流行性出血热肾组织中增殖细胞核抗原、波形丝蛋白的表达及其意义
作者：陈威 杨守京 刘彦仿 徐月清 李元勋
单位：陈威(第四军医大学西京医院肾内科，陕西西安 710032)；徐月清(第四军医大学西京医院肾内科，陕西西安 710032)；李元勋(第四军医大学西京医院肾内科，陕西西安 710032)；杨守京(第四军医大学病理学教研室，陕西西安 710032)；刘彦仿(第四军医大学病理学教研室，陕西西安 710032)
关键词：流行性出血热；肾脏；增殖细胞核抗原；波形丝蛋白；免疫组化
细胞与分子免疫学杂志000315
摘要：目的研究流行性出血热(EHF)肾组织中增殖细胞核抗原(PCNA)和波形丝蛋白(vimentin)的 表达及意义。方法 应用多重PAP免疫组化方法，对17例EHF尸检肾组织中PCNA和vimentin的表达进行观察。 结果 EHF尸检肾组织PCNA的阳性率为64.71% ，集合管的增殖指数显著大于远曲小管(P∨ 0.01)， 低血压休克期患者远曲小管和集合管上皮细胞vimentin呈强阳性表达，相同部位 PCNA也呈阳性，PCNA的阳性强度与局部病变的程度相一致。 结论 EHF患者急性肾功能衰竭的早 就存在损伤肾小管上皮细胞的再生、增殖和分化,这些变化在EHF肾损伤的修复反应中具有重要的 意义。
, 百拇医药
中图号：R512.8 文献标识码：A 文章编号：1007-8738(2000)03-022803
Expression and significance of proliferating cell nuclear antigen and vimentin in renal tissue from the patients with epidemic hemorrhagic fever
CHEN Wei XU Yue-qing LI Yuan-xun
(Department of Nephrology, Xijing Hospital，Fourth Military Medical University, Xi'an 710032， Shaanxi Province， China)
YANG Shou-jing LIU Yan-fang
, 百拇医药
(Department of pathology,Fourth Military Medical University, Xi'an 710032， Shaanxi Province， China)
Abstract: Aim To study expression and significance of proliferating cell nuclear antigen(PCNA) and vimentin in renal tissues of the patients with epidemic hemorrhagic fever(EHF). Methods 17 autopsy renal tissues from the patients died of EHF were examined by immunohistochemical staining(PAP). Results The results showed that positive rate of PCNA expression in 17 autopsy renal tissues was 64.71% ; proliferative index of collecting tubes was significantly higher than that of distal convoluted tubules(P∨ 0.001); Vimentin expression of epithelial cells in distal convoluted tubules and collecting tubules from the EHF patients at hypotensive shock stage were strongly positive,PCNA expression at the same position was also positive,and positive intensity of the PCNA expression was consistent with severity of local lesions. Conclusion There are regeneration,proliferation and differentiation of injured renal tubular epithelial cells at early stage of the EHF patients with acute renal failure. These changes of the renal tubular epithelial cells are of great significance during restoration of injured kidneys.
, 百拇医药
Keywords: epidemic hemorrhagic fever； kidney； proliferating cell nuclear antigen； vimentin； immunohistochemistry▲
流行性出血热(EHF)累及肾脏时，可表现为不同程度的急性肾功能衰竭(ARF)。组织形态学及免疫组化研究表明，EHF肾损伤除肾髓质出血外，主要表现为肾小管不同程度的变性、坏死和细胞骨架改变〔1，2〕。目前认为，病毒的直接作用、免疫因素和炎性介质的参与，以及低血压休克共同作用所致肾小管上皮细胞损伤是ARF的主要原因，但对肾脏损伤后的修复过程却了解甚少。我们以抗增殖细胞核抗原(PCNA)和抗波形丝蛋白(vimentin)的单克隆抗体(mAb)，检查了受损伤的肾组织中肾小管上皮细胞的增殖和分化，并探讨了肾小管上皮细胞的再生在肾损伤后修复过程中的作用。
1 材料和方法
, 百拇医药
1.1材料肾组织标本取自17例EHF患者尸检肾脏(由上海医科大学病理学教研室提供)，其中男14例，女3例，年龄20～58岁。临床分期：低血压休克期5例、少尿期11例、恢复期1例。所有病例既往均无急、慢性肾脏病病史，但均有不同程度的ARF，死后经组织病理学和检测病毒抗原而确诊。正常对照组(5例)的标本取自肾良性肿瘤旁的组织，经HE染色后光镜观察，肾组织的形态结构基本正常。上述组织经100mL/L福尔马林固定、石蜡包埋，制成连续性切片(5μm)后待检。免疫组化中所用一抗为抗PCNA(PC10，1∶100，DaKo公司产品)的mAb和抗波形丝蛋白(vimintinV9，1∶200，DaKo公司产品)的mAb。
1.2方法
1.2.1EHF肾组织的免疫组化染色采用多重PAP染色法〔3〕。主要步骤：组织切片脱蜡至水，以甲醇(800mL/L)H2O2(3.3mL/L)处理40min，灭活内源性过氧化物酶后，再以20mL/L正常羊血清37℃封闭1h。然后依次加抗PCNAmAb(1∶100)或抗vimentinmAb(1∶200，4℃孵育72h),羊抗鼠IgG(1∶300，本室制备)及鼠PAP(1∶10000，武汉生物制品所)进行多重PAP染色。实验中以正常肾组织替代EHF患者的肾组织，以无关mAb或PBS替代一抗及同一组织片作为自身对照。
, 百拇医药
1.2.2PCNA+细胞核的定量采用了以下几个指标：①每个肾小球中PCNA的相对均值为所有肾小球中PCNA+细胞总数除以肾小球个数。②分别计数肾小管不同部位PCNA+的细胞，并随机计数10个高倍视野中PCNA+的肾小管上皮细胞数。③增殖指数(PI)为平均每个高倍视野中PCNA+的细胞数。所获结果以━±s表示，组间均数的差异采用t检验。
2 结果
2.1EHF肾组织中PCNA的表达17例EHF患者的肾脏中,有11例PCNA呈阳性(64.71%)。各节段肾小管的PI值不尽相同(3.13～22.99)。PCNA+细胞主要分布于远曲小管和集合管,但集合管的PI值显著大于远曲小管(P∨0.01)。肾皮质远曲小管也有不同程度的PCNA表达，定位于细胞核(图1)。肾小球中PCNA的相对平均值为1.63，与正常对照组无显著差异(P∧0.05)。PCNA+细胞不仅见于形态正常的肾小管，也见于“增生的集合管”(7/11例)。其中6例在PCNA表达的部位伴有不同程度的肾小管损伤、出血等病变。另外，部分病例的血管内皮细胞(2/17)和间质中，浸润的炎细胞PCNA的表达呈阳性。在低血压休克期患者的肾脏中，可检出PCNA的表达(4/5例)，少尿期PCNA+细胞数增多,但无统计学意义(P∧0.05)。10例正常对照组的肾组织仅1例PCNA呈阳性，且PCNA+细胞数极少。
, 百拇医药
图1EHF患者肾远曲小管上皮细胞核PCNA的表达
Fig1PCNAexpressionincellularnucleiofrenaldistalconvo
lutedtubulesfromEHFpatient.(PAP，×100)
2.2EHF肾组织中vimentin的表达17例EHF患者的尸检肾脏中，肾小球vimentin的表达同正常对照组；9例低血压休克期患者肾脏的远曲小管及集合管上皮细胞vimentin的表达呈阳性，定位于胞浆近基膜处(图2)，外髓部位的集合管表达极弱。有6例患者的组织连续切片中，PCNA和vimentin表达于同一部位的集合管，且大多数集合管上皮细胞有变性坏死。表达vimentin的小血管有不同程度的扩张和充血，尤以髓质为甚并伴有出血。正常对照组的肾小球、大血管内皮和平滑肌中vimentin呈均匀分布，但肾小管呈阴性。
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图2EHF患者肾脏集合管上皮细胞vimentin的表达
Fig2VimentinexpressioninrenalcollectingtubulesofEHF
patient(PAP,×400)
2.3病理形态学改变8例EHF患者的肾小球毛细血管扩张充血,并伴有系膜区增宽或轻度系膜细胞增生,3例有局灶、节段性肾小球纤维化。近曲小管上皮细胞有玻璃样变性者3例、坏死者9例；髓质肾小管上皮细胞发生变性坏死者13例、腔内有蛋白管型者8例、上皮细胞管型者9例、红细胞管型者9例和盐类结晶者6例。5例肾髓质部位有灶性坏死，10例有肾小管再生的形态学表现,以集合管最明显,偶见核分裂相。14例肾间质有不同程度的水肿和血管扩张、淤血，16例伴有弥漫性出血，9例有散在淋巴细胞和单核细胞浸润。
3 讨论
, http://www.100md.com
PCNA是细胞DNA聚合酶的辅助蛋白，具有促进DNA聚合酶δ延伸DNA链，及增强DNA聚合酶Ⅲ活性的作用。近年研究发现，在损伤细胞的DNA修复过程中，也表达PCNA〔4〕。Vimentin是一类中间丝蛋白,正常仅表达于间质细胞，是细胞早期增殖、分化的标志之一。缺血后2～5d，vimentinS3片段的表达增强，提示损伤部位有细胞的增殖反应〔5〕。
本研究结果显示，在EHF低血压休克期病例的远曲小管和集合管上皮细胞vimentin呈强阳性表达，PCNA呈阳性，且后者表达的强度与局部病变的程度相一致，提示这些部位的上皮细胞存在DNA的损伤和修复。Vimentin+的上皮细胞是确定肾脏修复的重要标志。此外，PCNA的表达不仅出现于再生的小管细胞，在病变区内形态正常的肾小管上皮细胞也呈阳性，而在近曲小管和肾小球中则较少出现阳性。
综合以上表明，EHF患者的肾组织中存在着肾小管上皮细胞增生、分化的重要证据。肾小管上皮细胞vimentin和PCNA的表达，提示本病的早期就存在损伤肾小管的增生反应；肾脏远曲小管既是损伤严重的部位，也是再生修复最活跃的部位，在EHF患者肾损伤的修复中具有重要的意义。■
, 百拇医药
基金项目：国家自然科学基金资助，No.39270290
作者简介：陈威，37岁，主治医师，讲师，硕士西安市长乐西路15号，Tel.(029) 3375197(O) 2000 by J Cell Mol Immunol Press www.immunology. net/jcmi; Email. immuedit@fmmu.edu.cn
参考文献:
〔1〕 Cosgriff TM, Richard M. Mechanisms of disease in hemorrhagic fever with renal syndrome〔J〕 . Kidney Int, 1991;40(Suppl.35):S72 - S79.
〔2〕陈威，杨守京，刘彦仿，等.免疫组织化学研究流行性出血热肾组织中细胞骨架蛋白和IV型 胶原的改变〔J〕.第四军医大学学报，1997;18(3):201-206.
, http://www.100md.com
〔3〕杨守京，刘彦仿，刘莹莹，等.多重PAP及多重PAP结合ABC免疫细胞化学方法的建立、敏感 性分析与应用〔J〕.中国组织化学与细胞化学杂志，1993; 2(1):42- 52.
〔4〕 Shivji MKK， Podust VN， Hubscher U， et al. Nucleotide excision repair DNA synthesis by DNA polymerase epsilon in the presence of PCNA,RFC and RPA〔J〕 . Biochemistry, 1995;34(15):5011- 5017.
〔5〕 Witzgall R, Brown B, Schwarz C,et al. Localization of proliferating cell nuclear antigen,vimentin, c Fos, and clusterin in the postischemic kidney. Evidence for a heterogeneous genetic response among nephron segments and a large pool of mitotically active and dedifferentiated cells〔J〕 . J Clin Invest, 1994;93:2175 - 2188.
收稿日期：1999-12-24
修回日期：2000-03-11, 百拇医药
单位：陈威(第四军医大学西京医院肾内科，陕西西安 710032)；徐月清(第四军医大学西京医院肾内科，陕西西安 710032)；李元勋(第四军医大学西京医院肾内科，陕西西安 710032)；杨守京(第四军医大学病理学教研室，陕西西安 710032)；刘彦仿(第四军医大学病理学教研室，陕西西安 710032)
关键词：流行性出血热；肾脏；增殖细胞核抗原；波形丝蛋白；免疫组化
细胞与分子免疫学杂志000315
摘要：目的研究流行性出血热(EHF)肾组织中增殖细胞核抗原(PCNA)和波形丝蛋白(vimentin)的 表达及意义。方法 应用多重PAP免疫组化方法，对17例EHF尸检肾组织中PCNA和vimentin的表达进行观察。 结果 EHF尸检肾组织PCNA的阳性率为64.71% ，集合管的增殖指数显著大于远曲小管(P∨ 0.01)， 低血压休克期患者远曲小管和集合管上皮细胞vimentin呈强阳性表达，相同部位 PCNA也呈阳性，PCNA的阳性强度与局部病变的程度相一致。 结论 EHF患者急性肾功能衰竭的早 就存在损伤肾小管上皮细胞的再生、增殖和分化,这些变化在EHF肾损伤的修复反应中具有重要的 意义。
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中图号：R512.8 文献标识码：A 文章编号：1007-8738(2000)03-022803
Expression and significance of proliferating cell nuclear antigen and vimentin in renal tissue from the patients with epidemic hemorrhagic fever
CHEN Wei XU Yue-qing LI Yuan-xun
(Department of Nephrology, Xijing Hospital，Fourth Military Medical University, Xi'an 710032， Shaanxi Province， China)
YANG Shou-jing LIU Yan-fang
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(Department of pathology,Fourth Military Medical University, Xi'an 710032， Shaanxi Province， China)
Abstract: Aim To study expression and significance of proliferating cell nuclear antigen(PCNA) and vimentin in renal tissues of the patients with epidemic hemorrhagic fever(EHF). Methods 17 autopsy renal tissues from the patients died of EHF were examined by immunohistochemical staining(PAP). Results The results showed that positive rate of PCNA expression in 17 autopsy renal tissues was 64.71% ; proliferative index of collecting tubes was significantly higher than that of distal convoluted tubules(P∨ 0.001); Vimentin expression of epithelial cells in distal convoluted tubules and collecting tubules from the EHF patients at hypotensive shock stage were strongly positive,PCNA expression at the same position was also positive,and positive intensity of the PCNA expression was consistent with severity of local lesions. Conclusion There are regeneration,proliferation and differentiation of injured renal tubular epithelial cells at early stage of the EHF patients with acute renal failure. These changes of the renal tubular epithelial cells are of great significance during restoration of injured kidneys.
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Keywords: epidemic hemorrhagic fever； kidney； proliferating cell nuclear antigen； vimentin； immunohistochemistry▲
流行性出血热(EHF)累及肾脏时，可表现为不同程度的急性肾功能衰竭(ARF)。组织形态学及免疫组化研究表明，EHF肾损伤除肾髓质出血外，主要表现为肾小管不同程度的变性、坏死和细胞骨架改变〔1，2〕。目前认为，病毒的直接作用、免疫因素和炎性介质的参与，以及低血压休克共同作用所致肾小管上皮细胞损伤是ARF的主要原因，但对肾脏损伤后的修复过程却了解甚少。我们以抗增殖细胞核抗原(PCNA)和抗波形丝蛋白(vimentin)的单克隆抗体(mAb)，检查了受损伤的肾组织中肾小管上皮细胞的增殖和分化，并探讨了肾小管上皮细胞的再生在肾损伤后修复过程中的作用。
1 材料和方法
, 百拇医药
1.1材料肾组织标本取自17例EHF患者尸检肾脏(由上海医科大学病理学教研室提供)，其中男14例，女3例，年龄20～58岁。临床分期：低血压休克期5例、少尿期11例、恢复期1例。所有病例既往均无急、慢性肾脏病病史，但均有不同程度的ARF，死后经组织病理学和检测病毒抗原而确诊。正常对照组(5例)的标本取自肾良性肿瘤旁的组织，经HE染色后光镜观察，肾组织的形态结构基本正常。上述组织经100mL/L福尔马林固定、石蜡包埋，制成连续性切片(5μm)后待检。免疫组化中所用一抗为抗PCNA(PC10，1∶100，DaKo公司产品)的mAb和抗波形丝蛋白(vimintinV9，1∶200，DaKo公司产品)的mAb。
1.2方法
1.2.1EHF肾组织的免疫组化染色采用多重PAP染色法〔3〕。主要步骤：组织切片脱蜡至水，以甲醇(800mL/L)H2O2(3.3mL/L)处理40min，灭活内源性过氧化物酶后，再以20mL/L正常羊血清37℃封闭1h。然后依次加抗PCNAmAb(1∶100)或抗vimentinmAb(1∶200，4℃孵育72h),羊抗鼠IgG(1∶300，本室制备)及鼠PAP(1∶10000，武汉生物制品所)进行多重PAP染色。实验中以正常肾组织替代EHF患者的肾组织，以无关mAb或PBS替代一抗及同一组织片作为自身对照。
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1.2.2PCNA+细胞核的定量采用了以下几个指标：①每个肾小球中PCNA的相对均值为所有肾小球中PCNA+细胞总数除以肾小球个数。②分别计数肾小管不同部位PCNA+的细胞，并随机计数10个高倍视野中PCNA+的肾小管上皮细胞数。③增殖指数(PI)为平均每个高倍视野中PCNA+的细胞数。所获结果以━±s表示，组间均数的差异采用t检验。
2 结果
2.1EHF肾组织中PCNA的表达17例EHF患者的肾脏中,有11例PCNA呈阳性(64.71%)。各节段肾小管的PI值不尽相同(3.13～22.99)。PCNA+细胞主要分布于远曲小管和集合管,但集合管的PI值显著大于远曲小管(P∨0.01)。肾皮质远曲小管也有不同程度的PCNA表达，定位于细胞核(图1)。肾小球中PCNA的相对平均值为1.63，与正常对照组无显著差异(P∧0.05)。PCNA+细胞不仅见于形态正常的肾小管，也见于“增生的集合管”(7/11例)。其中6例在PCNA表达的部位伴有不同程度的肾小管损伤、出血等病变。另外，部分病例的血管内皮细胞(2/17)和间质中，浸润的炎细胞PCNA的表达呈阳性。在低血压休克期患者的肾脏中，可检出PCNA的表达(4/5例)，少尿期PCNA+细胞数增多,但无统计学意义(P∧0.05)。10例正常对照组的肾组织仅1例PCNA呈阳性，且PCNA+细胞数极少。
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图1EHF患者肾远曲小管上皮细胞核PCNA的表达
Fig1PCNAexpressionincellularnucleiofrenaldistalconvo
lutedtubulesfromEHFpatient.(PAP，×100)
2.2EHF肾组织中vimentin的表达17例EHF患者的尸检肾脏中，肾小球vimentin的表达同正常对照组；9例低血压休克期患者肾脏的远曲小管及集合管上皮细胞vimentin的表达呈阳性，定位于胞浆近基膜处(图2)，外髓部位的集合管表达极弱。有6例患者的组织连续切片中，PCNA和vimentin表达于同一部位的集合管，且大多数集合管上皮细胞有变性坏死。表达vimentin的小血管有不同程度的扩张和充血，尤以髓质为甚并伴有出血。正常对照组的肾小球、大血管内皮和平滑肌中vimentin呈均匀分布，但肾小管呈阴性。
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图2EHF患者肾脏集合管上皮细胞vimentin的表达
Fig2VimentinexpressioninrenalcollectingtubulesofEHF
patient(PAP,×400)
2.3病理形态学改变8例EHF患者的肾小球毛细血管扩张充血,并伴有系膜区增宽或轻度系膜细胞增生,3例有局灶、节段性肾小球纤维化。近曲小管上皮细胞有玻璃样变性者3例、坏死者9例；髓质肾小管上皮细胞发生变性坏死者13例、腔内有蛋白管型者8例、上皮细胞管型者9例、红细胞管型者9例和盐类结晶者6例。5例肾髓质部位有灶性坏死，10例有肾小管再生的形态学表现,以集合管最明显,偶见核分裂相。14例肾间质有不同程度的水肿和血管扩张、淤血，16例伴有弥漫性出血，9例有散在淋巴细胞和单核细胞浸润。
3 讨论
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PCNA是细胞DNA聚合酶的辅助蛋白，具有促进DNA聚合酶δ延伸DNA链，及增强DNA聚合酶Ⅲ活性的作用。近年研究发现，在损伤细胞的DNA修复过程中，也表达PCNA〔4〕。Vimentin是一类中间丝蛋白,正常仅表达于间质细胞，是细胞早期增殖、分化的标志之一。缺血后2～5d，vimentinS3片段的表达增强，提示损伤部位有细胞的增殖反应〔5〕。
本研究结果显示，在EHF低血压休克期病例的远曲小管和集合管上皮细胞vimentin呈强阳性表达，PCNA呈阳性，且后者表达的强度与局部病变的程度相一致，提示这些部位的上皮细胞存在DNA的损伤和修复。Vimentin+的上皮细胞是确定肾脏修复的重要标志。此外，PCNA的表达不仅出现于再生的小管细胞，在病变区内形态正常的肾小管上皮细胞也呈阳性，而在近曲小管和肾小球中则较少出现阳性。
综合以上表明，EHF患者的肾组织中存在着肾小管上皮细胞增生、分化的重要证据。肾小管上皮细胞vimentin和PCNA的表达，提示本病的早期就存在损伤肾小管的增生反应；肾脏远曲小管既是损伤严重的部位，也是再生修复最活跃的部位，在EHF患者肾损伤的修复中具有重要的意义。■
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基金项目：国家自然科学基金资助，No.39270290
作者简介：陈威，37岁，主治医师，讲师，硕士西安市长乐西路15号，Tel.(029) 3375197(O) 2000 by J Cell Mol Immunol Press www.immunology. net/jcmi; Email. immuedit@fmmu.edu.cn
参考文献:
〔1〕 Cosgriff TM, Richard M. Mechanisms of disease in hemorrhagic fever with renal syndrome〔J〕 . Kidney Int, 1991;40(Suppl.35):S72 - S79.
〔2〕陈威，杨守京，刘彦仿，等.免疫组织化学研究流行性出血热肾组织中细胞骨架蛋白和IV型 胶原的改变〔J〕.第四军医大学学报，1997;18(3):201-206.
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〔3〕杨守京，刘彦仿，刘莹莹，等.多重PAP及多重PAP结合ABC免疫细胞化学方法的建立、敏感 性分析与应用〔J〕.中国组织化学与细胞化学杂志，1993; 2(1):42- 52.
〔4〕 Shivji MKK， Podust VN， Hubscher U， et al. Nucleotide excision repair DNA synthesis by DNA polymerase epsilon in the presence of PCNA,RFC and RPA〔J〕 . Biochemistry, 1995;34(15):5011- 5017.
〔5〕 Witzgall R, Brown B, Schwarz C,et al. Localization of proliferating cell nuclear antigen,vimentin, c Fos, and clusterin in the postischemic kidney. Evidence for a heterogeneous genetic response among nephron segments and a large pool of mitotically active and dedifferentiated cells〔J〕 . J Clin Invest, 1994;93:2175 - 2188.
收稿日期：1999-12-24
修回日期：2000-03-11, 百拇医药