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控制血糖通過下調(diào)KLF6而抑制STZ所致的1型糖尿病大鼠腎小管上皮細(xì)胞損傷*

2021-12-06 05:16張會芳向珈誼梁露群周星丞張小歡毛彥穩(wěn)王圓圓
中國病理生理雜志 2021年11期
關(guān)鍵詞:腎小管纖維化腎臟

張會芳, 向珈誼, 梁露群, 王 丹, 周星丞, 張小歡, 毛彥穩(wěn), 王圓圓, 郭 兵

(貴州醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院病理生理教研室,貴州省常見慢性疾病發(fā)病機制及藥物研究重點實驗室,貴州貴陽550025)

糖尿病腎?。╠iabetic kidney disease,DKD)是糖尿?。╠iabetes mellitus,DM)慢性微血管并發(fā)癥之一,是一種高血糖誘導(dǎo)腎臟微血管病變并逐漸影響腎臟功能的嚴(yán)重并發(fā)癥[1]。在DKD 的發(fā)生過程中,糖脂代謝紊亂導(dǎo)致炎癥因子釋放[2];腎小管上皮細(xì)胞的凋亡,促進(jìn)了腎間質(zhì)纖維化的發(fā)展[3];腎小管上皮細(xì)胞向間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化和細(xì)胞外基質(zhì)大量沉積引起的纖維化病變造成腎臟功能進(jìn)一步損傷[4],表明炎癥反應(yīng)和凋亡在DKD的發(fā)展中扮演著關(guān)鍵角色。

核轉(zhuǎn)錄因子 Krüppel 樣因子 6(Krüppel-like factor 6,KLF6)是 Sp1/Krüppel 樣轉(zhuǎn)錄因子家族中的一個亞家族成員[5],參與了包括肝纖維化、非酒精性脂肪性肝炎(nonalcoholic steatohepatitis,NASH)等多種肝臟疾病[6]。已有文獻(xiàn)報道,KLF6 通過調(diào)節(jié)過氧化物酶體增殖物活化受體γ(peroxisome proliferator-activated receptor γ,PPARγ)參與了 NASH 的調(diào)節(jié)過程。在巨噬細(xì)胞,KLF6 可以負(fù)調(diào)控PPARγ 的表達(dá),促進(jìn)炎癥因子的釋放[7]。而 KLF6 在 DKD 發(fā)生發(fā)展中的作用機制尚未完全闡明。胰島素(insulin,INS)是胰島β 細(xì)胞分泌的一種肽類激素,具有較好的控制血糖水平的作用,是臨床治療DM 的常用藥物[8]。本研究擬予以INS 控制DM 大鼠血糖,觀察腎組織KLF6 的表達(dá)變化;將大鼠近端腎小管上皮NRK-52E細(xì)胞予以正常糖(normal glucose,NG)或高糖(high glucose,HG)刺激,或在HG 培養(yǎng)后置于NG 中培養(yǎng),或分別過表達(dá)及敲減KLF6表達(dá),觀察KLF6 表達(dá)變化和大鼠腎小管上皮細(xì)胞纖維化病變情況,探索KLF6 在DKD 發(fā)生發(fā)展的作用和機制,為DKD 的臨床治療提供一定的實驗依據(jù)。

材料和方法

1 材料

1.1 動物 清潔級6 周齡雄性SD 大鼠,體重(200±20)g,購自北京華阜康生物科技股份有限公司,生產(chǎn)許可證號為SCXK(京)2009-0007,質(zhì)量合格證號為0257330。

1.2 細(xì)胞 大鼠近端腎小管上皮細(xì)胞系NRK-52E購自中國科學(xué)院細(xì)胞庫。

1.3 試劑 辣根過氧化物酶(horseradish peroxidase,HRP)標(biāo)記山羊抗小鼠IgG、HRP 標(biāo)記的山羊抗兔IgG、免疫組織化學(xué)檢測試劑及顯色試劑盒均購自Vector;BCA蛋白定量試劑盒及ECL顯色劑購自北京碧云天生物研究所;抗α-平滑肌肌動蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)、III 型膠原蛋白(collagen type III,Col III)、鈣黏蛋白(E-cadherin)和KLF6抗體均購自Proteintech;抗腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)抗體(Santa Cruz);抗白細(xì)胞介素6(interleukin-6,IL-6)抗體(北京博奧森);抗PPARγ抗體(Cell Signaling Technology);抗纖維連接蛋白(fibronectin,F(xiàn)N)抗體(Abcam);抗β-actin 抗體(武漢普美克技術(shù)有限公司);抗GAPDH 抗體(武漢普美克技術(shù)有限公司);超敏ECL 化學(xué)發(fā)光試劑盒(碧云天);鏈脲佐菌素(streptozotocin,STZ;Sigma);INS(諾和諾德);蛋白marker(賽默飛);實時定量PCR 引物購自廣州銳博公司;實時定量GAPDH 引物購自上海生物工程公司;細(xì)胞凋亡檢測試劑盒(凱基生物公司);KLF6過表達(dá)質(zhì)粒(pCAG-GFP-Puro01-KLF6,OEKLF6)和KLF6小干擾 RNA(KLF6siRNA,si-KLF6)均購自上海毅樂生物科技有限公司。

2 方法

2.1 DM 模型的建立及分組 將SD 大鼠隨機分為正常對照(normal control,NC)組、DM 組和INS 治療組(INS組),每組6只。DM組及INS組大鼠采用腹腔注射55 mg/kg 鏈脲佐菌素的方法復(fù)制DM 模型,72 h后測量空腹血糖,血糖≥16.7 mmol/L 為造模成功。成模 4 周起 NC 組及 DKD 組予 0.1 mL 溶媒,INS 組于造模成功4周后給予INS治療,劑量為22 U。劑量實行個體化,隨機血糖控制在7~8 mmol/L 以下,治療6周。DKD 造模方法如下,將 STZ 溶于 0.1 mol/L 無菌檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液(pH 4.5),一次性尾靜脈注射 2% STZ(55 mg/kg)復(fù)制 DM 大鼠模型,72 h 測大鼠空腹血糖,血糖≥16.7 mmol/L 且尿糖陽性判斷為造模成功,成模1 周后行尿蛋白定性檢測,尿蛋白陽性為DKD模型復(fù)制成功。

2.2 細(xì)胞分組和轉(zhuǎn)染 正常大鼠腎小管上皮NRK-52E細(xì)胞在37 ℃、5%CO2培養(yǎng)箱中,在含10%胎牛血清(fetal bovine serum,F(xiàn)BS;Gibco)和5.5 mmol/L 葡萄糖的DMEM 培養(yǎng)液(Gibco)中進(jìn)行維持培養(yǎng)。含2% FBS 的NG(5.5 mmol/L 葡萄糖)培養(yǎng)液培養(yǎng)細(xì)胞48 h,為 NG 組;含 2% FBS 的HG(55 mmol/L 葡萄糖)培養(yǎng)液培養(yǎng)細(xì)胞 48 h,為 HG 組;含 2% FBS 的 HG 培養(yǎng)液培養(yǎng)細(xì)胞24 h 后,轉(zhuǎn)入含2% FBS 的NG 培養(yǎng)液繼續(xù)培養(yǎng)細(xì)胞24 h,為HG轉(zhuǎn)入NG組(HG to NG組)。

待細(xì)胞融合度為40%~50%時,用Lipofectamine 2000(Invitrogen)瞬時轉(zhuǎn)染 NRK-52E 細(xì)胞,隨機將細(xì)胞分為NG+空載體(vector)組、NG+OE-KLF6 組、HG組和HG+si-KLF6組,培養(yǎng)48 h。

2.3 標(biāo)本采集及生化指標(biāo)的檢測 注射6 周INS后,將所有大鼠處死。大鼠處死前禁食6~8 h,乙醚麻醉,股動脈取血,分離血清,置于-80 ℃冰箱保存,用于相應(yīng)血生化指標(biāo)的檢測。剖腹,用4 mL 生理鹽水于左心耳注入以灌洗臟器,取出雙側(cè)腎臟,部分用40 g/L 多聚甲醛固定,其余腎臟組織放入分裝管,置于-80 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩H∥膊磕┥胰肈CA Vantage Analyzer 檢測糖化血紅蛋白(hemoglobin A1c,HbA1c);用 ONETOUCH SureStep(Hospital)穩(wěn)步型血糖儀檢測血糖;用雅培2000 全自動生化儀檢測甘油三酯、血尿素氮和尿蛋白。

2.4 腎臟組織病理學(xué)檢查 4%甲醛固定腎臟組織,梯度乙醇脫水、二甲苯透明、石蠟包埋后制成3 μm 石蠟切片,HE 和天狼星紅染色后,在光鏡下觀察腎臟組織形態(tài)學(xué)變化并拍照保存。HE 染色觀察腎組織的形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化,天狼星紅染色觀察腎組織的纖維化病變程度。

2.5 免疫組織化學(xué)染色 將石蠟切片在60 ℃烤片1 h后脫蠟至水,洗滌后,30%H2O2與甲醇按1∶9的比例混合,滴于組織切片上,室溫10 min 滅活過氧化物酶。高壓抗原修復(fù),驢血清封閉1 h,加入兔抗KLF6(1∶100)4 ℃孵育過夜。第2 天由冰箱取出后,洗滌3次,加入山羊抗兔IgG(1∶200),室溫孵育1 h。洗滌后,3-氨基-9-乙基咔唑(3-amino-9-ethylcarbazole,AEC)染色,自來水終止反應(yīng),蘇木精溶液染核,封片,顯微鏡觀察。結(jié)果計數(shù):采用ImageJ分析軟件在高倍(×200)鏡下每張切片隨機取10個視野確定陽性染色的區(qū)域,計算陽性染色的面積占總面積的比例(%)。

2.6 Western blot 檢測腎組織及NRK-52E 細(xì)胞的蛋白表達(dá)水平 從-80 ℃冰箱里取出腎臟組織,用濾紙吸干水分,稱取50~100 mg,加入組織蛋白裂解液后置于勻漿器上研磨后,12 000 r/min離心15 min,吸取上清液,用BCA試劑盒測定各組蛋白濃度,按所得濃度計算出需要加入的loading buffer 體積,加入loading buffer后充分混勻,在預(yù)先準(zhǔn)備的沸水中煮15 min,上樣。6孔板培養(yǎng)的細(xì)胞倒掉培養(yǎng)基,PBS清洗,加入細(xì)胞裂解液,刮取細(xì)胞蛋白于EP 管中,沸水煮10 min,上樣。蛋白經(jīng)過SDS-PAGE 分離后,轉(zhuǎn)移至PVDF 膜上,5%脫脂奶粉室溫封閉1 h,TBST 洗膜,加入抗KLF6(1∶1 000)、PPARγ(1∶1 000)、α-SMA(1∶800)、Col III(1∶1 000)、IL-6(1∶1500)、TNF-α(1∶500)、Bax(1∶1 000)、E-cadherin(1∶1 000)和FN(1∶1 000)抗體,4 ℃孵育過夜,TBST洗膜后加入相應(yīng)Ⅱ抗(1∶10 000)室溫孵育1 h,TBST洗膜后,加入ECL熒光顯色液,置于凝膠成像儀曝光,ImageJ軟件分析結(jié)果。

2.7 RT-qPCR 檢測 PPARγ 的 mRNA 表達(dá) Trizol法提取各組大鼠腎組織總RNA,且測定提取的總RNA濃度;按翊圣生物公司試劑盒說明書,以20 μL 反轉(zhuǎn)錄體系合成cDNA,以cDNA 為模板進(jìn)行PPARγ 的擴增。PPARγ 引物由廣州銳博有限公司合成,正向引物序列為5′-GGAATCAGCTCTGTGGACCTCTC-3′,反向引物序列為 5′-TGGAGAAATCAACCGTGGTAAAG-3′;GAPDH 引物由生工合成,正向引物序列為5′-GACATGCCGCCTGGAGAAAC-3′,反向引物序列為 5′-AGCCCAGGATGCCCTTTAGT-3′。 以 GAPDH為內(nèi)參照,采用Bio-Rad CFX96熒光定量PCR分析系統(tǒng)進(jìn)行qPCR實驗,結(jié)果以2-ΔΔCt法進(jìn)行計算。

2.8 流式細(xì)胞技術(shù)檢測細(xì)胞凋亡 使用annexin VFITC/PI 細(xì)胞凋亡檢測試劑盒。待細(xì)胞密度為80%時,胰酶消化細(xì)胞至于離心管中,用預(yù)冷的PBS 洗3次,并加入適量PBS 重懸細(xì)胞,將重懸好的細(xì)胞隨機分組:對照組、PE 單染組、FITC 單染組和實驗組(雙染),向相應(yīng)組別中加入 10 μL 的 PE 或者 FITC 標(biāo)記的抗體,輕輕混勻,室溫避光孵育10 min,使用流式細(xì)胞術(shù)檢測,按照順序:對照組、PE 單染組、FITC 單染組和實驗組(雙染)依次設(shè)門,進(jìn)行陽性細(xì)胞計數(shù),結(jié)果以百分?jǐn)?shù)表示。

3 統(tǒng)計學(xué)處理

數(shù)據(jù)均采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(mean±SD)表示。兩組間比較的數(shù)據(jù)用獨立樣本t檢驗,多組比較采用單因素方差分析。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

1 大鼠一般情況與相關(guān)生化指標(biāo)檢測結(jié)果

NC 組大鼠生長狀況良好,活動正常,精神狀態(tài)良好;DM 組大鼠逐漸出現(xiàn)多飲、多尿、多食等現(xiàn)象。與NC 組相比,DM 組大鼠腎重/體重、血糖、糖化血紅蛋白、甘油三酯、血尿素氮和尿蛋白水平顯著升高(P<0.05);與DM 組相比,經(jīng)過INS 治療后的大鼠腎重/體重、血糖、糖化血紅蛋白、甘油三酯、血尿素氮和尿蛋白水平均顯著下降(P<0.05),見表1。

表1 各組大鼠腎重/體重、血糖、糖化血紅蛋白、甘油三酯、尿素氮和尿蛋白水平的比較Table 1. The levels of kidney/body weight,blood glucose(BG),glycated hemoglobin(HbA1c),triglyceride(TG),blood urea nitrogen(BUN)and urine protein(UP)in rats(Mean±SD. n=6)

2 大鼠腎臟組織的病理學(xué)改變

HE 染色結(jié)果顯示,NC 組腎小球固有細(xì)胞未見明顯增生,系膜區(qū)未見明顯增寬,基底膜未見明顯增厚,腎小管未見明顯萎縮,上皮細(xì)胞可見少許顆粒變性,腎間質(zhì)未見纖維化及炎癥細(xì)胞浸潤,血管壁未見明顯增厚;DM 組系膜及間質(zhì)輕度節(jié)段增生,上皮細(xì)胞顆粒及灶狀空泡變性,基底膜未見明顯增厚,腎小管灶性萎縮(萎縮面積<10%),腎間質(zhì)可見灶性淋巴細(xì)胞及單個核細(xì)胞浸潤,伴纖維化增生,小血管壁未見明顯增厚;與DM 組相比,INS 組上述病變均有所減輕。天狼星紅染色結(jié)果顯示,與NC組相比,DM 組伴有腎小管-間質(zhì)纖維化,陽性染色明顯增加;INS 組與DM組相比,陽性染色明顯減少。見圖1。

3 KLF6在各組腎組織中的表達(dá)和分布

免疫組化染色結(jié)果顯示,與NC組相比,DM 組腎小管胞漿及胞質(zhì)顆粒狀KLF6 蛋白陽性表達(dá)增加;INS處理后,KLF6在腎小管的陽性表達(dá)比例減少(P<0.05),見圖 2A。Western blot 結(jié)果顯示,與 NC 組相比,DM 組 KLF6 蛋白表達(dá)明顯增加;經(jīng)過 INS 治療后,KLF6蛋白表達(dá)減少,見圖2B。

4 各組大鼠腎組織中PPARγ、α-SMA、Col III、IL-6、TNF-α和Bax表達(dá)的變化

Figure 1. Histological changes of rat kidney tissues in each group(×200).圖1 各組大鼠腎組織形態(tài)學(xué)變化

Figure 2. The expression and distribution of KLF6 in rat renal tissues detected by immunohistochemical staining(A,×200)and Western blot(B). KLF6 was expressed in the cytoplasm and nucleus of renal tubular epithelial cells in the renal cortex(black arrow). Mean±SD. n=6.*P<0.05 vs NC group;#P<0.05 vs DM group.圖2 免疫組化染色和Western blot檢測KLF6在各組大鼠腎組織中的表達(dá)與分布

與 NC 組相比較,DM 組 α-SMA、Col III、IL-6、TNF-α 和 Bax 的蛋白水平顯著升高,而 PPARγ 蛋白和mRNA 表達(dá)水平顯著降低(P<0.05);與DM 組相比,INS 組IL-6、TNF-α、α-SMA、Col III 和Bax 的蛋白水平顯著降低,而PPARγ 蛋白和mRNA 表達(dá)水平顯著升高(P<0.05),見圖3。

5 NG 條件下過表達(dá)KLF6 可促進(jìn)腎小管上皮細(xì)胞損傷和纖維化

為了進(jìn)一步研究KLF6 與細(xì)胞表型的關(guān)系,在NG 環(huán)境中予 NRK-52E 細(xì)胞 Lipofectamine 2000 瞬時轉(zhuǎn)染KLF6 過表達(dá)質(zhì)粒,培養(yǎng)48 h,可見KLF6 表達(dá)水平明顯升高(圖4A)。與NG+vector 組相比,NG+OEKLF6組NRK-52E 細(xì)胞中上皮細(xì)胞標(biāo)志物E-cadherin表達(dá)水平顯著降低,纖維化指標(biāo)FN 及炎癥指標(biāo)IL-6表達(dá)水平均顯著升高(圖4B~E),細(xì)胞凋亡率亦顯著升高(圖4F)。

Figure 3. Expression of PPARγ,Col III,α-SMA,TNF-α,IL-6,and Bax in rat kidney tissues of each group. A:the protein levels of PPARγ,Col III,α-SMA,TNF-α,IL-6 and Bax determined by Western blot;B:the expression of PPARγ mRNA determined by RT-qPCR. Mean±SD. n=6.*P<0.05 vs NC group;#P<0.05 vs DM group.圖3 各組大鼠腎組織中PPARγ、Col III、α-SMA、TNF-α、IL-6和Bax的表達(dá)

Figure 4. Effects of KLF6 overexpression on the protein levels of E-cadherin,F(xiàn)N and IL-6,and apoptosis of NRK-52E cells in NG environment. A:NRK-52E cells were transfected with empty vector(NG+vector)and KLF6-overexpressing plasmid(NG+OE-KLF6)using Lipofectamine 2000 on 6-well culture dishes;B to E:Western blot for determining the protein levels of E-cadherin,F(xiàn)N and IL-6;F:flow cytometry for analyzing the apoptosis of NRK-52E cells. Mean±SD. n=6.*P<0.05 vs NG+vector group.圖4 NG環(huán)境中過表達(dá)KLF6對NRK-52E細(xì)胞E-cadherin、FN和IL-6蛋白水平和凋亡的影響

6 HG 條件下敲減KLF6 表達(dá)可減輕腎小管上皮細(xì)胞損傷和纖維化

將NRK-52E 細(xì)胞以Lipofectamine 2000 瞬時轉(zhuǎn)染si-KLF6后置于HG 環(huán)境中,培養(yǎng)48 h,可見KLF 表達(dá)水平明顯降低(圖5A)。與HG 組相比,HG+si-KLF6組NRK-52E 細(xì)胞中上皮細(xì)胞標(biāo)志物E-cadherin表達(dá)水平顯著降低,纖維化指標(biāo)FN 及炎癥指標(biāo)IL-6表達(dá)水平均顯著降低(圖5B~E),細(xì)胞凋亡率亦顯著降低(圖5F)。

7 PPARγ可能是KLF6的下游靶基因

與對照組相比,過表達(dá)KLF6后PPARγ蛋白表達(dá)水平降低,而敲減KLF6后PPARγ蛋白表達(dá)水平升高(圖6)。通過生物信息學(xué)網(wǎng)站JASPER,預(yù)測KLF6與PPARγ啟動子可能存在的結(jié)合位點(表2),進(jìn)一步提示PPARγ可能是KLF6的下游靶基因。

表2 用生物信息學(xué)網(wǎng)站JASPER預(yù)測KLF6與PPARγ的調(diào)控位點區(qū)域Table 2. Predicting the regulatory sites of KLF6 and PPARγ by the bioinformatics website JASPER

8 控制血糖對NRK-52E 細(xì)胞中KLF6、PPARγ、E-cadherin、FN和IL-6蛋白水平的影響

為了進(jìn)一步研究HG 對于NRK-52E 細(xì)胞中KLF6、PPARγ、E-cadherin、FN 和 IL-6 蛋白水平的影響,我們將NRK-52E 細(xì)胞于HG 培養(yǎng)基刺激24 h 后再置于NG 培養(yǎng)基培養(yǎng)24 h。與NG 組相比,HG 組KLF6、纖維化指標(biāo)FN 及炎癥指標(biāo)IL-6 表達(dá)增多,PPARγ 和上皮細(xì)胞標(biāo)志物 E-cadherin 減少;與 HG 組相比,HG to NG 組 KLF6、FN 和 IL-6 表達(dá)減少, PPARγ和E-cadherin表達(dá)增加(P<0.05),見圖7。

Figure 6. Effects of KLF6 overexpression(A)or knockdown(B)on the protein level of PPARγ in NRK-52E cells. The protein levels of KLF6 and PPARγ were determined by Western blot. Mean±SD. n=6.*P<0.05 vs NG+vector group;#P<0.05 vs HG group.圖6 過表達(dá)或敲減KLF6對NRK-52E細(xì)胞中PPARγ表達(dá)的影響

Figure 7. Effects of blood glucose control on the protein levels of KLF6,PPARγ,E-cadherin,F(xiàn)N and IL-6 in NRK-52E cells. The protein levels of KLF6,PPARγ,E-cadherin,F(xiàn)N and IL-6 were determined by Western blot. Mean±SD. n=6.*P<0.05 vs NG group;#P<0.05 vs HG group.圖7 控制血糖對NRK-52E細(xì)胞中KLF6、PPARγ、E-cadherin、FN和IL-6蛋白水平的影響

討 論

據(jù)國際糖尿病聯(lián)合會(International Diabetes Federation,IDF)的最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2019 年全球約 4.63 億 20~79 歲成人患 DM,預(yù)計到 2045 年,DM患者會達(dá)到7.002億[9],約30%~35%的DM 患者可發(fā)展為 DKD[10]。隨著 DM 發(fā)病率逐年上升,DKD 已經(jīng)嚴(yán)重影響了人們的身體健康。

DKD 發(fā)病機制十分復(fù)雜,其中炎癥、凋亡和纖維化在DKD 發(fā)病機制中起著重要作用。有研究發(fā)現(xiàn),在腎臟疾病的發(fā)生過程中,炎癥細(xì)胞的浸潤及細(xì)胞外基質(zhì)增生導(dǎo)致了腎臟的炎癥和間質(zhì)纖維化[11]。腎小管上皮細(xì)胞的凋亡是間質(zhì)纖維化發(fā)展的早期事件,參與了 DKD 的進(jìn)展[12]。在本研究中,DM 組大鼠腎組織病理結(jié)果顯示,系膜及間質(zhì)輕度節(jié)段增生,上皮細(xì)胞顆粒及灶狀空泡變性,腎間質(zhì)可見灶性炎癥細(xì)胞浸潤,且Western blot 結(jié)果顯示膠原沉積明顯增加,炎癥因子TNF-α 和IL-6 蛋白表達(dá)明顯增多,凋亡相關(guān)蛋白Bax 表達(dá)增多,提示DM 大鼠發(fā)生了炎癥、凋亡及腎小管-間質(zhì)纖維化病變。而經(jīng)過INS 處理后,DM 大鼠腎組織炎癥因子、凋亡相關(guān)蛋白Bax 表達(dá)及病理變化都有所降低與改善。

KLF6 是巨噬細(xì)胞中激活促炎基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子之一[13],在人近端腎小管上皮細(xì)胞中過表達(dá)KLF6 會加劇細(xì)胞炎癥及凋亡反應(yīng)[14]。在分子水平上,KLF6 可通過抑制巨噬細(xì)胞中的PPARγ和miR-223等抗炎基因的表達(dá),提高促炎基因的表達(dá)[15]。以上結(jié)果提示,KLF6 表達(dá)增加會促進(jìn)炎癥及凋亡反應(yīng)。本實驗研究結(jié)果顯示,DM 組腎組織α-SMA、Col III 和Bax 蛋白表達(dá)水平明顯升高,并伴有炎癥因子上調(diào)。予INS 治療后,INS 組腎臟組織α-SMA、Col III和Bax 蛋白及炎癥因子較DM 組降低。為了明確KLF6 在腎小管上皮細(xì)胞損傷中的作用,腎小管上皮細(xì)胞分別轉(zhuǎn)染過表達(dá)KLF6質(zhì)粒后予以NG 環(huán)境中培養(yǎng),轉(zhuǎn)染si-KLF6后置于HG環(huán)境中培養(yǎng)。結(jié)果顯示,與 NG+vector 組相比,NG+OE-KLF6 組 E-cadherin 的表達(dá)降低,F(xiàn)N 及IL-6 的表達(dá)升高,細(xì)胞凋亡率有所增加;與 HG 組相比,HG+si-KLF6 組的 E-cadherin 表達(dá)升高,F(xiàn)N、IL-6的表達(dá)降低,細(xì)胞凋亡率有所降低,提示KLF6 參與了腎小管-間質(zhì)纖維化炎癥病變及細(xì)胞凋亡過程。為進(jìn)一步明確HG 是否通過上調(diào)腎小管上皮細(xì)胞KLF6介導(dǎo)細(xì)胞損傷,分別予以NRK-52E細(xì)胞NG,HG,以及HG培養(yǎng)24 h后NG培養(yǎng),與NG組相比,HG 組 KLF6、FN 和 IL-6 表達(dá)增多,PPARγ 和 E-cadherin減少;與HG組相比,HG to NG 組KLF6、纖維化指標(biāo)FN 及炎癥指標(biāo)IL-6表達(dá)降低,PPARγ和上皮細(xì)胞標(biāo)志物E-cadherin增多,提示HG通過上調(diào)KLF6的表達(dá)介導(dǎo)腎小管上皮細(xì)胞損傷。

PPARγ 是一個核激素受體超家族的成員,控制著許多生理過程,如葡萄糖和脂質(zhì)代謝、INS 敏感性和炎癥反應(yīng)[16-17]。PPARγ 的合成激動劑,包括噻唑烷二酮(thiazolidinediones,TZDs)、羅格列酮和吡格列酮等,已經(jīng)廣泛用于臨床治療高血糖及INS 抵抗[18]。TZDs 在許多器官如肺、腸、腎臟等器官也用于抗纖維化治療[19-20]。在DKD 的發(fā)展過程中,PPARγ可以通過抑制炎癥信號通路從而改善腎臟的炎癥和纖維化病變[21]。本實驗研究結(jié)果中,DM 組大鼠腎組織PPARγ的蛋白和mRNA表達(dá)水平均顯著降低,而經(jīng)過INS 治療控制血糖后PPARγ 蛋白與mRNA 表達(dá)水平有所恢復(fù),提示PPARγ 表達(dá)下調(diào)參與了DKD的發(fā)展過程。

已有研究表明,在人腎小管上皮細(xì)胞中過表達(dá)KLF6時,PPARγ 的表達(dá)減少;敲減KLF6時,PPARγ的表達(dá)有所增加[21]。且在巨噬細(xì)胞中,KLF6 可通過調(diào)節(jié)NF-κB和抑制PPARγ的表達(dá)來促進(jìn)巨噬細(xì)胞炎癥基因的表達(dá)[23]。提示 KLF6 可以抑制 PPARγ 表達(dá),發(fā)揮促炎效應(yīng)。本研究在NRK-52E 細(xì)胞中分別過表達(dá)及敲減KLF6,觀察PPARγ 的變化。與NG+vector 組相比,NG+OE-KLF6 組 PPARγ 表達(dá)降低;與HG 組相比,HG+si-KLF6 組 PPARγ 表達(dá)升高,提示KLF6 與PPARγ 存在著某種負(fù)調(diào)控關(guān)系。并且通過生物信息學(xué)網(wǎng)站 JASPER 對 KLF6 與PPARγ基因啟動子進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)兩者間存在多個位點的結(jié)合位。因此,結(jié)合以上實驗與軟件預(yù)測結(jié)果,推測KLF6 可下調(diào)PPARγ的表達(dá)。

綜合文獻(xiàn)和本實驗研究結(jié)果,我們認(rèn)為HG可使KLF6蛋白表達(dá)增多,抑制PPARγ的mRNA 和蛋白表達(dá),其機制可能是KLF6 通過抑制PPARγ 而影響炎癥因子表達(dá)和凋亡反應(yīng),加劇了纖維化進(jìn)程,從而參與了糖尿病腎病的發(fā)生發(fā)展;而控制血糖可通過下調(diào)KLF6 而抑制1 型DM 大鼠的腎小管上皮細(xì)胞損傷。因此進(jìn)一步研究KLF6 在腎間質(zhì)纖維化中的調(diào)節(jié)作用,對DKD的治療具有重要意義。

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