氧化应激在造影剂肾病中的作用及干预研究

【摘要】背景和目的随着现代医学影像诊断和介入治疗的快速发展，造影剂肾病(CIN)的发病率呈上升趋势，其发病机制、干预措施也受到更多的重视。老年糖尿病人群中CIN的发病机制尚未完全明确，氧化应激以及信号传导是目前研究的热点。我们通过制作老年糖尿病大鼠模型，观察造影剂对肾功能和肾组织一氧化氮(NO)、一氧化氮合成酶(NOS)及谷胱甘肽(GSH)的影响，探讨了NO、NOS及GSH在CIN发病机制中的作用。继而构建表达了两种NOS的嵌合体酶，研究了嵌合体酶的类型和结构对NO合成活性的影响。临床工作中对于老年患者，通过肌酐或者由肌酐计算得出的肾小球滤过率可能无法准确反映肾功能的变化，从而延误CIN的诊断。本论文通过对白细胞介素18和胱抑素C在老年糖尿病患者中的表达研究,寻找早期、敏感、特异预测CIN的生物学指标。考虑到氧化应激在CIN发病机理中的作用，抗氧化剂对于高危人群预防CIN的发生可能有一定的效果。GSH作为复杂的抗氧化网络的中心，其功能是通过缓冲活性氧、调节NO循环和改善控制着生长、发展和防御的细胞氧化还原信号传递系统来体现的。评价还原型谷胱甘肽联合生理盐水水化对老年糖尿病患者CIN干预效果。由于血液中的存在着大量GSH，本论文还研究了GSH与血红蛋白的结合过程的机理，进一步了解GSH发挥作用的机制。本论文的研究内容主要包括三个部分。第一部分：低渗造影剂对老年糖尿病大鼠肾毒性及一氧化氮合成酶对一氧化氮合成机理影响的研究一、材料与方法方法是通过建立老年糖尿病大鼠模型，观察尾静脉注射欧乃派克350(10ml/kg)后，大鼠血肌酐、尿素氮以及肾组织匀浆NO、NOS和GSH的含量。构建表达了两种NOS的一氧化氮合成酶，获取了一氧化氮合成酶的光谱，研究了一氧化氮合成酶的NO合成活性，测试了对铁氰化物、细胞色素C还原速率、黄素、NADPH氧化还原速率的影响。二、结果结果是老年糖尿病大鼠血肌酐、尿素氮与正常对照组比较均升高(P<0.05)，肾组织匀浆NO、NOS、GSH与正常对照组比较均下降。注射造影剂后，血肌酐与正常对照组比较明显升高(P<0.01)，肾组织匀浆NO和NOS与糖尿病对照组比较下降(P<0.05)。nNOSeFNR一氧化氮合成酶表现出较低的血红素还原速率。第二部分：白细胞介素18、胱抑素C对老年糖尿病患者造影剂肾病的预测作用研究一、材料与方法选择2011年1月到2011年10月在我院接受增强CT检查的年龄大于60岁、糖尿病史1年以上、无明显肾功能异常的患者共30例，患者均采用低渗非离子型造影剂。ELISA法测定造影前和造影后24小时、48小时IL-18以及血尿素氮(BUN)、血肌酐(SCr)、CysC。二、结果观察对象均无造影剂肾病的发生，造影后血IL-18与造影前比较无统计学意义(P>0.05)，造影后24小时尿IL-18、血胱抑素C升高明显，与造影前比较差异有统计学意义(P<0.05)，48小时后SCr升高明显(P<0.05)。第三部分：还原型谷胱甘肽对老年糖尿病患者造影剂肾病影响及与血红蛋白结合过程的研究一、材料与方法将准备采用低渗造影剂进行增强CT扫描的96位糖尿病患者(年龄≥60岁)随机分为两组。一组静脉注射还原型谷胱甘肽(于扫描前静脉注射溶于100ml生理盐水中的1800mg还原型谷胱甘肽，扫描后同等剂量注射两天)，同时以1ml/kgBW/h的速度静脉注射生理盐水(GSH组，n=48)；另一组仅以相同速度静脉注射生理盐水(对照组，n=48)。SCr、BUN、CysC和尿IL-18分别于造影前和造影后48小时测量。肌酐高于基线0.5mg/dL或者比肌酐基线值增长25%即被确认为CIN。利用多种光谱法研究了还原型谷胱甘肽与Hb的结合过程，确证了GSH对血红蛋白的猝灭机制。根据所得到的结合常数等参数推断出GSH与血红蛋白之间的相互作用力的类型。由Fster能量转移理论可以得到GSH与血红蛋白的结合距离。利用多种分子光谱法研究了GSH的存在对血红蛋白构象的影响。二、结果GSH组和对照组在基线特征和基线肾功能方面没有显著性差异。GSH组CIN的发病率稍低于对照组(2.08%vs.8.33%,P=0.364)。增强CT扫描后两组的SCr、BUN、CysC、尿IL-18均升高，估测肾小球滤过率(eGFR)均降低。造影后两组SCr(P=0.001)，eGFR(P=0.002),BUN(P<0.001)，CysC(P=0.001)和尿IL-18(P<0.001)有显著性差异。GSH浓度的增加导致Hb的荧光强度逐渐降低。依据热力学原理求得一系列热力学参数，从表中看出,ΔH<O、ΔS<0、ΔG<O,说明GSH与Hb作用过程是一个焓变减小、熵减、吉布斯自由能降低的自发过程，可推断出GSH与Hb之间的作用力是以氢键及范德华力结合。依据峰位置的红移或蓝移来说明氨基酸周围微环境的变化，最大发射波长发生了明显的红移现象，表明GSH改变了Hb中色氨酸残基所处的微环境，极性增强。结论1.低渗造影剂可以引起老年糖尿病大鼠肾损伤，NOS、NO的代谢以及信号传递可能与其有关。2.一氧化氮合成酶的种类和结构性质对一氧化氮的合成过程有显著影响。3.尿IL-18和CysC是可以早期反映肾损伤的敏感指标，对CIN的早期诊断及防治有重要作用。4.还原型谷胱甘肽加生理盐水水化可能通过调节氧化和抗氧化系统预防造影剂肾病的发生。5.确定了还原型谷胱甘肽与Hb的结合过程及相互作用类型。
【作者】王瑞强；
【导师】李华；
【作者基本信息】郑州大学，老年医学（专业学位），2014，博士
【关键词】造影剂肾病；还原型谷胱甘肽；糖尿病；氧化应激；白细胞介素18；胱抑素C；一氧化氮；一氧化氮合成酶；老年大鼠；

【参考文献】
[1]陈洁.糖尿病大鼠肾组织Nrf2、Trx的表达及金属硫蛋白对其干预作用的研究[D].河北医科大学,内科学,2014,硕士.
[2]许正松.国产数控品牌的发展策略研究[D].合肥工业大学,管理科学与工程,2004,硕士.
[3]杨实.InGaP/GaAs HBT伽马辐照效应研究[D].西安电子科技大学,微电子学与固体电子学,2012,硕士.
[4]邢静.基于胜任力思考的公务员绩效评价研究[D].西北大学,公共管理（专业学位）,2012,硕士.
[5]李治.电力系统信息安全关键技术的研究[D].武汉大学,2004.
[6]张亚丽.紫外吸收光谱法测量CH_4/O_2/N_2火焰温度及OH基浓度的研究[D].哈尔滨工业大学,物理电子学,2014,硕士.
[7]刘婷婷.水源水库微生物种群结构与功能研究[D].西安建筑科技大学,市政工程,2013,硕士.
[8]段成.基于SD的组织知识创造能力仿真分析与对策[D].沈阳师范大学,企业管理,2013,硕士.
[9]胡星星.Nkx2.5基因、地黄低聚糖和K_(ATP)开放剂对骨髓间充质干细胞向心肌细胞转化的影响[D].中国人民解放军医学院,老年医学,2013,硕士.
[10]易飞.木贼总黄酮的提取及活性研究[D].吉林大学,食品科学,2014,硕士.
[11]宋佳.秸秆发酵饲料乳酸菌分离筛选及发酵条件研究[D].兰州理工大学,食品科学,2013,硕士.
[12]宁建伟.实时参考咨询软件图形用户界面研究[D].山东大学,图书馆学,2013,硕士.
[13]王维晴.我国商业银行经营效率实证研究[D].吉林大学,金融学,2013,硕士.
[14]王春莉.庄子之“静”及与儒释之“静”的关联[D].辽宁大学,中国哲学,2012,硕士.
[15]纪嘉琦.新手对外汉语教师培训的调研与实践[D].北京外国语大学,汉语国际教育,2014,硕士.
[16]贺捷.无线传感器网络中汇聚节点的设计与实现[D].西安电子科技大学,软件工程,2012,硕士.
[17]陈浩.小儿肾母细胞瘤血清创伤应激相关因子的筛选与鉴定[D].郑州大学,外科学,2013,硕士.
[18]华中杰.面向海量数据的MapReduce本地优先作业调度策略研究与实现[D].国防科学技术大学,计算机科学与技术,2012,硕士.
[19]邓来君.麦特公司员工职业生涯管理案例研究[D].大连理工大学,工商管理（专业学位）,2012,硕士.
[20]王陆,李亚文.基于OLAP技术的教学诊断与评价模型[J].计算机工程,2003,05:49-50+194.
[21]菅志刚,金旭.数据挖掘中数据预处理的研究与实现[J].计算机应用研究,2004,07:117-118+157.
[22]许英男.亚洲男子篮球“归化现象”的研究[D].苏州大学,体育教育训练学,2013,硕士.
[23]姜彦彦.地下水封石油洞库施工期风险分析与评价研究[D].山东大学,桥梁与隧道工程,2013,硕士.
[24]林华刚,闫云聚,李鹏博.基于波动耦合的复杂结构动力响应分析与研究[J].航空学报.
[25]吴敏,廖环宇,曹卫华,王春生,段平.烧结过程智能优化控制方法及应用(上)[J].冶金自动化,2010,02:6-9.
[26]陈识峰.蛋白激酶B抑制剂的设计合成、生物活性测定、分子模拟研究及Biginelli反应研究[D].浙江大学,药物化学,2014,博士.
[27]李建峰.基于ANSYS的单跨叠合箱网梁楼盖的温度场分析[D].山东建筑大学,建筑与土木工程（专业学位）,2013,硕士.
[28]李佳.基于ZigBee和GPRS无线传感器网络网关的设计与实现[D].南京邮电大学,信号与信息处理,2013,硕士.
[29]张琨阳.Halin图的部分列表着色问题和伪-Halin图的防火问题[D].华中师范大学,运筹学与控制论,2014,硕士.
[30]娄小娟.社会网络分析在微博精准营销中的应用研究[D].哈尔滨工业大学,管理科学与工程,2014,硕士.
[31]刘雪娟.单壁碳纳米管的氢气存储性能研究[D].中南大学,2014.
[32]陈燕丽.NURBS复杂自由曲面造型方法的研究[D].长安大学,机械电子工程,2014,硕士.
[33]唐莹莹.基于价值链理论的我国中小外贸企业电子商务模式选择研究[D].广东外语外贸大学,国际商务,2014,硕士.
[34]黄典东.骨髓间充质干细胞（BMSCs）对肾小球足细胞mTOR的作用研究[D].福建医科大学,外科学,2014,硕士.
[35]梁洪亮.滑行数据摄像测量与分析系统设计与实现[D].哈尔滨工业大学,计算机科学与技术,2013,硕士.
[36]王兆军.基层强度形成初期车辆对沥青路面结构影响研究[D].天津大学,建筑与土木工程,2013,硕士.
[37]张晓莉.抑郁模型大鼠海马MKP-1表达及DNA甲基化状态的研究[D].新乡医学院,精神病与精神卫生学,2012,硕士.
[38]邓亚琴.冯小刚电影作品艺术风格研究[D].河北大学,戏剧与影视学,2014,硕士.
[39]张辰宸.研究型大学学生应试学习研究[D].湖南大学,教育学,2011,硕士.
[40]张润婕.开发区工业园危险化学品应急管理能力调研分析[D].首都经济贸易大学,安全与环境工程（专业学位）,2014,硕士.
[41]陈旻.跨文化视角下的中西宗教研究[D].广西大学,外国语言学及应用语言学,2004,硕士.
[42]吴媚.湖北X实业集团股份有限公司玉米汁饮品海外市场拓展商业计划书[D].华中科技大学,国际商务,2013,硕士.
[43]王丛.二硫化钼/石墨烯复合负极材料的合成及其储锂行为研究[D].华东理工大学,2014.
[44]朱映光,梁春军,刘姝,刘淑洁,何志群.中间层对白色全磷光有机电致发光器件性能的影响[J].发光学报,2014,07:824-829.
[45]闫学光.高效签密技术研究及在制造业生产流程中的应用[D].济南大学,计算机应用技术,2012,硕士.
[46]刘岩.数控五轴联动加工在异型石材中的应用研究[D].沈阳建筑大学,机械制造及其自动化,2013,硕士.
[47]王佳婧.ox-LDL对血管内皮细胞中NLRP3及下游因子表达的影响[D].大连医科大学,内科学,2012,硕士.
[48]刘培哲.智能控制APF在电力推进船舶中应用研究[D].大连海事大学,电力电子与电力传动,2013,硕士.
[49]梅求军.基于FPGA的ECG信号采集与处理系统设计[D].广东工业大学,机械工程（专业学位）,2014,硕士.
[50]郭加旋.面向非纯文本文档图像的检索技术研究与实现[D].西南大学,计算机应用技术,2014,硕士.