀胱與脊髓背根神經節(DRG)中神經生長因子受體P75的表達及尿流動力學改變。方法 建立糖尿病大鼠模型20只,以15只正常大鼠為對照,應用免疫組化方法,分別檢測大鼠膀胱組織及DRG中P75的變化情況,結合尿流動力學改變,探討糖尿病膀胱病變(DC)可能的發病機制。結果 與對照組比較,糖尿......


【摘要】    目的 探討糖尿病大鼠膀胱與脊髓背根神經節(DRG)中神經生長因子受體P75的表達及尿流動力學改變。方法 建立糖尿病大鼠模型20只,以15只正常大鼠為對照,應用免疫組化方法,分別檢測大鼠膀胱組織及DRG中P75的變化情況,結合尿流動力學改變,探討糖尿病膀胱病變(DC)可能的發病機制。結果 與對照組比較,糖尿病組膀胱濕重增加[(171.150±6.081) vs. (135.530±5.330)mg],最大膀胱容量增加[(2.97±0.54)mL vs. (1.73±0.23)mL],儲尿期膀胱壓降低[(0.39±0.05) vs. (0.77±0.06)kPa],最大膀胱壓力降低[(2.98±0.12) vs. (5.99±0.25)kPa] (P均<0.05)。無論是在膀胱組織還是在DRG中,糖尿病組P75的表達均低于對照組,有統計學意義(P<0.05)。結論 神經生長因子的受體P75在膀胱與脊髓背根神經節中的異常表達可能與DC的發病機制有關。

【關鍵詞】  糖尿病膀胱病變 背根神經節 P75受體 尿流動力學

  Expression of P75 in lumbar dorsal root ganglia and bladder of diabetic rats and urodynamic changes

  Li Yuefeng1, Guo Yuexian2, Gao Jingyu2

  (1. Department of Urology, the First Hospital of Handan City, Handan 056000; 2. Department of Urology, the Third Hospital of Hebei Medical University, Shijiazhuang 050000, China)ABSTRACT: Objective  To investigate the expression of P75 in lumbar dorsal root ganglia (DRG) and bladder of diabetic rats and the urodynamic changes. Methods  20 diabetes model of rats were built, with 15 normal rats as control. Expression of P75 in bladder and DRG was measured by immunohistochemical staining and urodynamic changes were measured. Results  Compared with the control group, in the diabetic group, bladder wet weight increased [(171.150±6.081) vs. (135.530±5.330)mg], the maximum bladder capacity increased [(2.97±0.54) vs. (1.73±0.23)mL], filling pressure of bladder decreased [(0.39±0.05) vs. (0.77±0.06)kPa], and the maximum bladder pressure decreased [(2.98±0.12) vs. (5.99±0.25)kPa] (P<0.05), expression of P75 decreased both in bladder wall (t=-2.589, P=0.010) and in DRG (t=-2.599,  P=0.009). Conclusion  Reduction of P75 in bladder and DRG may be associated with the pathogenesis of diabetic cystopathy (DC).

  KEY WORDS: diabetic cystopathy; dorsal root ganglion; P75; urodynamic

  糖尿病膀胱病變(DC)是糖尿病的常見并發癥,是糖尿病周圍神經病變在膀胱的表現。神經生長因子(NGF)及其受體的改變是糖尿病神經病變的主要發病機制之一。本實驗通過對靶器官和脊髓背根神經元的NGF受體P75水平的研究,結合尿流動力學改變,進一步闡明NGF及其受體參與DC形成的機制,說明P75在糖尿病膀胱病變發生發展中可能起到的作用。

  1  材料與方法

  1.1  動物分組  35只SpragueDawley(SD)健康雌性大鼠,由河北醫科大學實驗動物中心提供,體重200~250g,普通飲食喂養。隨機分成2組:對照組15只,糖尿病組20只。

  1.2  實驗試劑  鏈脲佐菌素(streptozotocin, STZ)由美國Sigma公司生產,批號:112K1006;血糖測定儀與血糖試紙為美國強生公司產品;免疫組化試劑購自北京中山生物技術有限公司。

  1.3  模型制備  大鼠禁食12h,糖尿病組大鼠按STZ 60mg/kg體重進行單次腹腔注射,對照組腹腔注射等體積的枸椽酸緩沖液。注射STZ 72h后測空腹尾靜脈血葡萄糖濃度(blood glucose, BG)。BG>16.7mmol/L為模型成功。

  1.4  尿動力學測定及檢測P75的表達  大鼠飼養8周后,測血糖,稱體重,測代謝籠24h尿量。麻醉(50g/L水合氯醛腹腔注射,1.2mL/kg),仰臥位固定,打開腹腔,于膀胱頸部下方切開尿道,插入F2測壓導管至膀胱,以0.5mL/min行生理鹽水膀胱灌注,測儲尿期膀胱壓、最大膀胱容量、最大膀胱壓力等參數。尿動力學測定后,取下腹部正中切口,切取完整膀胱測量濕重。將大鼠俯臥于冰板上,于脊柱兩側取兩側腰6骶1 DRG,標本立即放入固定液中。采用SP免疫組織化學染色法,膀胱逼尿肌細胞內或DRG神經元內含有棕黃色顆粒為陽性。每張切片在高倍鏡下選擇8~10個視野并計數100個細胞。判斷標準:陽性細胞數<10%為陰性表達(-),≥10%、<30%為弱陽性表達(+),≥30%、<60%為中度陽性表達(),≥60%為強陽性表達()。

  1.5  統計學處理  采用SPSS 13.0系統軟件進行t檢驗及等級資料秩和檢驗,以P<0.05為差異有統計學意義。

  2  結    果

  2.1  大鼠的一般情況與尿動力學改變  大鼠腹腔注射STZ 72h后,血糖已經升高。8周時,與對照組(n=15)比較,糖尿病組(n=20)的血糖明顯升高[(30.900±3.294)mmol/L vs. (4.787±0.297)mmol/L],體重明顯下降[(248.050±15.517)g vs. (322.800±15.920)g],代謝籠24h尿量明顯增加[(88.310±7.222)mL vs. (20.927±2.900)mL],膀胱濕重明顯增加[(171.150±6.081)mg vs. (135.530±5.330)mg],最大膀胱容量明顯增加[(2.97±0.54)mL vs. (1.73±0.23)mL],儲尿期膀胱壓明顯降低[(0.39±0.05)kPa vs. (0.77±0.06)kPa],最大膀胱壓力明顯降低[(2.98±0.12)kPa vs. (5.99±0.25)kPa]。兩組比較差異均有統計學意義(P均<0.05)。

  2.2  P75在膀胱壁與背根神經節的表達  P75在膀胱壁黏膜下、固有膜和逼尿肌細胞內均有分布,和對照組(n=15)相比,糖尿病組(n=20)表達明顯減少(圖1)(t=-2.589, P=0.010, vs. control)。P75在背根神經節主要分布在細胞漿內,和對照組(n=15)相比,糖尿病組(n=20)表達明顯減少(圖2)(t=-2.599, P=0.009, vs. control),見表1。 表1  P75在膀胱和腰骶背根神經節的表達

  3  討    論

  3.1  關于糖尿病模型制作  STZ是從無色鏈霉菌經培養、生長后提取出的一種廣譜抗生素,大鼠糖尿病模型的制備多采用STZ誘導。本實驗采用腹腔注射,易操作、準確、快速。通過檢測血糖、體重和代謝籠24h尿量,說明單次腹腔注射能成功誘導糖尿病大鼠模型建立,為糖尿病實驗研究提供了一種適用的動物模型。

  3.2  尿流動力學變化  本實驗發現糖尿病組大鼠膀胱濕重和最大膀胱容量明顯增加,儲尿期膀胱壓力和最大膀胱壓力則明顯降低,提示逼尿肌功能損害,也從功能方面證實了DC模型的形成。本實驗結果與臨床上糖尿病膀胱病變中晚期患者尿流動力學改變相一致。臨床上本病既可以表現為膀胱舒張功能下降,出現臨床所見的低順應性膀胱,又可以出現逼尿肌收縮受損,表現為逼尿肌最大收縮力和持續收縮力下降,甚至無排尿異常也有尿流動力學異常改變[1]。

  3.3  關于糖尿病膀胱病變  DC的病變主要表現在逼尿肌和神經,NGF水平的改變是糖尿病神經病變的主要發病機制之一[2]。NGF 由神經元靶組織產生,被神經元的軸突末梢攝取,逆行運輸到胞體,為這些神經元的存活和維持所必需。膀胱產生NGF減少和(或)轉運到DRG 的NGF不足是糖尿病膀胱病的重要病因之一。

  NGF有兩種受體,即低親和力的P75型NGF受體(P75)和高親和力的酪氨酸激酶受體TrkA[3]。神經生長因子就是通過這兩種受體的介導而發揮其生物學功能[4]。在無TrkA受體存在時,P75可調控細胞的死亡。NGF與P75結合后,可激活促進凋亡的轉錄因子NFkβ,也可引起鞘磷脂水解成神經酰胺,提高cJun氨基末端激酶(JUN)的活力,最終導致細胞凋亡[5]。在我們的實驗中,無論是在DRG還是在膀胱組織,和正常組相比,糖尿病組P75表達明顯減少。按照上述觀點,P75減少,其介導的細胞凋亡的作用就會減少,表明在糖尿病膀胱中有神經再生的現象。

  在TrkA受體存在時,P75參與高親和位點的形成,增加NGF與高親和力受體TrkA的親和力。P75可以作為一種副因子調整TrkA受體對NGF的反應,有利于TrkA與NGF的結合[5]。P75能與NGF受體起明顯的功能性相互作用,能允許TrkA受體對較低濃度的NGF起反應。由于體內NGF的量很有限,P75這種加強功能可起一定的重要作用。既然P75可以增加高親和力受體TrkA與NGF的結合力,參與神經生長因子NGF的逆行運輸,這就不難解釋作為靶器官的膀胱組織中P75表達減少,同時DRG中NGF相應減少。P75最終可以通過降低DRG中NGF的含量在糖尿病膀胱病變的發生中起作用。

【參考文獻】
  [1]Apfel SC. Neurotrophic factors and diabetic peripheral neuropathy [J]. Eur Neurol, 1999, 41(2):2735.

[2]Sasaki K, Chancellor MB, Goins WF, et al. Gene therapy using replicationdefective heroes simplex virus vectors expressing nerve growth factor in a rat model of diabetic cystopathy [J]. Diabetes, 2004, 53(10):27232730.

[3]Goss JR, Goins WF, Lacomis D, et al. Herpes simplexmediated gene transfer of nerve growth factor protects against peripheral neuropathy in streptozotocininduced diabetes in the mouse [J]. Diabetes, 2002, 51(7):22272233.

[4]Stephen RJ, Salton MD. Neurotrophins,growthfactorregulated gene and the control of energy balance [J]. Mt Sinai J Med, 2003, 70(3):93100.

[5]Kliment P, Gatzinsky, Rosaria P, et al. P75 and Trka receptors are both required for uptake of in adult sympathetic neurons:use of novel fluorescent NGF conjugate [J]. Br Res, 2001 (920):226238.(編輯 王瑋)


作者單位:1. 河北省邯鄲市第一醫院泌尿外科,河北邯鄲 056002;2. 河北醫科大學第三醫院泌尿外科,河北石家莊 050000


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