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整合素α3β1在儿童Alport综合征中的表达

2010-04-03卢宏柱长江大学临床医学院长江大学附属第一医院湖北荆州434000

长江大学学报(自科版) 2010年9期
关键词:基底膜电镜整合素

卢宏柱 (长江大学临床医学院 长江大学附属第一医院,湖北 荆州 434000)

樊启红 (长江大学附属第一医院 荆州市第一人民医院儿科,湖北 荆州 434000)

刘 丹 (长江大学临床医学院 长江大学附属第一医院,湖北 荆州 434000)

邓开琴 (长江大学附属第一医院 荆州市第一人民医院儿科,湖北 荆州 434000)

周建华 (华中科技大学同济医学院附属同济医院,湖北 武汉 430030)

整合素α3β1在儿童Alport综合征中的表达

卢宏柱
(长江大学临床医学院 长江大学附属第一医院,湖北 荆州 434000)

樊启红
(长江大学附属第一医院 荆州市第一人民医院儿科,湖北 荆州 434000)

刘 丹
(长江大学临床医学院 长江大学附属第一医院,湖北 荆州 434000)

邓开琴
(长江大学附属第一医院 荆州市第一人民医院儿科,湖北 荆州 434000)

周建华
(华中科技大学同济医学院附属同济医院,湖北 武汉 430030)

目的:探讨整合素α3β1在小儿Alport综合征中的表达及其与临床病理的关系。方法:临床及病理诊断为Alport综合征患儿29例,用免疫组化的方法,分析其肾组织石蜡切片中整合素α3β1的表达,与正常肾组织切片进行对比,结合电镜表现进行分析。结果:在Alport患儿肾小球内整合素α3β1的表达与正常肾组织相比均降低,电镜下有足细胞病理改变者整合素α3β1表达减少最为明显。结论: 整合素α3β1在Alport综合征患儿的肾小球中表达降低,这一表现可能与疾病的进展有关。

Alport综合征;整合素α3β1;病理;免疫组化

Alport综合征(AS)主要临床表现为血尿、感音神经性耳聋、以及进行性肾功能减退。编码基底膜Ⅳ型胶原α3,α4,α5链基因突变导致三股螺旋的形成异常。整合素α3β1是一种细胞与基质间的粘附分子,虽然在大多数成熟组织中持续存在,但在成熟的肾脏中表达最明显,而且是足细胞与GBM之间的主要粘附分子,主要集中在足细胞的面向GBM足突上。几乎可与GBM上所有分子包括Ⅰ型和Ⅳ型胶原、层粘连蛋白-1和-5,entactin以及纤连蛋白结合。我们对Alport综合征患儿肾组织表达整合素α3β1的检测,探讨其改变及意义。

1 对象与方法

1.1对象通过肾活检及临床特征诊断的Alport综合征患儿29例,年龄2~15岁,平均7.5岁。男28例,女1例。起病时的表现:尿改变为肉眼血尿7例(24.1%),镜下血尿11例(37.9%),蛋白尿2例(6.9%),其中1例为大量蛋白尿,血尿+蛋白尿9例(31%);有7例起病时为单纯性血尿者后来发展为血尿+蛋白尿;神经性耳聋4例,眼病变3例;肾小球滤过功能下降2例。伴有智力障碍2例(为两兄弟),伴食道高度扩张1例。对照组为2例肾肿瘤患者切除术周边正常肾组织。

1.2方法

1)常规HE染色,Masson染色,PAS染色;免疫荧光查IgG,IgM,IgA,C3,C1q。常规电镜检查。

2) 免疫组化。石蜡标本切成3μm厚,脱蜡、3%双氧水灭活内源性酶,微波抗原修复,10%羊血清封闭37℃ 20min,然后5%BSA封闭37℃ 20min。加一抗兔抗人整合素α3或β1,4℃过夜。PBS洗。加生物素化山羊抗兔IgG 37℃ 20min,PBS洗;滴加SABC 37℃ 20min,充分洗,DAB显色,苏木素轻度复染,脱水、透明、封片观察。(整合素α3β1抗体及即用型SABC试剂盒购于武汉博士德公司)。所有组织切片免疫组化均在同一批次中进行。

2 结 果

2.1光镜下病理特点9例正常,20例(69.0%)有不同类型的病理改变,只发现肾小球病变9例,只发现肾小管病变2例,肾小球和肾小管均发现病变9例。肾小球病理改变有:单纯轻度系膜增生7例(35%);毛细血管襻闭塞、狭窄,内皮细胞增生1例(5%),肾小球体积增大1例(5%),局灶节段硬化及球性硬化6例(30%),胎儿样肾小球1例(5%)。小管间质病理改变有:肾小管上皮细胞灶状变性坏死,肾间质炎性细胞浸润,肾小管萎缩,肾小管上皮细胞浊肿样变性,间质泡沫细胞。

2.2免疫荧光检查结果15例(51.7%)未见免疫复合物沉积。在有免疫复合物沉积的14例中,以IgM~沉积多见。IgM、C3沉积7例,IgM、C3、IgA沉积2例,IgM、C3、IgG沉积1例,IgM、C3、C1q沉积1例,IgM沉积1例,C3沉积1例,IgG沉积1例。

2.3电镜下病理表现各例均表现有基底膜不规则增厚、变薄、断裂、分层。4例(13.8%)有GBM网状改变。17例(58.6%)有足细胞病变,表现为部分足细胞肿胀及足突融合;5例(17.2%)部分肾小管基底膜分层。

2.4免疫组化表现Alport患儿整合素α3β1在肾小球中的表达与正常比较明显减少。正常情况下整合素α3β1在系膜区和沿基底膜表达。如(彩色Ⅱ之)图1所见,Alport综合征患儿在这些区域的表达均减少,沿基底膜表达减少更明显,几乎看不清沿毛细血管襻的表达。通过结合电镜表现分析,我们还发现整合素α3β1表达减少明显的患儿,电镜下表现常有部分足细胞肿胀及足突融合,甚至基底膜裸露。说明整合素α3β1表达减少与足细胞病变之间有密切关系。

3 讨 论

Alport 综合征主要临床表现为血尿、感音神经性耳聋、以及进行性肾功能减退。大多数为X-连锁遗传,其基因为COL4A5胶原基因。现在发现还有常染色体隐性遗传和显性遗传,在COL4A3和COL4A4基因。其病理变化主要是基底膜的不规则增厚、变薄、分层、断裂。随着疾病的进展,常出现足细胞的脱落或足突的融合。在足细胞与GBM之间的连接主要依靠α3β1整合素和dystroglycan与GBM上的配体结合而实现[1]。

整合素是由一个α链和一个β链组成的异二聚体。由于α、β链存在不同的亚型,目前发现有20多种异二聚体。整合素α3链及β1链的基因定位分别在10号和7号染色体,其表达的整合素α3β1广泛分布于肾组织及其他各种组织中[2],但其分布是不均衡的,在肾组织中,足细胞基底膜面分布最丰富,其次是系膜区和小管上皮基膜[3]。α3β1整合素可与多种配体结合,如胶原、纤连蛋白、层粘连蛋白、entactin/nidogen等。与配体结合后,通过细胞内信号转导及相关激酶的参与,诱导整合素在局部粘附,以及募集细胞内骨架蛋白。

我们的研究发现整合素α3β1在Alport患儿肾小球中的表达明显下降。尤其是沿GBM减少更明显,同时这些患儿肾组织电镜下表现为足细胞脱落或足突融合,临床上表现为不同程度的蛋白尿,有些甚至达到肾病综合征范围。因此我们推测α3β1整合素的表达减少可能是导致足细胞足突融合以及足细胞脱落,最终导致蛋白尿的原因之一。实验研究也表明,整合素介导的足细胞与基质之间的相互作用的改变会导致蛋白尿。通过抗肾小球整合素β1的特异性抗体及RGD的消失,可以诱导足细胞融合,产生蛋白尿,足细胞从GBM上脱落。无α3整合素鼠表现为先天性肾病综合征,包括GBM 不成熟,足细胞消失,足细胞与GBM的粘附是需要整合素α3β1的[4-5]。免疫金研究也发现整合素α3β1位于足细胞与GBM之间,敲除整合素α3基因,动物出生时即死亡,同时发现足细胞完全脱落。整合素还可影响细胞外基质的装配,局部粘附相关的细胞内大分子复合物密切调节着这些活性。在局部的粘附中,整合素通过多种结合器如paxillin, vinculin, α-actinin与肌动蛋白骨架相连。整合素β1链的缺失及其磷酸化障碍也是足细胞脱落的因素[6-7]。这些表现可以推论足细胞整合素改变与蛋白尿有关。虽然整合素α3β1在足细胞与基底膜之间的作用机理不是十分清楚,但最近的研究表明整合素与细胞外基质的相互作用与足细胞的凋亡及生存有着密切关系,当用GRGD阻断整合素与细胞外基质的作用,足细胞则发生凋亡。认为整合素α3β1可能是通过ERK信号通路促进足细胞的生存[8]。因此,整合素不只是被动的连接足细胞与GBM。它还充当GBM上信号转导的受体,起到从外到内的信号转导,并产生特异的细胞效应。再者,从内到外的信号转导中,整合素可能是细胞对刺激反应的靶标。在这一过程中,整合素结合力及活性受细胞浆内信号的调节[1,7]。

在Alport综合征中,整合素α3β1表达的降低与足细胞的脱落有密切关系,但其确切的机制有待进一步研究。

[1] Kretzler M. Regulation of adhesive interaction between podocytes and glomerular basement membrane[J]. Micro Res Tech,2002,57:247-253.

[2] Tsuji T. Physiological and Pathological Roles of α3β1 Integrin[J]. J Membrane Biol,2004,200:115-132.

[3] Hamerski DA,Santoro SA. Integrin and kidney: biology and pathobiokogy[J]. Curr Opin Nephrol Hypertens,1999,8:9-14.

[4] Kreidberg JA, Symons JM. Integrins in kidney development, function, and disease [J]. Am J Physiol Renal Physiol,2000,279:F233-F242.

[5] Kreidberg JA. Functions of α3β1 integrin[J]. Curr Opin Cell Biol,2000, 12:548- 553.

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[8] Chen CA,Tsai JC,Su PW,etal. Signaling and regulatory mechanisms of integrin α3β1 on the apoptosis of cultured rat podocytes[J]. J Lab Clin Med,2006,147:274- 280.

[编辑] 一 凡

10.3969/j.issn.1673-1409(R).2010.03.013

R725.9

A

1673-1409(2010)03-R029-02

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