硫化氢对腹膜透析腹膜纤维化的干预作用及其机制研究

Peritoneal dialysis (PD) is an effective and well accepted therapy for patients with end-stage renal failure. Nevertheless, the benefits of PD are short-lived, mainly due to the progressive peritoneal fibrosis caused by peritoneal dialysis fluids (PDFs), which contain high concentrations of glucose as the osmotic agent. The mechanisms of peritoneal fibrosis are not fully understood and the effective therapies for peritoneal fibrosis are still scarce. Hydrogen sulfide (H2S) is a newly recognized member of the endogenous gasotransmitter family. It has recently been demonstrated that H2S has a protective effect against fibrosis. However, the potential effects of H2S on PDFs-induced peritoneal fibrosis have not been documented. Our preliminary data demonstrated that H2S ameliorated peritoneal edema and inflammatory response. Therefore, We postulated that H2S possessed protective effects on high-glucose PDFs-induced peritoneal fibrosis. In this study, firstly, we will dialyze rats daily using commercial PDFs containing different NaSH (an H2S-donor) concentrations to explore the effect of H2S on peritoneum injury induced by PDFs. Secondly, we will investigate the effect of H2S on PDFs-induced peritoneal mesothelial cells injury. Lastly, we will identify molecular pathways by which H2S exertsits its anti-fibrotic ability. These findings will unveil a new therapeutic approach to high-glucose PDFs-induced peritoneal fibrosis.

腹膜透析是尿毒症患者肾脏替代治疗方法之一。腹膜纤维化是腹膜透析最常见的并发症，也是引起患者退出腹膜透析治疗的最主要原因，其发病机制尚未完全阐明，也缺乏有效的治疗药物。近年发现多种组织器官纤维化与H2S缺乏有关，而H2S是否参与腹膜纤维化，以及给予外源性H2S能否改善腹膜纤维化尚不明确。我们的预实验结果证实，外源性H2S可减轻腹膜透析液引起的腹膜水肿和炎症反应。在此工作基础上，本研究首先建立慢性肾衰大鼠腹膜透析模型，观察外源性H2S对慢性透析大鼠腹膜结构和功能的影响；接着，运用RT-PCR、Western Blot、免疫荧光、小RNA干扰和转基因等技术，研究H2S对高糖腹透液诱导腹膜间皮细胞损伤的影响；最后，从MAPKs、TGF-β1/Smads、CD40-CD40L信号通路的角度，探讨H2S抗纤维化的分子机制。本研究有望阐明H2S多靶点抗腹膜纤维化效应，为临床防治腹膜纤维化提供新的思路。

背景：腹膜透析是终末期肾脏病主要肾脏替代治疗方法之一。然而长期使用非生物相容性的腹透液、反复发生的腹膜炎等因素可引起的腹膜纤维化，并最终导致超滤衰竭，是腹透患者退出腹透治疗的主要原因之一。目前，针对腹膜纤维化尚缺乏有效的治疗手段。内源性硫化氢（H2S）存在于多种哺乳动物的组织和器官，大量研究表明，多种组织器官纤维化过程中伴有内源性H2S缺乏。最近研究表明，补充适量外源性H2S能够改善心室重塑、肺纤维化、肾间质纤维化和肝硬化。因此，我们推测在腹透液中添加适量H2S可改善腹膜透析大鼠的腹膜纤维化。.主要内容，结果及数据：（1）本项目研究发现腹膜透析大鼠的腹膜明显增厚，腹膜间皮下炎症细胞浸润及新生血管形成显著增加，且间皮下α-SMA、TGF-β1表达及胶原纤维沉积显著增加，伴有腹膜通透性的显著升高及透析超滤量的显著减少。在腹膜透析液中添加适量H2S可显著减少腹膜透析大鼠腹膜间皮下炎症细胞浸润、新生血管形成及胶原成分沉积，改善腹膜转运功能。（2）体外研究表明，腹膜透析液作用于大鼠腹膜间皮细胞，使其上皮细胞标志蛋白E-cadherin、ZO-1及Cytokeratin的表达显著减少，肌成纤维细胞标志蛋白-SMA的表达显著增加，提示细胞发生了转分化。我们的研究首次证实了，在腹膜透析液中添加适量H2S，可显著抑制腹膜间皮细胞转分化，其机制是抑制腹膜间皮细胞分泌炎症因子和抑制Smad2/3磷酸化，进而阻断TGF-β1/Smads信号通路。（3）我们的研究发现，在细胞培养液中添加适量H2S，可显著抑制高糖腹透液诱导的腹膜间皮细胞内活性氧（ROS）增加和脂质氧化产物MDA增加，并且能够显著提高细胞内过氧化物歧化酶SOD活性，抑制细胞内caspase-3激活，显著减轻高糖腹透液对细胞的氧化应激损伤、减少细胞凋亡。以上H2S抗氧化应激损伤的机制与抑制MAPKs信号通路有关。.科学意义：本项目首次在国际上证实，外源性H2S能够显著减轻腹膜透析液对腹膜结构的损伤，抑制腹膜纤维化，改善腹膜转运功能，并在分子水平探明其机制与抑制MAPKs信号通路发挥抗氧化作用，及通过抑制炎症反应和抑制Smad2/3磷酸化进而阻断TGF-β1/Smads信号通路，抑制腹膜间皮细胞转分化有关，为H2S用于防治腹膜纤维化提供了理论依据。