蛋白激酶Cβ2信号通路介导对比剂诱导糖尿病肾小管上皮细胞损伤的机制研究

来源 :苏州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:caojiangtao007
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背景:造影剂肾病(Contrast medium-induced nephropathy,CIN)是住院患者急性肾损伤的第三大常见原因,预防CIN仍然具有挑战性,迫切需要新的有效的CIN预防策略。糖尿病是CIN的独立危险因素,而糖尿病患者造影剂肾病的发病机制仍知之甚少。研究目的:本研究旨在观察造影剂泛影葡胺导致的糖尿病肾小管上皮细胞损害,并探讨其分子机制。进一步观察灯盏花素对其是否具有保护作用。研究方法:1.在体动物实验共设7个组:对照组、糖尿病组、CIN组、糖尿病+CIN组、糖尿病+灯盏花素组、CIN+灯盏花素组和糖尿病+CIN+灯盏花素组。链脲佐菌素(Streptozotocin,STZ)诱导糖尿病小鼠模型。采用HE染色、RT-PCR、免疫蛋白印记法分析肾脏组织的collagen I、CTGF、TGF β1的mRNA和蛋白质水平。2.通过晚期糖基化终产物(Advanced Glycation End-Products,AGEs)孵育肾小管上皮细胞模拟糖尿病离体环境,观察泛影葡胺对肾小管上皮细胞的形态、增殖和凋亡的影响,共聚焦荧光显微镜以及透射电镜下观察细胞自噬程度,RT-PCR检测肾损伤分子(kidney injury molecule 1,KIM-1)、中性粒细胞明胶酶相关脂质转运蛋白(neutrophil gelatinase-associated lipocalin,NGAL)的表达水平,蛋白质免疫印迹检测Bcl2、Bax、Caspase3、Beclin-1、LC3、P62、p-PKCβ2、PKCβ2、p-ERK、ERK、p-JNK、JNK、p-p38 和 p38 的表达。3.使用siPKCβ2、PKCβ2抑制剂LY333531及自噬抑制剂3-MA观察肾小管上皮细胞的凋亡、自噬及系列分子表达,探讨PKCβ2/Akt/c-JNK1/p38磷酸化信号传导通路在其中的保护作用。研究结果:1.糖尿病小鼠模型中,灯盏花素降低糖尿病+CIN小鼠的蛋白尿和血清肌酐水平。灯盏花素可逆转糖尿病+CIN组管状萎缩和纤维化以及肾小球毛细血管基底膜的糖原积累。灯盏花素显著减少糖尿病+CIN组collagen Ⅰ、CTGF和TGFβ1的蛋白及RNA表达。2.糖尿病小鼠模型中,糖尿病组和糖尿病+CIN组PKCβ2磷酸化的表达均升高,而灯盏花素可以下调PKCβ2磷酸化。糖尿病组、糖尿病+CIN组Akt、c-JNK以及p38的磷酸化显著增加,而灯盏花素可以下调糖尿病+CIN小鼠的Akt、c-JNK1/2和p38磷酸化表达水平。提示灯盏花素通过PKCβ2/Akt/c-JNK1/2/p38磷酸化信号传导在保护肾功能方面发挥了至关重要的作用。3.肾小管上皮细胞离体培养实验中,泛影葡胺组及AGEs组的HK-2细胞的存活能力显著下降,泛影葡胺组、AGEs组以及泛影葡胺+AGEs组都显著促进了肾小管上皮细胞的凋亡,泛影葡胺+AGEs组肾小管上皮细胞的凋亡率最显著。泛影葡胺和AGEs促进肾小管上皮细胞中凋亡标志物caspase3的表达。RT-qPCR实验结果显示泛影葡胺和AGEs促进KIM-1和NGAL的mRNA表达水平。4.肾小管上皮细胞离体培养实验中,AGEs环境下泛影葡胺处理肾小管上皮细胞的Beclin-1的蛋白质表达水平以及LC3 Ⅱ转位比例最高。同时,泛影葡胺组、AGEs组以及泛影葡胺+AGEs组肾小管上皮细胞p62的表达明显降低,且泛影葡胺+AGEs组下降最明显。PKCβ2以及p-PKCβ2在泛影葡胺+AGEs组表达明显升高。5.AGEs环境下,细胞流式仪结果显示泛影葡胺导致肾小管上皮细胞的凋亡率显著上升,而siPKCβ2使肾小管上皮细胞的凋亡率明显下降,PKCβ2抑制剂LY333531也能够改善凋亡。在AGEs环境下,泛影葡胺导致肾小管上皮细胞促凋亡因子Caspase3和Bax表达明显上升,而凋亡抑制因子Bcl-2的表达下降。蛋白质免疫印迹结果显示抑制PKCβ2可降低AGEs环境下泛影葡胺诱导的肾小管上皮细胞ERK/JNK/p38通路的活性,促进自噬相关因子如Beclin-1和LC3 Ⅱ/LC3 Ⅰ表达。6.在AGEs环境下,泛影葡胺诱导肾小管上皮细胞PKCβ2mRNA表达及蛋白表达升高,加入自噬抑制剂3-MA后,PKCβ2和磷酸化的PKCβ2的表达被抑制。PKCβ2抑制剂LY333531能促进肾小管上皮细胞的自噬。结论:1.灯盏花素可以改善糖尿病小鼠CIN的发展,此归因于其通过抑制PKCβ2/Akt/JNK1/2/p38信号传导通路抑制肾纤维化、及减少细胞凋亡。2.造影剂泛影葡胺显著抑制AGEs孵育环境下肾小管上皮细胞的增殖,并促进细胞的凋亡以及抑制保护性自噬。3.PKCβ2在造影剂泛影葡胺诱导糖尿病肾脏损伤中,可能起到关键信号通路作用。
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