潘 登,顏曉勇
(1.中山大學(xué)附屬東華醫(yī)院 風(fēng)濕免疫科,廣東 東莞 523000;2.遵義醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院 腎病風(fēng)濕科,貴州 遵義 563099)
糖尿病腎病(Diabetic Nephropathy,DN)是糖尿病的主要并發(fā)癥及死亡原因之一。最近研究證明,炎性反應(yīng)在DN的發(fā)病機制中起關(guān)鍵作用[1-2]。CD26是一種分布于內(nèi)皮細胞、腎小管上皮細胞及T細胞等多種細胞的跨膜糖蛋白[3],其可與甘露糖結(jié)合凝集素(Mannan binding lectin,MBL)相結(jié)合[4-5],與DN的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)[6]。本實驗通過檢測高糖刺激下體外培養(yǎng)的人臍靜脈內(nèi)皮細胞(Human umbilical vein endothelial cells,HUVEC)的CD26、MBL、C3、MAC及IL-6和NF-kB的表達,探討CD26對人臍靜脈內(nèi)皮細胞MBL補體途徑及微炎癥狀態(tài)的影響及其作用機制。
1.1 實驗材料與試劑 人臍靜脈內(nèi)皮細胞(ATCC,美國),低糖DMEM培養(yǎng)基(Gibco,美國),兔抗人CD26多克隆抗體(ab28340),兔抗人MBL單克隆抗體(ab133629),兔抗人C5b-9多克隆抗體(ab55811),兔抗人C3多克隆抗體(ab97462)(Abcam公司,美國),人CD26引物,人IL-6引物,人NF-kB引物(四川生工科技有限公司),RNA逆轉(zhuǎn)錄試劑盒(TAKARA公司,大連)等。
1.2 主要儀器 超凈工作臺(蘇州凈化有限公司),二氧化碳培養(yǎng)箱(Thermo,美國),離心機(Eppendorf,德國),高壓蒸汽滅菌器(SANYO,日本),pH滴定儀(Jenway,美國),酶標(biāo)儀(LISTEO,美國),Realtime PCR擴增儀(Biorad,美國)等。
1.3 實驗方法
1.3.1 實驗分組 對照組(加入葡萄糖5.5 mmol/L);高滲組(加入葡萄糖5.5 mmol/L和甘露醇24.5 mmol/L);高糖組(加入葡萄糖30 mmol/L)。
1.3.2 免疫組化法檢測細胞的CD26、MBL、C3和MAC的表達 將分組培養(yǎng)的細胞加入4%多聚甲醛固定30 min,設(shè)PBS組為陰性對照,加入一抗(CD26 1∶200、MBL 1∶100、C3 1∶100、MAC 1∶200),孵育24 h,復(fù)溫,吸走一抗,加入1∶200的組化二抗,37 ℃孵育30 min后,顯色,返藍,封片劑封片。于顯微鏡下觀察各組蛋白表達。
1.3.3 Western Blot檢測HUVEC的CD26、MBL、C3及MAC的蛋白水平量 將分組培養(yǎng)的細胞離心后加入裂解液、酶抑制劑及蛋白抽提試劑,離心取上清。用BCA蛋白質(zhì)定量試劑盒,制作標(biāo)準曲線,并根據(jù)OD值計算待測樣品蛋白濃度。配膠、轉(zhuǎn)膜,以GAPDH為內(nèi)參,加入一抗(CD26 1∶1 000、MBL 1∶1 000、C3 1∶2 000、MAC 1∶200),后用TBST清洗加入二抗室溫孵育2 h。用化學(xué)發(fā)光法顯影,并用Image J圖像分析軟件行灰度值分析。
1.3.4 qRT-PCR檢測細胞中CD26、IL-6和NF-kB mRNA表達 將分組培養(yǎng)的細胞離心分離后,加入Trizol裂解細胞,后移至EP管中,靜置后離心,取上清加0.5 mL異丙醇混勻離心,加1 mL預(yù)冷的75%乙醇震蕩后,離心棄上清,加0.1%DEPC水50 μL吹打至溶解,提取總RNA,配制qRT-PCR的反應(yīng)體系,擴增目標(biāo)基因。qRT-PCR引物序列見表1。反應(yīng)條件:第1步:95 ℃預(yù)變性2 min;第2步:95 ℃變性15 s,60 ℃退火30 s;第3步:72 ℃延伸1 min, 40個循環(huán)。以Ct值為統(tǒng)計參數(shù),按2-ΔΔCt法計算mRNA的相對表達情況。
表1 qRT-PCR引物序列
GeneSequenceIDForwardprimerReverseprimerCD26NM_001935.3AAGTGGCGTGTTCAAGTGTTCTTCTGGAGTTGGGAGACIL-6NM_000600.3CTTCGGTCCAGTTGCCTTCTGTGAGTGGCTGTCTGTGTGNF-kBNM_001165412.1CTGAGTCCTGCTCCTTCCAACTTCGGTGTAGCCCATTTGTβ-actinNM_001101.3TGGCACCCAGCACAATGAACTAAGTCATAGTCCGCCTAG
2.1 免疫組化法及Western Blot檢測HUVEC的CD26、MBL、C3、MAC的蛋白表達 在HUVEC中CD26、MBL、C3、MAC主要表達于胞膜和胞漿,見圖1。與對照組及高滲組相比,高糖組CD26、MBL、C3及MAC的蛋白相對表達量均明顯增高(P<0.05,見圖2,表2)。
A:CD26;B:MBL;C:C3;D:MAC。圖1 各指標(biāo)的免疫組化表達(200×)
圖2 各組各指標(biāo)的蛋白印跡圖
組別蛋白表達量CD26MBLC3MAC對照0.71±0.090.56±0.120.71±0.060.45±0.05高滲0.59±0.030.78±0.090.81±0.090.54±0.09高糖1.20±0.05■▼1.22±0.03■▽1.19±0.05■▼0.78±0.04■▽
與對照組比較:■P<0.01;與高滲組比較:▽P<0.05,▼P<0.01。
2.2 qRT-PCR檢測HUVEC的CD26、IL-6和NF-kB mRNA表達 與對照組及高滲組相比,高糖組CD26、IL-6、NF-kB的mRNA相對表達量均增加(P<0.05,見表3)。
組別mRNA的表達量CD26IL-6NF-kB對照0.40±0.080.08±0.052.81±1.03高滲0.25±0.060.05±0.062.09±0.79高糖0.78±0.15□▼0.25±0.10□▼11.97±2.02□▽
與對照組比較:□P<0.05;與高滲組比較:▽P<0.05,▼P<0.01。
2.3 相關(guān)性分析
2.3.1 CD26 Western Blot蛋白表達量與MBL呈正相關(guān)(r=0.825,P<0.01);與C3呈正相關(guān)(r=0.869,P<0.01);與MAC亦呈正相關(guān)(r=0.828,P<0.01)。
2.3.2 CD26的qRT-PCR mRNA相對表達量與IL-6呈正相關(guān)(r=0.858,P<0.01);與NF-kB亦呈正相關(guān)(r=0.794,P<0.05)。
DN是終末期腎病的主要病因及死亡原因之一[7],是多種發(fā)病機制綜合作用的結(jié)果。因此,研究DN的發(fā)生發(fā)展機制及其相關(guān)治療方案,將為人類的健康帶來巨大收益。CD26作為一種重要的促炎細胞因子可以與MBL相結(jié)合,進而激活甘露糖結(jié)合凝集素補體途徑[8],介導(dǎo)相關(guān)炎癥反應(yīng)的發(fā)生,進而引起腎臟細胞及組織的損傷[9]。
本實驗免疫組化結(jié)果顯示:在HUVEC中CD26、MBL、C3、MAC主要表達于胞膜和胞漿。Western Blot結(jié)果顯示:與對照組及高滲組相比較,高糖組人臍靜脈內(nèi)皮細胞CD26、MBL、C3、MAC的蛋白表達量是升高的(P<0.05),而對照組與高滲組相比較,各指標(biāo)蛋白表達量均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),CD26分別與MBL、C3、MAC蛋白表達量呈明顯正相關(guān)(P值均<0.01)。由此可以看出,高糖條件下,HUVEC的CD26表達增高,其作為MBL的配體與其相結(jié)合,激活甘露糖結(jié)合凝集素補體途徑,進而介導(dǎo)炎癥反應(yīng)的發(fā)生,引起細胞及組織的損傷。
qRT-PCR結(jié)果顯示:與對照組及高滲組相比較,高糖組HUVEC中CD26、IL-6、NF-kB的mRNA表達量是升高的(P<0.05);對照組與高滲組相比較,各指標(biāo)mRNA的相對表達量均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。且CD26分別與IL-6、NF-kB的mRNA表達量呈正相關(guān)(P值均<0.05)。由此我們可以得出:高糖作用下,細胞的CD26、IL-6、NF-kB mRNA的相對表達量是增加的,CD26除了通過激活MBL補體途徑,促進和擴大后續(xù)炎癥反應(yīng)外,也可能通過直接作用于致炎因子IL-6及NF-kB,從而加重炎癥反應(yīng)的發(fā)生,引起腎組織的損傷。
本實驗研究了高糖作用下的HUVEC中MBL補體激活途徑對細胞炎癥反應(yīng)的影響及其作用機制。而CD26作為一個具備免疫調(diào)節(jié)作用的粘附分子,在此炎癥反應(yīng)的發(fā)生發(fā)展過程中占據(jù)著重要地位。人臍靜脈內(nèi)皮細胞在高糖作用下細胞內(nèi)的CD26的表達量是升高的。而大量的CD26可通過激活細胞內(nèi)的甘露糖結(jié)合凝集素補體途徑,介導(dǎo)炎癥因子IL-6、NF-kB的產(chǎn)生。另外,CD26還有可能通過作用于內(nèi)肽酶Meprin β及高遷移率族蛋白1等多種蛋白[10-11],使細胞中炎癥因子IL-6及NF-kB的表達增加,加重DN者的組織損傷。目前,CD26對DN炎癥狀態(tài)的影響及作用機制還有待于進一步研究。
[1] Feigerlová E,Battaglia-Hsu S F.IL-6 signaling in diabetic nephropathy:From pathophysiology to therapeutic perspectives[J].Cytokine & Growth Factor Reviews,2017,37:57-65.
[2] Li F,Zhang N,Li Z,et al.Toll-like receptor 2 agonist exacerbates renal injury in diabetic mice[J].Experimental and Therapeutic Medicine,2017,13(2):495-502.
[3] Panchapakesan U,Mather A,Pollock C.Role of GLP-1 and DPP-4 in diabetic nephropathy and cardiovascular disease[J].Clin Sci,2013,124:17-26.
[4] Li J,Zhao W.Dipeptidyl peptidase-Ⅳ: potential implications beyond blood glucose control[J].Chinese Journal of Clinical Nutrition,2015,23(4):244-249.
[5] Kawasaki N,Lin C W,Inoue R,et al.Highly fucosylated N-glycan ligands for mannan-binding protein expressed specifically on CD26 (DPPVI) isolated from a human colorectal carcinoma cell line,SW1116[J].Glycobiology,2009,19(4):437-450.
[6] Mikhail N.Use of dipeptidyl peptidase-4 inhibitors in patients with type 2 diabetes and chronic kidney disease[J].Postgrad Med,2012,124(4):138-144.
[7] Hung C C,Lin H Y, Hwang D Y,et al.Diabetic retinopathy and clinical parameters favoring the presence of diabetic nephropathycould predict renal outcome in ratients with diabetic kidney disease[J].Sci Rep,2017,7(1):1236-1241.
[8] Axelgaard E,?stergaard J A,Thiel S,et al.Diabetes is associated with increased autoreactivity of mannan-binding lectin[J].J Diabetes Res,2017,2017(2):1-13.
[9] Kagal U A,Angadi N B,Matule S M,et al.Effect of dipeptidyl peptidase 4 inhibitors on acute and subacute models of inflammation in male Wistar rats: An experimental study[J].Int J Appl Basic Med Res,2017,7(1):26-31.
[10]Arnold P,Boll I,Rothaug M,et al.Meprin ometalloproteases generate biologically active soluble interleukin-6 receptor to induce trans-signaling[J].Sci Rep,2017,7(3):1-11.
[11] Ugrinova I,Pasheva E.HMGB1 Protein: A therapeutic target inside and outside the cell[J].Adv Protein Chem Struct Biol,2017,107:37-76.