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目的由于久坐不动、长期高热量饮食摄入等原因,人群糖尿病发病率逐年增高,其治疗费用高,造成沉重的医疗负担,使糖尿病成为严重的公共卫生问题。其主要微血管并发症是糖尿病肾病,流行病学研究显示糖尿病肾病是终末期肾病的重要病因。炎症反应是糖尿病肾病的发病机制之一。糖尿病患者血液循环中多种炎症因子,包括IL-1家族、TNF-α、黏附因子和脂肪因子等含量升高,引起血管炎症反应和功能受损,与糖尿病微血管并发症发生有关,提示糖尿病肾病是一种炎症性疾病。过往研究证实糖尿病肾病小鼠肾脏NLRP3(NOD-like receptor family,pyrin domain-containing 3)炎症小体被激活,局部 IL-1β 含量显著增高,在肾功能恶化中起着重要作用。因此有必要寻找一个靶点,帮助我们有效地抑制NLRP3炎症小体活化和炎症反应。通过前期预实验我们发现:糖尿病肾病患者肾脏microRNA-10a/b(miR-10a/b)表达水平显著低于正常人,我们推测miR-10a/b参与了糖尿病肾病的进展。本实验旨在探究miR-10a/b是否可以调控NLRP3炎症小体活化,为糖尿病肾病治疗提供新的靶点和策略。方法分别在不用时间点、不同葡萄糖浓度下刺激人源足突细胞(Human podocytes,HPC)和近端肾小管上皮细胞(Human proximal tubule epithelial cells,HK2),通过Real-Time PCR检测miR-10a和miR-10b表达水平的变化,同时检测 IL-1β、IL-6、TNF-α 和 NLRP3 信使 RNA(messenger RNA,mRNA)表达水平的变化;通过Western blot检测NLRP3、Caspase-1、IL-1β和IL-18蛋白表达水平的变化。运用生物信息学预测分析在NLRP3 mRNA的3’-非翻译区(3’-Untranslatedregion,3’-UTR)是否存在miR-10a/b结合位点。通过双荧光素酶报告试验判断miR-10a/b是否可以与NLRP3 mRNA的3’-UTR结合。分别向HPC 和 HK2 细胞转染 miR-10a/b mimic 或 Anti-miR-10a/b,通过 Western blot 检测NLRP3、Caspase-1、IL-1β蛋白表达水平的变化;通过Real-Time PCR检测NLRP3 mRNA表达水平的变化。向HPC和HK2细胞转染siNLRP3,通过Western blot检测NLRP3介导的炎症小体激活水平。先向HPC和HK2细胞转染siNC或siNLRP3 再转染 miR-10a/b mimic 或 Anti-miR-10a/b,通过 Western blot 检测NLRP3蛋白表达水平的变化;通过ELISA检测细胞上清液成熟IL-1β和IL-18分泌水平的变化。结果与对照组相比,高糖刺激HPC和HK2细胞后miR-10a和miR-10b表达水平呈现葡萄糖刺激时间和浓度依赖性降低。伴随着miR-10a和miR-10b表达降低,IL-1β、IL-6、TNF-α mRNA表达水平呈现葡萄糖刺激时间和浓度依赖性升高,NLRP3蛋白表达水平同样呈现葡萄糖刺激时间和浓度依赖性升高,下游Caspase-1 p10、成熟IL-1β和IL-18蛋白表达水平也升高,然而NLRP3 mRNA表达水平未发生明显变化,提示miR-10a和miR-10b可能在转录后水平调控NLRP3蛋白表达。通过生物信息学预测在NLRP3 mRNA的3’-UTR发现miR-10a/b的结合位点。双荧光素酶报告试验证实miR-10a/b能与NLRP3 mRNA的3’-UTR结合并抑制荧光素酶活性,Anti-miR-10a/b可增强荧光素酶活性,当NLRP3 mRNA 的 3’-UTR上 miR-10a/b 结合位点序列被突变后,miR-10a/b mimic或Anti-miR-10a/b都不可调控荧光素酶活性,说明我们预测在NLRP3 mRNA的3’-UTR上的miR-10a和miR-10b的结合位点有效。向HPC和HK2细胞转染miR-10a/b mimic 或 Anti-miR-10a/b 后可分别降低或升高 NLRP3、Caspase-1 p10、成熟IL-1β蛋白表达水平,但是NLRP3 mRNA表达水平都没有发生明显变化,证明miR-10a和miR-10b在转录后水平调控NLRP3蛋白表达。向HPC和HK2细胞转染siNLRP3后,Western blot显示NLRP3蛋白表达水平降低超过50%,说明siNLRP3能有效沉默NLRP3蛋白表达。先向HPC和HK2细胞转染siNC再转染miR-10a/b mimic或Anti-miR-10a/b可分别降低或升高NLRP3蛋白表达水平和上清成熟IL-1β的分泌水平。然而,先用siNLRP3沉默HPC和HK2细胞NLRP3蛋白表达再转染miR-10a/b mimic或Anti-miR-10a/b,NLRP3蛋白表达水平和上清成熟IL-1β分泌水平均未发生明显变化,说明miR-10a和miR-10b调控炎症反应依赖于NLRP3。结论高糖刺激降低HPC和HK2细胞miR-10a/b表达,导致NLRP3蛋白表达增加和炎症小体活化,最终激活炎症反应。