早期发现肾小管损伤:NAG 活性检测在肾病研究中的应用
——CheKine™ NAG 活性检测试剂盒(微量法)应用解读
肾病研究的一个“老痛点”:太晚才看得见
肾损伤模型大家都很熟:
- STZ 诱导糖尿病肾病
- 阿霉素 / 顺铂 / 环孢素 A 肾毒性
- 缺血再灌注、单侧输尿管结扎(UUO)……
但在实际实验里,经常会遇到几个问题:
血肌酐(Scr)和尿素氮(BUN)总是“后知后觉”
建模后很长一段时间,这两个指标几乎不动,等到明显升高,往往已经是中重度肾功能损伤阶段。
模型到底“成没成”?时间点怎么选?
组织切片做一次不容易,动物数有限、时间点设置又多,很多课题组在早期判断模型是否成功时,缺乏一个敏感、量化、相对省力的指标。
药物肾毒性研究,需要“早发现、早预警”
尤其是新药筛选和安全性评价,越早看到肾小管损伤信号,越便于做剂量优化、停药时点和机制研究。
这时,NAG(N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶)活性检测往往能补上这一块。
为什么越来越多人开始关注 NAG?
NAG 是什么?
NAG 是一种溶酶体酸性水解酶,大量存在于肾近端小管上皮细胞内。正常情况下,它主要待在细胞内,进入尿液或组织匀浆的量很少。
一旦肾小管上皮细胞发生:
- 肿胀、变性、通透性改变
- 脱落、坏死
- 或受到药物 / 代谢异常 / 缺血再灌注等刺激
细胞内的 NAG 就会大量释放,导致:
肾组织、尿液、血清中的 NAG 活性显著升高。
和 Scr / BUN 比,它有几个明显特点:
更早:
在 Scr、BUN 还处于“正常波动”时,NAG 活性往往已经明显上升,尤其敏感于肾小管损伤。
更“定位”肾小管:
Scr、BUN 更多反映整体肾小球滤过功能,而 NAG 更偏向肾小管上皮细胞损伤程度。
更适合作为“模型过程指标”:
无论是建模早期筛点,还是不同剂量、不同时间点的动态评估,NAG 都可以提供一条相对平滑、连续的变化曲线。
由于这些特点,NAG 已被大量文献用于:
- 糖尿病肾病早期筛查
- 药物肾毒性评价
- 各类肾小管疾病的机制研究
- 甚至部分临床研究中作为早期肾损伤辅助指标
实验室在做 NAG 检测时常见的实际问题
很多实验室在尝试做 NAG 时,会遇到几类困难:
1. 样本类型多,前处理繁琐
- 有的课题组需要用肾组织 + 尿液 + 血清 同时看 NAG;
- 有些做毒理的,需要不同组织 + 不同时间点;
- 还有做微生物学或植物学的,需要在细菌 / 细胞 / 植物组织 中查 NAG 活性。
问题在于:
不同样本类型,如果用不同方法或不同试剂,数据很难直接横向比较,也增加了培训和操作成本。
2. 方法灵敏度不够或耗样多
- 部分经典比色法需要较大体积的样本,对小鼠、细胞实验不太友好;
- 组织样本本来就很“金贵”,切片、WB、PCR 各项指标都要,留给酶活检测的量往往有限;
- 有些自建方法灵敏度有限,低活性样本难以拉开差距。
3. 操作复杂,不适合高通量
- 多步孵育、多次换液、显色时间不统一
- 实验员压力大,批次间差异难控
- 做 10 个样本可以,做 60 个样本就“很难受”,不利于药效筛选和大样本动物实验
NAG 活性检测试剂盒如何解决这些问题?
我们在设计CheKine™ N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶(NAG)活性检测试剂盒(微量法,货号:KTB1326) 时,重点围绕三个关键词:
微量法、省样本、多样本型、操作简洁
1. 微量法设计:省样本,更适合小动物与细胞实验
- 样本用量:
- 组织:约 0.1 g 组织 + 1 mL 提取液即可
- 细胞 / 细菌:约 5×10⁶ 细胞或菌体
- 血清(浆):可直接上样,无需额外裂解
- 反应体系为96 孔板微量法,单孔检测体积小,样本节省明显。
- 一份小鼠肾脏足够同时做:病理 + WB/RT-qPCR + NAG 活性检测,不用再为“样本不够分”发愁。
2. 一套方案,覆盖多种样本类型
说明书中已优化并给出标准化操作流程,适用:
- 组织:肾、肝、心、脑等多种动物组织
- 细胞 / 细菌:贴壁、悬浮细胞和细菌培养物
- 血清 / 血浆 / 其他生物液体
同一套试剂盒、同一检测原理,便于在不同样本之间做趋势和相对比较,也便于多个实验项目之间共享平台。
3. 操作流程简洁,易上手、易扩展到高通量
核心流程可以概括为 4 步:
- 样本制备:按说明书配制匀浆液/裂解液,离心取上清。
- 加样反应:分设空白孔、标准孔、测定孔、对照孔,加入试剂和样本。
- 37℃ 孵育显色:固定时间孵育后加入显色终止液。
- 400 nm 读数并计算酶活。
- 全程只需一次加样孵育 + 一次终止显色,步骤简单、节奏清晰;
- 用常规酶标仪即可完成,不依赖昂贵设备;
- 对于需要做几十甚至上百个样本的项目,结合 96 孔板操作,可轻松扩展到高通量检测。
典型应用场景:这些课题都用得上 NAG 检测
1. STZ 诱导糖尿病肾病小鼠
需求场景:
糖尿病肾病早期,Scr/BUN 变化不明显,蛋白尿也可能波动较大;课题组需要更早、更稳定的损伤指标来判断模型是否成功、损伤程度如何。
使用方式:
在建模后第 4、8、12 周定期取小鼠肾皮质或尿液,用 CheKine™ NAG 试剂盒检测 NAG 活性变化,并与 Scr、BUN、尿白蛋白、肾组织病理对比。
预期效果:
NAG 活性通常在 Scr/BUN 明显升高前就出现持续升高,可作为“早期肾小管病变”量化指标,帮助判断建模成功时间点和病程分期。
2. 药物肾毒性评价(如阿霉素、顺铂等)
需求场景:
新药或联合用药安全性评价,需要监测肾毒性“信号”,尤其关注肾小管损伤。
使用方式:
设置不同剂量和不同给药周期,在多个时间点采集肾组织、尿液或血清,检测 NAG 活性。通过 NAG 动态曲线,判断损伤出现时间、剂量依赖性和可逆性。
预期效果:
能在 Scr/BUN 明显升高之前给出“早期预警”,为优化剂量、调整给药策略提供参考;也可与肝毒性指标配合,构成更完整的安全性评价体系。
3. 植物逆境胁迫下的根系 / 叶片 NAG 活性变化
NAG 不仅存在于动物中,在植物细胞的溶酶体和相关细胞器中也有活性,相当一部分课题会关注:
- 盐胁迫、干旱胁迫
- 重金属污染
- 农药处理
- 共生 / 病原微生物感染下的根系、叶片损伤和细胞壁代谢
在这些模型中,使用 CheKine™ NAG 试剂盒检测植物组织匀浆中的 NAG 活性,可以:
- 作为根系或叶片细胞损伤、代谢改变的辅助指标;
- 与抗氧化酶(SOD、CAT、POD)活性、MDA 含量等指标联合使用,更全面评估逆境胁迫效应。
用起来是什么感觉?
操作概览
以肾组织为例:
- 取肾皮质约 0.1 g,加入 1 mL 提取液,冰浴匀浆。
- 15,000 g,4℃ 离心 10 min,取上清。
- 在 96 孔板中按说明书设置:空白孔、标准孔、样本测定孔、样本对照孔。
- 加入底物与试剂,37℃ 孵育 30 min。
- 加入终止显色液,室温放置数分钟后,在 400 nm 读数。
- 根据说明书公式计算 NAG 活性(可按 mg 蛋白、g 鲜重、10⁴ 细胞数或 mL 体积计)。
实验室新人通常在一次培训 + 一次带教 后即可独立完成。
数据呈现示意
例如,在阿霉素肾损伤小鼠模型中,使用 CheKine™ 试剂盒检测肾组织 NAG 活性,可以看到:
- 对照组各时间点维持在约 5 U/g 鲜重左右,波动较小;
- 阿霉素组在给药第 3 天,NAG 活性已经升高至约 2 倍以上;
- 随时间推移,第 7 天、第 14 天 NAG 活性进一步升高,而 Scr/BUN 的改变明显滞后。
对于糖尿病肾病模型,常见现象包括:
- 血糖持续升高后不久,NAG 活性就开始上升;
- 在病理改变仍然较轻的阶段,NAG 已能反映出肾小管功能早期紊乱。
这些趋势在各类文献中有类似报道,你可以用CheKine™ NAG 试剂盒 快速实现在自己课题中复现和拓展。
适用人群与典型需求总结
科研人员:
- 建立和优化肾病模型(糖尿病肾病、药物肾毒性、急慢性肾损伤等)
- 做机制研究时需要联合 Scr/BUN、病理、炎症/纤维化指标,构建多指标体系
- 进行植物逆境胁迫、生物胁迫下细胞损伤评价
药企 / CRO:
- 早期安全性评价中的肾毒性风险预警
- 药效学和毒理学研究中,作为附加敏感指标,提高评估维度
实验平台 / 科研服务:
- 建立标准化 NAG 活性检测服务,作为肾损伤、细胞损伤和逆境胁迫项目的常规检测项目之一
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欢迎把它加入你的下一批实验设计中。
