无创立体定向放射治疗去肾神经术在高血压猪模型中诱导交感神经活性的持续降低

Renal Denervation by Noninvasive Stereotactic Radiotherapy Induces Persistent Reduction of Sympathetic Activity in a Hypertensive Swine Model

作者信息Xingxing Cai, Yichen Shen, Yuli Yang, Wei Wang, Li Qian, Jing Cai, Runmin Chi, Shunxuan Yu, Keke Li, Zhixing Wei, Taizhong Chen, Yudong Fei, Yaqin Han, Xiu Chen, Ming Liu, Yifei Liu, Dengbin Wang, Mawei Jiang, Yi-Gang Li
PMID34369204
发布时间2021-08-17
DOI10.1161/JAHA.120.020068

实验完整度

包含动物模型(DOCA-盐高血压猪)、组织病理学、免疫组化、凋亡检测、影像学、肾功能评估等多个独立实验层级,并进行了功能(肾去甲肾上腺素)和机制(神经损伤、再生)验证。

主要模型

Bama miniature swine DOCA-盐高血压猪模型 肾动脉周围神经组织

重点核对

单次25 Gy SBRT照射双侧肾动脉周围靶区 DOCA缓释片(100 mg/kg)皮下植入联合高盐饮食诱导高血压 1个月和6个月两个随访时间点 肾去甲肾上腺素浓度、神经损伤评分、酪氨酸羟化酶和GAP43免疫组化评分 血压、肾功能、CT血管造影评估安全性

摘要

背景:我们之前曾报道过无创立体定向体部放疗(SBRT)作为肾去神经术的一种新方法的可行性。方法和结果:在此,从转化的角度,我们在高血压猪模型中评估了SBRT诱导的肾神经损伤在6个月内的降压效果和时间演变。通过皮下植入醋酸脱氧皮质酮缓释片并结合高盐饮食诱导猪高血压。9头猪接受了单次25 Gy的SBRT肾去神经术,治疗时间在3.4±1.0分钟内。基线和SBRT后1个月和6个月的治疗组血压水平与对照组(n=5)相当,而肾去甲肾上腺素在6个月时显著降低(P<0.05)。在安乐死和肾功能评估前进行的腹部计算机断层扫描保持正常。标准的半定量组织学评估显示,与对照组(1.4±0.4)相比,SBRT后1个月肾神经损伤更严重(2.3±0.3),并在SBRT后6个月达到峰值(3.2±0.8)(P<0.05),同时活性caspase-3阳性神经的比例更高(P<0.05)。此外,通过免疫组织化学分析,SBRT导致肾交感神经持续功能障碍和6个月内低水平的神经再生。结论:SBRT delivering 25 Gy进行肾去神经术是安全的,并通过加重神经损伤和抑制神经再生长达6个月,与交感神经活性的持续降低相关;然而,由于在醋酸脱氧皮质酮-盐高血压猪模型中的阴性血压反应,其转化为临床试验应谨慎。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
评估无创立体定向体部放疗(SBRT)进行肾去神经术在高血压猪模型中的降压效果、肾神经损伤的时间演变及其安全性。
核心机制
SBRT通过直接辐射损伤和继发的区域纤维化及微血管损伤,诱导肾神经凋亡和坏死,同时抑制神经再生,导致交感神经活性持续降低。
主要证据
在DOCA-盐高血压猪模型中,SBRT后6个月肾去甲肾上腺素浓度显著降低,神经损伤评分随时间加重,酪氨酸羟化酶表达持续降低,GAP43表达持续较弱,CT和肾功能检查未发现明显损伤。
研究意义
该研究支持SBRT作为一种无创肾去神经术的可行性,为治疗与交感神经过度激活相关的疾病提供了新方向,但最佳放射剂量和计划仍需进一步研究。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

建立高血压猪模型

模拟高血压状态,并评估SBRT肾去神经术对其的影响。

对Bama miniature swine皮下植入DOCA缓释片(100 mg/kg)并结合高盐饮食诱导高血压。

2

实施SBRT肾去神经术

对双侧肾动脉周围区域进行非侵入性放射消融,以阻断肾神经信号。

在DOCA植入后3天,对6个月组动物实施SBRT,单次剂量25 Gy,靶区为双侧肾动脉周围区域。

3

评估血压和肾功能

评估SBRT肾去神经术对血压和肾功能的影响,以判断疗效和安全性。

在基线和术后1、6个月测量血压(尾袖法),并检测血尿素氮和血清肌酐。

4

影像学评估

评估SBRT对肾动脉及周围组织的潜在损伤。

在终点时间点进行腹部对比增强CT扫描,评估肾动脉、肾脏及周围组织损伤。

5

组织病理学和免疫组织化学分析

评估SBRT诱导的肾神经损伤程度、演变过程及潜在机制。

安乐死后,获取肾动脉及周围神经组织,进行HE、Movat五色染色、caspase-3凋亡检测和S-100、酪氨酸羟化酶、GAP43免疫组化染色。

6

检测肾去甲肾上腺素浓度

作为肾交感神经活性的功能指标,评估去神经效果。

采用高效液相色谱-质谱联用技术检测肾组织中去甲肾上腺素含量。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
醋酸脱氧皮质酮(DOCA)缓释片Innovative Research of America--
尾袖血压计 BP-2010ESoftron Biotechnology Ltd--
Extended Brilliance Workspace 工作站Philips Medical Systems--
Movat 五色染色----
抗活性caspase-3抗体Cell Signaling Technology9661
抗S-100抗体Abcamab868
Cy3标记的山羊抗兔二抗BeyotimeA0516
抗酪氨酸羟化酶抗体Abcamab112
抗GAP43抗体Abcamab232772
SPSS 24版IBM Corp--
Prism 7GraphPad Software--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
高血压模型建立
DOCA剂量为100 mg/kg,皮下植入;高盐饮食;Bama miniature swine,体重20-25 kg。
阅读提示:Methods, Study Design
SBRT肾去神经术
单次25 Gy剂量,靶区为双侧肾动脉周围,治疗时间3.4±1.0分钟。
阅读提示:Methods, SBRT Procedure for RDN; Data S1
血压测量
采用尾袖法,每次测量间隔1分钟,取平均值。
阅读提示:Methods, BP Measurement
肾功能评估
血尿素氮和血清肌酐水平。
阅读提示:Methods, Study Design; Results, Safety Evaluation
影像学评估
腹部对比增强CT,评估肾动脉直径和肾脏尺寸。
阅读提示:Methods, Terminal CT Evaluation; Results, Safety Evaluation
组织病理学评估
神经损伤评分(0-4分),神经损伤区域(<2, 2-4, >4 mm),动脉和周围组织损伤评分。
阅读提示:Methods, Standard Histopathology; Results, Chronological Comparisons of Radiation-Induced Renal Nerve Injury
免疫组化评估
酪氨酸羟化酶(TH)和GAP43染色评分(0-3分)。
阅读提示:Methods, Immunohistochemistry; Results, Chronological Comparisons of Radiation-Induced Renal Nerve Injury
凋亡检测
活性caspase-3阳性神经比例,与S-100共染色确认神经。
阅读提示:Methods, Apoptosis Assay; Results, Chronological Comparisons of Radiation-Induced Renal Nerve Injury