吳建霞,王越,薛豐田,陶玲玲
河南大學(xué)附屬鄭州頤和醫(yī)院,鄭州 450047
糖尿病腎病是糖尿病常見的并發(fā)癥之一。高糖可誘導(dǎo)足細(xì)胞損傷,從而加快糖尿病腎病病情進(jìn)展。高糖引起的炎癥反應(yīng)等可誘導(dǎo)足細(xì)胞凋亡,進(jìn)而加重足細(xì)胞損傷。既往研究顯示[1-3],木犀草素等成份具有抗炎等作用,可減輕高糖誘導(dǎo)的足細(xì)胞損傷,從而減輕腎臟損傷。雷公藤多苷含有生物堿等活性成份,具有抗炎、抗癌等作用,可減輕脂多糖誘導(dǎo)的星形膠質(zhì)細(xì)胞炎癥損傷[4]。但雷公藤多苷對高糖誘導(dǎo)的人腎足細(xì)胞損傷的影響及其可能作用機(jī)制尚未闡明。微小核糖核酸(miRNA)是長度為20~25 個核苷酸的非編碼核糖核酸(RNA)分子,以堿基互補(bǔ)配對的方式與靶基因結(jié)合,可調(diào)控靶基因表達(dá),在糖尿病腎病中異常表達(dá)并可參與足細(xì)胞損傷過程[5]。miR-150-3p 屬于短鏈非編碼RNA分子,其在糖尿病腎病中表達(dá)上調(diào),可能與糖尿病腎病的發(fā)病機(jī)制有關(guān)[6],但miR-150-3p 能否作為雷公藤多苷治療糖尿病腎病的潛在靶標(biāo)尚未可知。本研究采用高糖誘導(dǎo)人腎足細(xì)胞建立細(xì)胞損傷模型,探討雷公藤多苷對高糖誘導(dǎo)的人腎足細(xì)胞增殖、凋亡、炎癥的影響及其對miR-150-3p 的調(diào)控作用。
雷公藤多苷(純度>98%)購自湖南千金協(xié)力藥業(yè)有限公司;人腎足細(xì)胞購自上海澤葉生物科技有限公司;DMEM 培養(yǎng)基購自美國Gibco 公司;miR-inhibitor-NC、miR-150-3p inhibitor、miR-mimics-NC、miR-150-3p mimics 購自廣州銳博生物科技有限公司;兔抗人CyclinD1、Bcl-2、P21、Bax 抗體購自美國Santa Cruz 公司;HRP標(biāo)記山羊抗兔IgG 二抗購自武漢艾美捷科技有限公司。
Lipofectamine 2000 轉(zhuǎn)染試劑、Trizol 試劑購自美國Invitrogen 公司;SuperReal PreMix Plus(SYBR Green)試劑購自天根生化科技(北京)有限公司;RevertAid RT 逆轉(zhuǎn)錄試劑盒購自美國Thermo Fisher 公司;MTT 試劑、凋亡檢測試劑購自美國Sigma 公司;超敏C 反應(yīng)蛋白(hypersensitive C reactive protein,hs-CRP)、白 細(xì)胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)檢測試劑盒購自上海酶聯(lián)生物科技有限公司。
人腎足細(xì)胞于含5mmol/L 葡萄糖的培養(yǎng)液中培養(yǎng)48h,作為Control 組。人腎足細(xì)胞于含30mmol/L 葡萄糖的培養(yǎng)液中培養(yǎng)48h[7],作為HG 組。人腎足細(xì)胞分別于含30mmol/L 葡萄糖和不同濃度(30、60、90mg/ml)雷公藤多苷的培養(yǎng)液中培養(yǎng)48h[8],分別作為HG+Tri-30 組、HG+Tri-60 組、HG+Tri-90 組。將不含胎牛血清的細(xì)胞培養(yǎng)液與miR-inhibitor-NC、miR-150-3p inhibitor 混合后室溫孵育5min(A 液),Lipofectamine 2000 轉(zhuǎn)染試劑與不含胎牛血清的細(xì)胞培養(yǎng)液充分混合(B 液),A 液與B 液充分混勻后室溫孵育20min,并將其加入人腎足細(xì)胞,轉(zhuǎn)染6h 棄上清液后更換含30mmol/L 葡萄糖的培養(yǎng)液繼續(xù)培養(yǎng)48h,分別記為HG+miR-inhibitor-NC 組、HG+miR-150-3p inhibitor 組。按照上述方法將miR-mimics-NC、miR-150-3p mimics轉(zhuǎn)染至人腎足細(xì)胞后加入含30mmol/L 葡萄糖與90mg/ml 雷公藤多苷的培養(yǎng)液中培養(yǎng)48h,分別記為HG+Tri-90+miR-mimics-NC 組、HG+Tri-90+miR-150-3p mimics 組。
取人腎足細(xì)胞(1×105個/ml)接種于96 孔板(100μl/孔),按照“1.2”方法分組處理后加入MTT 溶液(20μl/孔)與二甲基亞砜(150μl/孔),充分混勻后室溫孵育5min,并檢測細(xì)胞吸光度(OD)值。
取各組人腎足細(xì)胞加入預(yù)冷磷酸緩沖鹽溶液,采用BY-80C 型臺式低速離心機(jī)(濟(jì)南來寶醫(yī)療器械有限公司)3000r/min 轉(zhuǎn)速離心6min 后棄上清液,加入500μl 結(jié)合緩沖液重懸細(xì)胞,隨后加入5μl Annexin V-FITC 與5μl 碘化丙啶(PI),充分混勻后室溫孵育10min,應(yīng)用FACS Calibur 流式細(xì)胞儀檢測細(xì)胞凋亡率。
取各組人腎足細(xì)胞培養(yǎng)上清液,采用ELISA法檢測hs-CRP、IL-1β、TNF-α水平,嚴(yán)格按照試劑盒說明書進(jìn)行操作。
采用Trizol 法提取各組人腎足細(xì)胞總RNA,應(yīng)用紫外分光光度計(jì)測定RNA 濃度后置于-80℃超低溫冰箱內(nèi)保存。反轉(zhuǎn)錄體系:RNA 2μl,10×RT Buffer 2μl,dNTP 0.4μl,Multiscripe RT 1μl,10×Random Primer 2μl,RNase-Free ddH2O 補(bǔ)足體系至20μl。反應(yīng)條件:25℃,10min;37℃,60min;95℃,5min;4℃保存。qRT-PCR擴(kuò) 增 體 系:10×PCR Buffer 2.5μl,MgSO42.5μl,dNTPs 2.5μl,正、反向引物各0.5μl,cDNA 2μl,RNase-Free ddH2O 補(bǔ)足體系至25μl。反應(yīng)條件:95℃預(yù)變性2min,95℃變性60s,58℃退火30s,72℃延伸30s,共36 次循環(huán)。采用qRT-PCR 熒光定量數(shù)據(jù)分析法計(jì)算miR-150-3p 的表達(dá)量。
提取各組人腎足細(xì)胞總蛋白后檢測蛋白濃度,加入5×SDS 上樣緩沖液,沸水煮10min 后蛋白變性,將50μg 蛋白樣品進(jìn)行SDS-PAGE 電泳分離,并將其轉(zhuǎn)移至PVDF 膜,室溫封閉2h,加入一抗稀釋液(CyclinD1、Bcl-2、P21、Bax 與內(nèi)參β-actin 1︰1000)后孵育過夜(4℃),使用TBST 洗滌后加入二抗稀釋液(1︰2000),室溫孵育1h 后滴加ECL 顯影,應(yīng)用ImageJ 軟件分析各條帶灰度值。
與Control 組比較,HG 組OD 值、CyclinD1 蛋白水平降低,P21 蛋白水平升高(P<0.05)。與HG 組比較,HG+Tri-30 組、HG+Tri-60 組、HG+Tri-90組OD 值、CyclinD1 蛋白水平升高,P21 蛋白水平降低(P<0.05)。見表1 和圖1。
圖1 增殖相關(guān)蛋白表達(dá)
表1 雷公藤多苷對高糖誘導(dǎo)的人腎足細(xì)胞增殖的影響 n=9,
表1 雷公藤多苷對高糖誘導(dǎo)的人腎足細(xì)胞增殖的影響 n=9,
與Control 組比較,a:P<0.05;與HG 組比較,b:P<0.05
與Control 組比較,HG 組凋亡率、Bax 蛋白水平以及hs-CRP、IL-1β、TNF-α水平升高,Bcl-2 蛋白水平降低(P<0.05)。與HG 組比較,HG+Tri-30 組、HG+Tri-60 組、HG+Tri-90組凋亡率、Bax 蛋白水平以及hs-CRP、IL-1β、TNF-α水平降低,Bcl-2 蛋白水平升高(P<0.05)。見表2 和圖2。
圖2 雷公藤多苷對高糖誘導(dǎo)的人腎足細(xì)胞凋亡和炎癥因子的影響
表2 雷公藤多苷對高糖誘導(dǎo)的人腎足細(xì)胞凋亡和炎癥因子的影響 n=9,
表2 雷公藤多苷對高糖誘導(dǎo)的人腎足細(xì)胞凋亡和炎癥因子的影響 n=9,
與Control 組比較,a:P<0.05;與HG 組比較,b:P<0.05
與Control 組比較,HG 組miR-150-3p 表達(dá)水平升高(P<0.05)。與HG 組比較,HG+Tri-30 組、HG+Tri-60 組、HG+Tri-90 組miR-150-3p 表達(dá)水平降低(P<0.05)。見表3。
表3 雷公藤多苷對高糖誘導(dǎo)的人腎足細(xì)胞中miR-150-3p 表達(dá)水平的影響
與Control 組比較,HG+miR-inhibitor-NC組OD 值、CyclinD1 蛋白水平降低,miR-150-3p 表達(dá)水平、P21 蛋白水平升高(P<0.05)。與HG+miR-inhibitor-NC 組比較,HG+miR-150-3p inhibitor 組OD 值、CyclinD1 蛋白水平升高,miR-150-3p 表達(dá)水平、P21 蛋白水平降低(P<0.05)。見表4 和圖3。
表4 沉默miR-150-3p 對高糖誘導(dǎo)的人腎足細(xì)胞增殖的影響 n=9,
表4 沉默miR-150-3p 對高糖誘導(dǎo)的人腎足細(xì)胞增殖的影響 n=9,
與Control 組比較,a:P<0.05;與HG+miR-inhibitor-NC 組比較,b:P<0.05
圖3 增殖相關(guān)蛋白
與Control 組比較,HG+miR-inhibitor-NC組凋亡率、Bax 蛋白水平以及hs-CRP、IL-1β、TNF-α水平升高,Bcl-2 蛋白水平降低(P<0.05)。與HG+miR-inhibitor-NC 組比較,HG+miR-150-3p inhibitor 組凋亡率、Bax 蛋白水平以及hs-CRP、IL-1β、TNF-α水平降低,Bcl-2 蛋白水平升高(P<0.05)。見表5 和圖4。
圖4 沉默miR-150-3p 對高糖誘導(dǎo)的人腎足細(xì)胞凋亡和炎癥因子的影響
表5 沉默miR-150-3p 對高糖誘導(dǎo)的人腎足細(xì)胞凋亡和炎癥因子的影響 n=9,
表5 沉默miR-150-3p 對高糖誘導(dǎo)的人腎足細(xì)胞凋亡和炎癥因子的影響 n=9,
與HG+Tri-90+miR-mimics-NC 組比較,HG+Tri-90+miR-150-3p mimics 組OD 值和CyclinD1、Bcl-2 蛋白水平降低,miR-150-3p表達(dá)水平、凋亡率、P21、Bax 蛋白水平以及hs-CRP、IL-1β、TNF-α水平升高(P<0.05)。見表6和圖5。
圖5 過表達(dá)miR-150-3p 減弱雷公藤多苷對高糖誘導(dǎo)的人腎足細(xì)胞增殖、凋亡和炎癥因子的影響
表6 過表達(dá)miR-150-3p 減弱雷公藤多苷對高糖誘導(dǎo)的人腎足細(xì)胞增殖、凋亡和炎癥因子的影響 n=9,
表6 過表達(dá)miR-150-3p 減弱雷公藤多苷對高糖誘導(dǎo)的人腎足細(xì)胞增殖、凋亡和炎癥因子的影響 n=9,
炎癥、氧化應(yīng)激可引起足細(xì)胞損傷,因而如何抑制炎癥及其引起的細(xì)胞凋亡成為研究重點(diǎn),表沒食子兒茶素-3-沒食子酸酯通過抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激而抑制高糖誘導(dǎo)的足細(xì)胞凋亡[9]。葛根素通過抑制煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶4(NOX4)的表達(dá)而減輕足細(xì)胞損傷[10]。目前,雷公藤多苷對高糖誘導(dǎo)的人腎足細(xì)胞損傷的作用機(jī)制尚未闡明。
雷公藤多苷屬于中藥雷公藤的提取物,具有抗炎、抗免疫等作用,可保護(hù)腎臟,但其作用機(jī)制尚未闡明[11-12]。本研究結(jié)果顯示,高糖誘導(dǎo)的人腎足細(xì)胞活力降低,而雷公藤多苷可提高高糖誘導(dǎo)的人腎足細(xì)胞活力。CyclinD1 與P21 可調(diào)控細(xì)胞周期而調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖過程[13]。本研究進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),高糖誘導(dǎo)的人腎足細(xì)胞中CyclinD1 的表達(dá)下調(diào),P21 的表達(dá)上調(diào),而雷公藤多苷可提高CyclinD1的表達(dá)水平及降低P21 的表達(dá)水平。提示雷公藤多苷可促進(jìn)高糖誘導(dǎo)的人腎足細(xì)胞增殖。Bcl-2 屬于抗凋亡蛋白;Bax 屬于促凋亡蛋白,可激活線粒體途徑而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[14]。本研究結(jié)果顯示,高糖誘導(dǎo)的人腎足細(xì)胞凋亡,抑制Bcl-2 的表達(dá)及促進(jìn)Bax 的表達(dá),而雷公藤多苷可降低高糖誘導(dǎo)的人腎足細(xì)胞凋亡,并可促進(jìn)Bcl-2 的表達(dá)及抑制Bax的表達(dá)。提示雷公藤多苷可抑制高糖誘導(dǎo)的人腎足細(xì)胞凋亡。糖尿病腎病患者存在全身性炎癥反應(yīng),hs-CRP、IL-1β、TNF-α的水平升高可促進(jìn)糖尿病腎病發(fā)展[15]。本研究結(jié)果顯示,高糖誘導(dǎo)的人腎足細(xì)胞hs-CRP、IL-1β、TNF-α水平升高,而雷公藤多苷可降低高糖誘導(dǎo)的人腎足細(xì)胞hs-CRP、IL-1β、TNF-α水平。提示雷公藤多苷可抑制高糖誘導(dǎo)的人腎足細(xì)胞炎癥反應(yīng)。
為進(jìn)一步探究雷公藤多苷對高糖誘導(dǎo)的人腎足細(xì)胞損傷的作用機(jī)制,本研究結(jié)果顯示,高糖誘導(dǎo)的人腎足細(xì)胞中miR-150-3p 的表達(dá)水平升高,而雷公藤多苷可降低高糖誘導(dǎo)的人腎足細(xì)胞中miR-150-3p 的表達(dá)水平。提示雷公藤多苷可能通過抑制miR-150-3p 的表達(dá),從而參與人腎足細(xì)胞損傷過程。miR-150-3p 在大鼠肺損傷中呈高表達(dá),可能參與肺損傷發(fā)生過程[16]。miR-150 表達(dá)下調(diào)可保護(hù)腎臟免受心肌梗死引起的急性腎損傷[17]。本研究結(jié)果顯示,沉默miR-150-3p 可提高高糖誘導(dǎo)的人腎足細(xì)胞活力,并可降低細(xì)胞凋亡率,還能降低hs-CRP、IL-1β、TNF-α水平。提示沉默miR-150-3p 可促進(jìn)高糖誘導(dǎo)的人腎足細(xì)胞增殖及抑制細(xì)胞凋亡、炎癥反應(yīng)。同時本研究結(jié)果顯示,miR-150-3p 過表達(dá)可減弱雷公藤多苷對高糖誘導(dǎo)的人腎足細(xì)胞增殖、凋亡和炎癥反應(yīng)的作用。
綜上所述,雷公藤多苷可能是通過降低miR-150-3p 的表達(dá)水平而促進(jìn)細(xì)胞增殖及抑制細(xì)胞凋亡、炎癥反應(yīng),從而減輕高糖誘導(dǎo)的人腎足細(xì)胞損傷。miR-150-3p 可能是雷公藤多苷減輕高糖誘導(dǎo)的人腎足細(xì)胞損傷的作用靶點(diǎn),本研究為進(jìn)一步揭示雷公藤多苷治療糖尿病腎病的分子機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。