肾钙化斑中磷酸钙介导草酸钙晶体形成的巨噬细胞调控机理

The mechanism of calcium oxalate stone formation is not fully understood. Recent studies have shown that calcium phosphate plays an important role in the process of renal papillary calcification - calcium oxalate kidney stones formation. In view of our preliminary studies, the macrophages who participated in inflammatory response involved in the formation of calcium oxalate crystals, also could phagocytize "calcifying nanoparticles" with calcium phosphate thin shell . In this respect ,we speculate that macrophages / monocytes involve in the regulation of crystal formation in distal renal tubular by transmembrane active transport against the concentration gradient ,which contribute to the Randall' plaque formation outside the tubule basement membrane. To confirm this hypothesis, we try to study the relations between renal papillary calcification of patients with calcium oxalate kidney stones and the macrophage content in kidney tissue,to reveal the dynamic process of calcium phosphate-induced calcium oxalate crystals,by modern urology techniques , modern cell biology and molecular biology techniques. we also investigate the cytokines related molecular regulation of calcium phosphate-induced calcium oxalate crystal formation, to reveal the mechanism of calcium oxalate formation. Therefore, the study is a further research based on our previous series of studies.

草酸钙结石形成的机理仍然不明，近年来的研究表明磷酸钙在肾乳头钙化－草酸钙肾结石的形成过程中起着重要的诱导作用。我们的前期研究已经注意到巨噬细胞除了通过炎症反应的机理参与草酸钙晶体的形成过程以外，还对具有磷酸钙薄层外壳的"钙化性纳米微粒"同样具有吞噬的作用。为此，我们推测巨噬细胞/单核细胞在末端肾小管处参与调控晶体形成物质逆浓度梯度的跨膜主动转运，从而促进小管基底膜外的间质内形成所谓的"肾钙化斑。"为了证实这一假设，我们试图利用现代泌尿外科的腔内技术、现代细胞生物学和分子生物学的技术来观察草酸钙肾结石患者肾乳头钙化的发生与相关肾组织内巨噬细胞含量的相关关系，揭示磷酸钙诱导草酸钙晶体形成的动态过程，通过相关细胞因子反映磷酸钙诱导草酸钙晶体形成过程的分子调节，从而揭示草酸钙结晶的形成的机理。因此，本项目的研究实际上是我们前期系列研究的进一步深入。

本研究首先通过收集肾结石患者手术标本，在人体内的肾乳头钙化斑组织中检测出巨噬细胞和HMGB1高表达,提示两者可能参与了肾乳头钙化斑-草酸钙肾结石的形成，同时通过透射电镜区域电子衍射技术分析肾乳头钙化组织中巨噬细胞内的晶体成分。利用体外细胞培养技术，发现巨噬细胞具有吞噬和清除COM晶体的能力,COM晶体可以诱导巨噬细胞HMGB1、TNF-a和IL-6炎症因子的表达，磷酸钙晶体刺激肾小管上皮细胞HMGB1持续表达的时间长，HMGB1可协同CaP诱导巨噬细胞释放早期炎症因子,从而放大局部炎症反应。通过磷酸钙-小管上皮细胞、巨噬细胞细胞共培养研究，发现在磷酸钙晶体的剌激下,巨噬细胞的迀移数量明显增多。此外,巨噬细胞对磷酸钙-肾小管反应体系中的MCP-1、TGF-β炎症因子的释放具有明显的促进作用,其中MCP-1的释放可能与磷酸钙晶体刺激肾小管上皮细胞HMGB1表达后,HMGB1作用于巨噬细胞,激活NF-KB信号通路有关。通过上述研究，我们得出以下结论：巨噬细胞在肾钙化斑介导的草酸钙结石形成中具有重要的调控作用。