胡道榮,李 杰
(重慶市合川區(qū)人民醫(yī)院,重慶 401520)
慢性腎臟?。–KD)是各種原因引起的慢性腎臟結(jié)構(gòu)和功能障礙。引起CKD的疾病主要包括各種原發(fā)性、繼發(fā)性腎小球腎炎、腎小管損傷和腎血管病變等。CKD往往伴有不同程度的脂質(zhì)代謝紊亂,后者既是許多原發(fā)性或繼發(fā)性腎臟疾病的常見臨床表現(xiàn),同時也參與了腎臟疾病的發(fā)生發(fā)展[1]。棕櫚酸是一種飽和高級游離脂肪酸,有研究表明一定濃度棕櫚酸對腎小管上皮細胞有損傷作用[2,3]。莪術(shù)油是我國傳統(tǒng)中藥,有活血化瘀之功效,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于腎炎、脂肪肝等的治療中[4~7]。2013年3月~2014年5月,我們采用棕櫚酸誘導(dǎo)構(gòu)建了人腎小管上皮細胞系HK-2脂毒性損傷模型,觀察了莪術(shù)油對腎小管上皮細胞的保護作用,現(xiàn)分析結(jié)果,探討其相關(guān)機制。
1.1 材料 HK-2細胞(中科院上海細胞所),1640培養(yǎng)基和胎牛血清(浙江天杭生物科技有限公司),棕櫚酸(美國Sigma公司),莪術(shù)油注射液(浙江天瑞藥業(yè)有限公司),Trizol試劑(美國 Invitrogen公司),RNA反轉(zhuǎn)錄試劑盒(寶生物工程大連有限公司),p53上調(diào)凋亡調(diào)控因子(PUMA)、細胞死亡調(diào)節(jié)因子(Bim)單抗(美國Sigma公司)。
1.2 實驗方法
1.2.1 細胞培養(yǎng)與處理 HK-2細胞用含10%胎牛血清的1640培養(yǎng)基培養(yǎng)。培養(yǎng)瓶放置于37℃、5%CO2培養(yǎng)箱中,細胞生長至鋪滿瓶底80%左右時消化、傳代。HK-2細胞接種于96孔板,將細胞分為對照組、棕櫚酸組和莪術(shù)油組。對照組不作處理,棕櫚酸組分別加入終濃度為0.2、0.8 mmol/L的棕櫚酸,莪術(shù)油組分別加入終濃度為0.2、0.8 mmol/L的棕櫚酸與20 mg/L的莪術(shù)油。每濃度設(shè)5個復(fù)孔,各組處理 24 h。根據(jù)文獻[2,3],0.2 mmol/L 棕櫚酸作用的細胞用于脂質(zhì)沉積情況觀察,0.8 mmol/L棕櫚酸作用的細胞用于細胞增殖檢測、相關(guān)基因及蛋白測定。
1.2.2 脂質(zhì)沉積情況觀察 各組培養(yǎng)18 h后吸棄培養(yǎng)基,將細胞接種于爬片,中性甲醛后油紅O染色,顯微鏡下(200×)觀察及采集圖像。
1.2.3 細胞增殖檢測 各組培養(yǎng)24 h后,每孔加入濃度為5 mg/mL的MTT溶液20 μL,繼續(xù)培養(yǎng)4 h,吸棄培養(yǎng)基后每孔加入150 μL的二甲基亞砜。震蕩后酶標儀測490 nm波長處的OD值,各組OD值表示細胞相對增殖量。
1.2.4 TNF-α、p53基因測定 各組培養(yǎng)24 h后,用Trizol試劑提取細胞總RNA,反轉(zhuǎn)錄試劑盒轉(zhuǎn)成cDNA。用Real-time PCR法檢測TNF-α和p53的相對表 達量。TNF-α 上游序列為 5'-GCAGGTCTACTTTGGGATCATTG-3',下游序列為 5'-GCGTTTGGGAAGGTTGGA-3';上游序列為 5'-TTGGATCCATGTTTTGCCAACTGGCC-3',下游序列為 5'-TTGAATTCAGGCTCCCCT TTCTTGCG-3'。
1.2.5 PUMA、Bim蛋白表達測定 各組培養(yǎng)24 h后,分別加入適量細胞裂解液于冰上裂解細胞提取總蛋白。碧云天BCA蛋白定量試劑盒進行蛋白定量。采用Western blot法檢測 PUMA、Bim蛋白,按試劑盒說明書操作,采用Quantity One軟件對條帶灰度進行分析,實驗重復(fù)3次,取均值。
1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 11.5統(tǒng)計軟件。各組數(shù)據(jù)用±s表示,采用單因素方差分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 脂質(zhì)沉積情況 對照組細胞無明顯脂質(zhì)沉積;棕櫚酸組與莪術(shù)油組細胞內(nèi)均有明顯脂質(zhì)沉積,但兩組差異不大。見圖1。
圖1 各組細胞脂質(zhì)沉積情況
2.2 細胞增殖情況 對照組、棕櫚酸組與莪術(shù)油組OD 值分別為 1.02 ± 0.05、0.62 ± 0.04、0.79 ±0.03,其中對照組高于其他兩組,莪術(shù)油組高于棕櫚酸組(P均 <0.05)。
2.3 TNF-α、p53 mRNA 表達 對照組細胞 TNF-α、p53 mRNA相對表達量低于棕櫚酸組與莪術(shù)油組,莪術(shù)油組低于棕櫚酸組(P均<0.05)。見表1。
表1 各組TNF-α、p53 mRNA相對表達量比較(n=5,±s)
表1 各組TNF-α、p53 mRNA相對表達量比較(n=5,±s)
注:與對照組相比,*P <0.05;與棕櫚酸組相比,#P <0.05
組別 TNF-αmRNA p53 mRNA棕櫚酸組 1.64 ±0.07* 1.47 ±0.10*莪術(shù)油組 1.50 ±0.06# 1.30 ±0.05#對照組1.00 ±0.00 1.00 ±0.00
2.4 PUMA、Bim蛋白表達 與對照組相比,棕櫚酸組的PUMA表達水平明顯升高。與棕櫚酸組相比,莪術(shù)油組PUMA表達明顯降低(P<0.05)。各組Bim蛋白表達無明顯差異。
表2 各組PUMA、Bim相對表達量比較(n=5,±s)
表2 各組PUMA、Bim相對表達量比較(n=5,±s)
注:與對照組相比,*P <0.05;與棕櫚酸組相比,#P <0.05
組別PUMA Bim棕櫚酸組 1.61 ±0.12*1.12 ±0.16莪術(shù)油組 1.34 ±0.08# 1.04 ±0.09對照組1.00 ±0.00 1.00 ±0.00
近來研究認為,脂質(zhì)代謝紊亂是CKD發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié),代謝綜合征狀態(tài)可引起機體腎臟內(nèi)脂質(zhì)沉積和腎損傷[1]。“脂質(zhì)腎毒性學(xué)說”認為,體內(nèi)長期保持高游離脂肪酸水平,可誘導(dǎo)腎小管上皮細胞凋亡及促使腎臟疾病的發(fā)生,同時腎臟損害又可導(dǎo)致脂質(zhì)代謝紊亂,過量游離脂肪酸在腎臟內(nèi)積聚,導(dǎo)致發(fā)?。?~10]。此外游離脂肪酸本身的細胞毒性可損傷腎小管上皮細胞質(zhì)、線粒體及溶酶體膜,引起腎小管上皮細胞變性、壞死和炎癥細胞浸潤。棕櫚酸又稱軟脂酸,是一種飽和高級游離脂肪酸,以甘油酯的形式普遍存在于動植物油脂中,在自然界中分布很廣[11]。莪術(shù)油是從莪術(shù)中提取出來的揮發(fā)油,其主要成分為多種倍半萜類,包括莪術(shù)醇、莪術(shù)二醇、吉馬酮等,具有抗腫瘤、抗炎等功效,臨床應(yīng)用廣泛[12,13]。
本研究體外培養(yǎng)了HK-2細胞,分別經(jīng)棕櫚酸與莪術(shù)油處理,發(fā)現(xiàn)0.2 mmol/L的棕櫚酸可導(dǎo)致HK-2細胞脂質(zhì)沉積,0.8 mmol/L的棕櫚酸可導(dǎo)致HK-2細胞生長受抑,這與機體游離脂肪酸水平增高引發(fā)腎小管上皮細胞損害的病理過程相符。本研究發(fā)現(xiàn),莪術(shù)油組與棕櫚酸組油紅染色結(jié)果差異不大,表明莪術(shù)油預(yù)保護對于棕櫚酸誘導(dǎo)的細胞脂質(zhì)沉積沒有明顯的抑制作用;但莪術(shù)油組細胞增殖情況好于棕櫚酸組,提示莪術(shù)油對于棕櫚酸誘導(dǎo)的細胞生長抑制有一定的保護作用。
為進一步明確莪術(shù)油的保護機制,我們觀察了三組TNF-α、p53 mRNA及PUMA、Bim蛋白的表達變化。TNF-α誘導(dǎo)腎小管上皮細胞凋亡效應(yīng)的產(chǎn)生很大程度上來自于其對損傷基因iNOS表達的誘導(dǎo)[14,15]。iNOS 是介導(dǎo)免疫性腎損傷、腎小管上皮細胞凋亡的關(guān)鍵基因,其表達增高可引起多種細胞發(fā)生凋亡和壞死。BH3-only蛋白是bcl-2家族中具有凋亡啟動作用的亞家族,包括PUMA和與bcl-2相互作用的Bim等,PUMA與Bim通過與bc-2/bax相互作用啟動內(nèi)源性凋亡途徑,導(dǎo)致細胞凋亡。本研究發(fā)現(xiàn)對照組細胞TNF-α、p53 mRNA、PUMA蛋白相對表達量低于棕櫚酸組與莪術(shù)油組,莪術(shù)油組低于棕櫚酸組,表明莪術(shù)油對腎小管上皮細胞的保護作用可能與調(diào)節(jié)BH3結(jié)構(gòu)或下游通路有關(guān)。PUMA表達主要受p53調(diào)節(jié),而Bim主要結(jié)合在微管動力蛋白上發(fā)揮促凋亡活性[11,12]
綜上所述,莪術(shù)油對棕櫚酸誘導(dǎo)的HK-2細胞的脂毒性損傷有一定保護作用,可改善細胞增殖抑制狀態(tài),其機制可能與抑制 TNF-α、p53 mRNA及PUMA蛋白表達有關(guān)。
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