劉鵬 陳姣伊 劉言振?┱棗面? 張浩軍 嚴(yán)美花 趙海玲 李平
摘要 目的:觀察糖腎方(TangShenFang,TSF)對(duì)于自發(fā)性2型糖尿病腎病db/db小鼠腎臟纖維化的保護(hù)作用。方法:8周齡雄性db/db小鼠隨機(jī)分為2組,分別為模型組(db/db)和觀察組(db/db+TSF),每組9只;8周齡雄性db/m小鼠為正常對(duì)照組(db/m),順應(yīng)性喂養(yǎng)2周后,給予糖腎方干預(yù)12周,處死小鼠,分離小鼠腎臟用于后續(xù)檢測(cè)。利用PAS和Masson染色觀察腎臟病理;利用WesternBlotting、Real-timePCR和免疫組化等技術(shù)檢測(cè)腎臟組織纖維化TGF-β1/Smad3通路以及miRNA21和miRNA29b的表達(dá)。結(jié)果:糖腎方可以改善db/db小鼠尿微量白蛋白水平,減輕小鼠腎臟損傷;WesternBlotting、Real-timePCR和免疫組化結(jié)果顯示,糖腎方可下調(diào)db/db小鼠腎臟中纖維化標(biāo)志分子TGF-β1、Smad3、CollagenⅠ和Fibronectin的表達(dá);下調(diào)db/db小鼠腎臟miRNA21的表達(dá),上調(diào)miRNA29b的表達(dá)。結(jié)論:糖腎方可作用于TGF-β1/Smad3信號(hào)通路抑制腎臟纖維化。
關(guān)鍵詞 糖腎方;糖尿病腎病;腎臟纖維化;miRNA
AbstractObjective:ToobservetheeffectsofTangshenFormula(TSF)treatmentonrenalfibrosisandexploreitspotentialmechanismindb/dbmice.Methods:Eightweeksolddb/dbanddb/mmicewererandomlydividedintothreesubgroups,(db/m,db/db,db/db+TSF),andallmicewerefedwithanormaldiet.Aftertwoweeksadaptation,miceweremaintainedonTSFtreatmentfor12weeksandwerethensacrificedunderanesthesiaafterovernightfast.Animalurineandrenaltissuessampleswerecollectedforfurtheranalyses.ThekidneyswerewashedwithcoldPBSsolution;onepartoftherenaltissuewerestoredinliquidnitrogen,andanotherdeposited-80℃directlyforsubsequentfrozensections;therestofthekidneywerefixedintotheneutralformalinforpathologicalanalysis.TherenalfibrosiswasdetectedbyPASandMassonstaining.TherenalexpressionofTGF-β1/Smad3anditstargetgeneswereassessedbyWesternBlotting,real-timePCR,andIHC.Results:TSFdiminishedUACRofdb/dbmice.HistologicalanalysisusingPASandMassonstainingrevealedtheoccurrenceofmesangialmatrixexpansionandextracellularmatrixdepositioninthekidneysofdb/dbmice.ThetreatmentwithTSFsignificantlyamelioratedthesehistologicalrenalinjuriesindb/dbmice.WesternBlottingandreal-timePCRanalysisshowedthatexpressionlevelsofTGF-β1,Smad3,CollagenⅠandFibronectinweresignificantlydownregulatedinthedb/dbmicewithTSFtreatment.WithTSFtreatment,theexpressionlevelsofmiRNA21wasdownregulated,buttheexpressionlevelsofmiRNA29bwasupregulated.Conclusion:TSFattenuatedrenalfibrosisindb/dbmice,throughsuppressionofTGF-β1/Smad3pathway.
KeyWordsTangshenformula;Diabeticnephropathy;Renalfibrosis;miRNA
中圖分類號(hào):R285.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:Adoi:10.3969/j.issn.1673-7202.2018.06.010
糖尿病腎?。―iabeticNephropathy,DN)是糖尿病(DiabetesMellitus,DM)主要的微血管并發(fā)癥之一,已成為發(fā)達(dá)國(guó)家和我國(guó)發(fā)達(dá)地區(qū)終末期腎?。‥ndStageRvenalDisease,ESRD)的主要原因[1-2]。DN主要病理改變是由于細(xì)胞外基質(zhì)的過(guò)度沉積,腎小球基底膜的厚度增加,進(jìn)而導(dǎo)致系膜增殖和擴(kuò)張,最終發(fā)展成為腎小球硬化和腎臟纖維化,喪失正常的功能。在DN的早期階段(微量白蛋白尿階段),膠原、纖連蛋白和層粘連蛋白在腎小球基底膜和系膜細(xì)胞外基質(zhì)中的沉積明顯增加,導(dǎo)致糖尿病彌漫性腎小球硬化癥;在晚期階段,腎臟中Ⅰ型和Ⅲ型膠原明顯沉積[3]。由此可見,纖維化是DN腎臟病理的最主要特征。轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1(TGF-β1)是一種廣譜細(xì)胞因子,可被高血糖、晚期糖基化終產(chǎn)物(AdvancedGlycationEnd-products,AGEs)、促分裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activatedProteinKinase,MAPK)和蛋白激酶C(ProteinKinaseC,PKC)等多種途徑誘導(dǎo),在導(dǎo)致DN纖維化過(guò)程中發(fā)揮著決定性的作用[4]。多項(xiàng)研究表明TGF-β1/Smad3信號(hào)通路是引起糖尿病腎病腎臟纖維化的重要通路,此外TGF-β1還可通過(guò)調(diào)控一些微小RNA(MicroRNA,miRNA)進(jìn)一步引起腎臟損傷(如:miRNA21,miRNA29等)[5-6]。因此,TGF-β/Smad3信號(hào)通路已成為防治DN的重要靶點(diǎn)之一。
目前的治療方案尚不能產(chǎn)生顯著的療效,因此迫切需要新的治療方法來(lái)減緩DN的進(jìn)展[7]。中醫(yī)藥是祖國(guó)瑰寶,同時(shí)國(guó)內(nèi)的糖尿病腎臟疾?。―iabeticKidneyDiseases,DKD)患者廣泛接受中醫(yī)藥的治療[8]。中藥糖腎方(TangshenFormula,TSF)顆粒是由七味藥組成,分別為黃芪、生地黃、山茱萸、三七、衛(wèi)矛、熟大黃和枳殼,是李平教授團(tuán)隊(duì)在繼承名老中醫(yī)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上,結(jié)合自身臨床實(shí)踐和現(xiàn)代研究成果擬定的中藥復(fù)方。在國(guó)家“973計(jì)劃”和國(guó)際科技合作等項(xiàng)目資助下,課題組前期多中心臨床試驗(yàn)證實(shí)糖腎方可以減少DKD患者尿蛋白排泄率,改善腎小球?yàn)V過(guò)率[9]。本研究主要探討糖腎方對(duì)于腎臟纖維化的影響。
1材料與方法
1.1材料
1.1.1動(dòng)物雄性自發(fā)性2型糖尿病db/db小鼠,8周齡,體重(35±5)g;同遺傳背景db/m小鼠,體重(20±2)g,購(gòu)自北京大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心,動(dòng)物生產(chǎn)許可證號(hào):SCXK(京)2011-0001。小鼠均飼養(yǎng)于中日友好醫(yī)院SPF級(jí)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物室屏障環(huán)境,使用許可證號(hào):SYXK(京)2010-0011。溫度:(23±3)℃,相對(duì)濕度(55±15)%,保持12h光照/12h黑暗交替,自由飲水和常規(guī)飼料喂養(yǎng)。本次實(shí)驗(yàn)所有操作均嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理相關(guān)規(guī)定進(jìn)行。
1.1.2藥物糖腎方配方顆粒,由江陰天江藥業(yè)有限公司制劑,規(guī)格:8g/袋,批號(hào):1206346。糖腎方組成藥物為:黃芪、衛(wèi)矛、生地黃、枳殼、山茱萸、大黃、三七7味中藥,其重量比依次為10∶5∶4∶3.4∶3∶2∶1。
1.1.3試劑與儀器小鼠白蛋白Elisa試劑盒(美國(guó)BethylLaboratories公司);iQTMSYBRGreensupermix(美國(guó)Bio-RAD公司);蛋白預(yù)染Marker(中國(guó)天根生化科技有限公司);PVDF膜(德國(guó)MerckMillipore公司);CollagenⅠ抗體(美國(guó)SantaCruz公司);Fibronectin抗體(美國(guó)SantaCruz公司);Smad3抗體(美國(guó)CellSignalingTechnology公司);P-Smad3抗體(美國(guó)CellSignalingTechnology公司);β-actin抗體(美國(guó)SantaCruz公司);辣根酶標(biāo)記兔抗小鼠IgG(美國(guó)DAKO公司);Trizol試劑(美國(guó)SantaCruz公司);QuickstartBradfordDyeReagent(美國(guó)Bio-RAD公司);TaqmanmiRNA試劑盒(美國(guó)ThermoFisher公司);BSA(美國(guó)Amresco公司)。CD-1600全自動(dòng)生化分析儀(美國(guó)雅培公司);BX43型光學(xué)顯微鏡(日本Olympus公司);多功能酶標(biāo)儀(美國(guó)ThermoFisher公司);PH儀(美國(guó)ThermoFisher公司);垂直凝膠電泳系統(tǒng)(美國(guó)Bio-RAD公司);Nanodrop高精度核算分光光度計(jì)(美國(guó)ThermoFisher公司);PCR儀(美國(guó)Bio-RAD公司);real-timePCR儀(美國(guó)Bio-RAD公司)。
1.2方法
1.2.1分組與模型制備實(shí)驗(yàn)動(dòng)物購(gòu)入后,順應(yīng)性喂養(yǎng)2周,稱重并進(jìn)行基礎(chǔ)狀態(tài)觀察,于10周齡時(shí)根據(jù)體重將db/db小鼠隨機(jī)分為2組。
1.2.2給藥方法動(dòng)物分組后從第1天開始灌胃給藥,1次/d,每周稱重,連續(xù)給藥12周。糖腎方劑量參考前期臨床研究并按照標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)物劑量換算[10],根據(jù)體重按照體表面積進(jìn)行換算,糖腎方的臨床給藥劑量是16g/d,按照人的標(biāo)準(zhǔn)體重為60kg計(jì)算,小鼠體重按照20g計(jì)算,小鼠給藥劑量應(yīng)為人給藥劑量的9倍,則小鼠給藥劑量為還是2.4g/(kg·d)[9]。糖腎方顆粒劑按照0.18g/mL的濃度進(jìn)行配制,4℃保存,灌胃前取出恢復(fù)至室溫,混勻后備用。各組小鼠灌胃給藥方案如下表所示見,表1.1。
1.2.3標(biāo)本采集實(shí)驗(yàn)期間從給藥0周開始,每4周將小鼠轉(zhuǎn)移入代謝籠一次,小鼠禁食但不禁水,收集24h尿液后測(cè)定尿量,混勻后留取1.5mL,10000rpm4℃離心5min,留取上清液,保存于-80℃冰箱用于檢測(cè)尿白蛋白及尿肌酐水平。在給藥12周實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),小鼠禁食12h后,眼內(nèi)眥取血,3000r/min4℃離心15min,留取上清液,保存于-80℃冰箱用于檢測(cè)各項(xiàng)生化指標(biāo)。之后迅速打開小鼠腹腔,摘取雙側(cè)腎臟,分別稱重。一側(cè)腎臟去除髓質(zhì)后,一半置于10%中性福爾馬林溶液中固定,另一半置于4%多聚甲醛中固定;另一側(cè)分離出腎皮質(zhì),迅速置于干燥凍存管中,于液氮保存。
1.2.4檢測(cè)指標(biāo)與方法取尿液上清,檢測(cè)尿白蛋白濃度和尿肌酐;并計(jì)算尿白蛋白肌酐比值(UrineAlbumin-to-CreatinineRatio,UACR)。腎組織經(jīng)過(guò)10%中性福爾馬林固定24h后,依次進(jìn)行脫水、透明、石蠟包埋后,使用切片機(jī)分別切為3μm厚切片,進(jìn)行過(guò)碘酸-雪夫(PeriodicAcid-Schiff,PAS)染色和Masson染色,光鏡下觀察腎臟組織病理變化,采用評(píng)分法對(duì)其進(jìn)行半定量分析。采用WesternBlotting以及免疫組化法檢測(cè)腎臟組織中Smad3、P-Smad3、CollagenⅠ和Fibronectin的表達(dá)情況,采用Real-timePCR檢測(cè)腎臟組織中TGF-β1Smad3、CollagenⅠ和Fibronectin的mRNA水平以及miRNA21和miRNA29b的表達(dá)情況。
1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)方法所有計(jì)量數(shù)據(jù)均以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤(±s)表示,采用GraphPadPrism5.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,采用One-wayANOVA分析和Dunnett-t多組間比較等檢驗(yàn)方法,以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2結(jié)果
2.1糖腎方對(duì)db/db小鼠UACR的影響尿微量白蛋白是評(píng)價(jià)DN病情進(jìn)展的重要指標(biāo),本研究中以尿肌酐進(jìn)行校正,使用UACR作為評(píng)價(jià)病情進(jìn)展。如圖1.1B所示。在10周齡實(shí)驗(yàn)開始時(shí),模型組db/db小鼠UACR顯著高于正常組db/m小鼠,而模型組與糖腎方組db/db小鼠UACR無(wú)明顯差異;從18周齡開始,在給予糖腎方干預(yù)后,db/db小鼠UACR顯著降低,抑制病情進(jìn)展。圖1.1中,db/m表示正常對(duì)照組,db/db表示模型組,db/db+TSF表示糖腎方觀察組。
2.2糖腎方顯著改善db/db小鼠腎臟病理?yè)p傷腎臟組織經(jīng)過(guò)PAS染色后,糖原在光鏡下呈紫紅色顆粒。如圖1.2A所示。正常組db/m小鼠腎小球的結(jié)構(gòu)正常,系膜區(qū)陽(yáng)性物質(zhì)未見增多;模型組db/db小鼠腎小球官腔的結(jié)構(gòu)異常,系膜區(qū)陽(yáng)性物質(zhì)明顯增多,同時(shí)伴有系膜基質(zhì)顯著增生以及基底膜增厚;在給予糖腎方干預(yù)后,可明顯改善db/db小鼠腎小球系膜基質(zhì)的増生及基底膜增厚,同時(shí)對(duì)腎小球系膜基質(zhì)百分比進(jìn)行半定量分析,結(jié)果具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。見圖1.2B。
經(jīng)過(guò)Masson染色后,膠原在光鏡下呈現(xiàn)藍(lán)色。如圖1.2C所示。正常組db/m小鼠腎小球和腎小管的結(jié)構(gòu)正常,膠原表達(dá)未見增多;模型組db/db小鼠腎小球系膜區(qū)及基底膜膠原出現(xiàn)明顯的增生,同時(shí)出現(xiàn)腎小管擴(kuò)張;給予糖腎方干預(yù)后,可明顯減少db/db小鼠腎小球及小管間質(zhì)的膠原沉積,使用纖維化面積進(jìn)行半定量分析,結(jié)果具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。見圖1.2D。
2.3糖腎方對(duì)db/db小鼠腎臟皮質(zhì)CollagenⅠ和Fibronectin蛋白及mRNA水平的影響如圖1.3所示,免疫組化檢測(cè)發(fā)現(xiàn),模型組db/db小鼠腎臟皮質(zhì)CollagenⅠ和Fibronectin白水平顯著高于正常組db/m小鼠,在給予糖腎方干預(yù)后,db/db小鼠腎臟皮質(zhì)Ⅰ型膠原和纖維連接蛋白水平顯著下降,結(jié)果具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。見圖1.4所示。WesternBlotting檢測(cè)發(fā)現(xiàn),模型組db/db小鼠腎臟皮質(zhì)CollagenⅠ和Fibronectin蛋白水平顯著高于正常組db/m小鼠,在給予糖腎方干預(yù)后,db/db小鼠腎臟皮質(zhì)Ⅰ型膠原和纖維連接蛋白水平顯著下降。如圖1.5所示。Real-timePCR檢測(cè)發(fā)現(xiàn),模型組db/db小鼠腎臟皮質(zhì)Ⅰ型膠原和纖維連接蛋白mRNA水平顯著高于正常組db/m小鼠,在給予糖腎方干預(yù)后,db/db小鼠腎臟皮質(zhì)Ⅰ型膠原和纖維連接蛋白mRNA水平顯著下降。
2.4糖腎方對(duì)db/db小鼠腎臟皮質(zhì)TGF-β1/Smad3信號(hào)通路的影響如圖1.6所示,WesternBlotting檢測(cè)發(fā)現(xiàn),模型組db/db小鼠腎臟皮質(zhì)中Smad3蛋白磷酸化水平顯著高于正常組db/m小鼠,在給予糖腎方干預(yù)后,db/db小鼠腎臟皮質(zhì)Smad3蛋白磷酸化水平顯著下降。如圖1.7所示,real-timePCR檢測(cè)發(fā)現(xiàn),模型組db/db小鼠腎臟皮質(zhì)中TGF-β1mRNA水平顯著高于正常組db/m小鼠,在給予糖腎方干預(yù)后,db/db小鼠腎臟皮質(zhì)TGF-β1mRNA水平顯著下降。
2.5糖腎方對(duì)db/db小鼠腎臟皮質(zhì)miRNA21和miRNA29b的影響miRNA是可以調(diào)節(jié)各項(xiàng)生命活動(dòng)的小內(nèi)源非編碼RNA,抑制目標(biāo)基因翻譯和/或誘導(dǎo)mRNA降解,Smad3介導(dǎo)的miRNA(例如:miRNA21,miRNA29等)在糖尿病腎臟纖維化過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。如圖1.8所示,real-timePCR檢測(cè)發(fā)現(xiàn),模型組db/db小鼠腎臟皮質(zhì)中miRNA21水平顯著高于正常組db/m小鼠,miRNA29b水平顯著低于正常組db/m小鼠;在給予糖腎方干預(yù)后,db/db小鼠腎臟皮質(zhì)中miRNA21水平顯著下降,miRNA29b水平顯著升高。
3討論
我國(guó)已經(jīng)成為了全球DM患者最多的國(guó)家,而且患病人數(shù)還在繼續(xù)增加,最新的研究顯示我國(guó)目前DM的患病率已經(jīng)達(dá)到了10.9%,同時(shí)糖尿病前期的人口預(yù)計(jì)在35.7%[11]。DN作為DM主要的微血管并發(fā)癥之一,已成為ESRD的主要病因,嚴(yán)重威脅著人類的健康,給國(guó)家和社會(huì)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[1]。本研究發(fā)現(xiàn)糖腎方可顯著抑制TGF-β1/Smad3信號(hào)通路的表達(dá),下調(diào)Ⅰ型膠原和纖維連接蛋白的表達(dá),減輕腎臟纖維化;此外研究還發(fā)現(xiàn)糖腎方還可通過(guò)下調(diào)腎臟中miRNA21的表達(dá)以及上調(diào)miRNA29b的表達(dá),抑制腎臟纖維化的進(jìn)展,保護(hù)腎臟功能。
TGF-β1/Smad3信號(hào)通路是引起糖尿病腎病腎臟纖維化的重要通路,可引起ECM的過(guò)度沉積,導(dǎo)致腎臟纖維化[6]。DN狀態(tài)下的許多物質(zhì),例如高血糖水平、AGEs及血管緊張素Ⅱ(AngiotensinⅡ,AngⅡ)都可上調(diào)TGF-β1的表達(dá),并通過(guò)依賴及非依賴TGF-β1途徑激活Smad信號(hào)通路。Smad3可直接結(jié)合到膠原蛋白的啟動(dòng)子區(qū)域,來(lái)上調(diào)膠原蛋白的表達(dá),促進(jìn)腎臟的纖維化進(jìn)展[12-13]。同時(shí)降低成纖維細(xì)胞中的基質(zhì)金屬蛋白酶-1(Matrixmetalloproteinase-1,MMP-1)活性,減少膠原蛋白的降解[14]。DN、UUO、高血壓腎損害及藥物導(dǎo)致的腎損害動(dòng)物模型中,敲除Smad3均可抑制腎臟的纖維化[15-18]。TGF-β1/Smad信號(hào)通路導(dǎo)致腎臟纖維化的主要機(jī)制有:1)可通過(guò)誘導(dǎo)膠原和纖維連接蛋白的表達(dá),直接引起ECM的過(guò)度沉積[19];2)可誘導(dǎo)上皮細(xì)胞通過(guò)上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)分化(Epithelial-mesenchymaltransition,EMT)轉(zhuǎn)化為肌成纖維細(xì)胞,誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞通過(guò)巨噬細(xì)胞-肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化肌成纖維細(xì)胞(Macrophage-myofibroblasttransition,MMT),以及誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞-間質(zhì)轉(zhuǎn)分化(Endothelial-mesenchymaltransition,EndMT)為肌成纖維細(xì)胞[20-21];3)可誘導(dǎo)腎小球系膜細(xì)胞分泌增強(qiáng),導(dǎo)致系膜基質(zhì)增多;還可誘導(dǎo)腎小管上皮細(xì)胞和足細(xì)胞的凋亡,影響腎臟正常的功能,加重腎臟的纖維化[22];4)降低成纖維細(xì)胞中的MMP-1活性,減少膠原蛋白的降解[14]。所以,TGF-β1/Smad信號(hào)通路的激活可顯著促進(jìn)腎臟纖維化的進(jìn)展,可作為治療DN的潛在靶點(diǎn)。
在一項(xiàng)納入1604例DN患者的meta分析中發(fā)現(xiàn),DN患者的血清和尿液中的TGF-β1含量顯著升高[23]。一些TGF-β1的抑制劑已經(jīng)進(jìn)行了臨床前和臨床研究,但由于不良反應(yīng)以及療效不顯著等原因,還尚未得到廣泛的應(yīng)用[24]。在一項(xiàng)有77例DN患者參與的隨機(jī)雙盲安慰劑對(duì)照研究中發(fā)現(xiàn),一種可以阻斷TGF-β1啟動(dòng)子的小分子藥物Pirfenidone,可延緩DN患者的腎小球?yàn)V過(guò)率(EstimatedGlomerularFiltrationRate,eGFR)的下降[25]。但在有36例激素抵抗型原發(fā)局灶性節(jié)段性腎小球硬化癥的隨機(jī)雙盲安慰劑對(duì)照研究中發(fā)現(xiàn),給予人源的TGF-β1單克隆抗體fresolimumab(GC1008)后并未發(fā)現(xiàn)患者的eGFR有明顯改善[26]。
miRNA是可以調(diào)節(jié)各項(xiàng)生命活動(dòng)的小內(nèi)源非編碼RNA,長(zhǎng)度為20~22個(gè)核苷酸,可與靶基因的3′端非翻譯區(qū)結(jié)合,抑制目標(biāo)基因翻譯和/或誘導(dǎo)mRNA降解,其中一些miRNA(例如:miRNA21,miRNA29等)在糖尿病腎臟纖維化過(guò)程中發(fā)揮著重要作用[6]。miRNA21是被廣泛研究的miRNAs之一,早在2008年的一項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn),心力衰竭模型中miRNA21可加重心臟的纖維化[27]。盡管在正常腎臟中miRNA21的含量比較低,但是在多種腎臟疾病模型中,例如糖尿病腎病和急性腎小球腎炎的動(dòng)物模型中,均可發(fā)現(xiàn)miRNA21表達(dá)升高,腎臟發(fā)生纖維化改變[28-29]。已有大量研究表明,TGF-β1可上調(diào)miRNA21的表達(dá);在敲除TGF-β1的糖尿病模型中,miRNA21的表達(dá)減少,腎臟纖維化程度減輕[30]。因此,miRNA21可成為改善纖維化相關(guān)疾病的重要靶點(diǎn);在敲除miRNA21的小鼠模型中也進(jìn)一步證實(shí),敲除miRNA21后,可抑制腎臟的纖維化[31]。也有研究證實(shí),miRNA21的表達(dá)是由Smad3調(diào)控的,Smad3的激活可以上調(diào)miRNA21的表達(dá)[29]。此外,miRNA21還可通過(guò)其他途徑促進(jìn)腎臟纖維化,包括:1)miRNA21可抑制腎臟過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體α(Peroxisomeproliferator-activatedreceptorα,PPARα)的表達(dá),干擾正常的脂質(zhì)代謝,引起腎臟脂質(zhì)沉積,繼而導(dǎo)致腎臟纖維化改變[31];2)激活腎臟中哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mammaliantargetofrapamycin,mTOR)復(fù)合物1(mTORC1),促進(jìn)纖維連接蛋白的表達(dá),引起腎臟纖維化[32]。此外,在STZ誘導(dǎo)的糖尿病小鼠中發(fā)現(xiàn),沉默miRNA21后,可改善小鼠的系膜擴(kuò)張、腎間質(zhì)纖維化及巨噬細(xì)胞浸潤(rùn),減少蛋白尿以及抑制腎臟的纖維化和炎性反應(yīng)基因的表達(dá)[33]。
miR29是另一個(gè)被廣泛研究的miRNAs,miR29家族中包括miR29a、miRNA29b和miR29c3個(gè)成員,其所有成員均具有相同的序列并且都可結(jié)合到相同的目標(biāo)基因,在臨床試驗(yàn)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中均發(fā)現(xiàn)miRNA29具有抗纖維化作用,還可抑制TGF-β1的轉(zhuǎn)錄[34]。在正常腎臟和肺中miRNA29b的表達(dá)較高,但當(dāng)腎臟和肺發(fā)生纖維化改變時(shí),miRNA29b的表達(dá)明顯降低[35-36]。在單側(cè)輸尿管梗阻(Unilateralureteralobstruction,UUO)小鼠模型中,腎臟出現(xiàn)纖維化改變,同時(shí)miRNA29b的表達(dá)降低;而在敲除Smad3的UUO小鼠模型中,腎臟纖維化程度明顯減輕,miRNA29b的表達(dá)也明顯升高,因此Smad3可抑制miRNA29b的表達(dá)[36]。由于miRNA29b可直接作用于I/III/IV型膠原蛋白、纖維連接蛋白和彈性蛋白的3′端非翻譯區(qū),抑制其表達(dá);在糖尿病腎病小鼠模型中,將db/db小鼠過(guò)表達(dá)miRNA29b后,其蛋白尿明顯減少,膠原蛋白和纖維連接蛋白表達(dá)減少,腎臟纖維化程度明顯減輕[37]。
因此,miRNA21及miRNA29b的表達(dá)與DN腎臟纖維化具有密切聯(lián)系,miRNA21及miRNA29b可作為治療DN的潛在靶點(diǎn)。在臺(tái)灣的DN患者中發(fā)現(xiàn),其血清中的miRNA21含量明顯高于正常對(duì)照組,而miRNA29b含量明顯降低;隨著疾病的進(jìn)展,miRNA21的表達(dá)逐漸提高,miRNA29b的表達(dá)逐漸降低;所以血清中的miRNA21及miRNA29b的含量可作為DN的進(jìn)展期間的生物標(biāo)志物[38]。
糖腎方作為臨床上治療DKD的經(jīng)驗(yàn)方,課題組前期研究已經(jīng)證明其通過(guò)抑制TGF-β1/Smad3信號(hào)通路改善STZ加單側(cè)腎切除大鼠腎臟纖維化[39]。本研究發(fā)現(xiàn),給予糖腎方干預(yù)12周后,db/db小鼠腎臟皮質(zhì)中Smad3的磷酸化程度降低,Ⅰ型膠原和纖維連接蛋白及mRNA表達(dá)的下調(diào),腎臟纖維化明顯減輕,表明糖腎方可減輕DN的腎臟纖維化保護(hù)腎臟功能。
綜上所述,糖腎方可抑制db/db小鼠腎臟TGF-β1/Smad3信號(hào)通路的表達(dá),可能通過(guò)下調(diào)miRNA21的表達(dá),同時(shí)上調(diào)miRNA29b的表達(dá),顯著減輕腎臟纖維化進(jìn)展保護(hù)腎臟功能。
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(2018-05-10收稿責(zé)任編輯:張文婷)