白藜芦醇调控miR-1231保护高糖下肾小球系膜细胞机制的研究

肾小球系膜细胞(mesangial cells,MCs)是糖尿病肾病(diabetic nephropathy,DN)肾小球病变极其重要的效应细胞及靶细胞,MCs的异常增殖是DN常见且突出的病理变化。MicroRNA(miRNA)通常与信使RNA(mRNA)的3′-非翻译区(3′-UTR)结合以抑制蛋白质翻译或导致mRNA降解,已被证明在肾损伤和修复中起关键作用。胰岛素样生长因子1(insulin-like growth factor 1,IGF1)可通过增加MCs的增殖能力来参与DN的发展。在DN中,与细胞增殖、转化相关的细胞外调节蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases,ERK)通路被激活,促使MCs异常增殖,而抑制ERK通路的激活可改善高糖诱导的MCs增殖和炎症的发生。ERK的激活可通过诱导细胞周期蛋白D1(Cyclin D1)与细胞周期蛋白依赖性激酶(Cyclin-dependent kinase,CDK4)结合进而使细胞从G1期向S期转变。白藜芦醇(Resveratrol,RES)可通过多种机制发挥肾脏保护作用,包括减少氧化应激、抑制炎症等。RES已被证明在治疗及预防DN方面具有一定的潜力,但其作用机制尚未完全阐明,且其对高糖下人肾小球系膜细胞(Human mesangial cells,HMCs)miR-1231的调控机制尚不清楚,有待进一步研究。目的:1.探讨RES对高糖下HMCs增殖及microRNA调控的影响。2.探讨RES调控miR-1231对高糖下HMCs中的保护作用机制。方法:1.CCK-8法检测HMCs增殖的情况。2.生物信息学在线预测miR-1231的靶基因和富集通路。3.台盼蓝染色法及Annexin V-FITC/PI双染法检测HMCs活力。4.HMCs瞬时转染miR-1231 mimics及miR-1231 inhibitor。5.Real-time PCR法检测HMCs miRNA以及靶基因mRNA的表达。6.流式细胞术检测HMCs细胞周期进程。7.ELISA法检测HMCs炎症因子分泌情况。8.Western Blot法检测HMCs内靶基因、ERK信号通路蛋白、细胞周期相关蛋白表达以及炎症因子的表达。结果:1.RES在浓度为5μM-200μM、给药时间为12h-48h范围内,对高糖环境诱导的细胞过度增殖的抑制作用具有一定的浓度依赖性和时间依赖性,10μM RES干预24h可以显著改善高糖诱导下HMCs的异常增殖。2.高糖条件下miR-1231、miR-5189-5p、miR-4741表达显著下降,而RES干预后表达量显著升高;高糖条件下miR-7641表达显著升高,而RES干预后表达量显著降低,上述检测结果与microRNA芯片结果一致。高糖条件下miR-3613-3p表达显著降低,RES干预后表达量显著升高,检测结果与microRNA芯片结果不一致;miR-3175的表达无统计学意义。3.对miR-1231进行生物信息学分析,得到IGF1与miR-1231互靶关系;用Gene Ontology和KEGG数据库对miR-1231进行通路富集和生物学功能分析,确定miR-1231与ERK信号通路紧密相关;高糖下IGF1的mRNA与蛋白表达均显著上调,RES干预后显著下调;高糖下,HMCs中RAS、c-Fos的蛋白相对表达量显著升高,p-RAF1/RAF1、p-MEK1/2/MEK1/2、p-ERK1/2/ERK1/2的蛋白相对表达比例显著升高,白藜芦醇干预后下调了上述蛋白的表达。4.高糖环境使S期、G2/M期细胞比例显著增多,G0/G1期比例明显降低,而使用RES干预后S期、G2/M期细胞比例显著降低,G0/G1期比例明显升高;高糖条件下,HMCs中CDK4、Cyclin D1的蛋白相对表达量显著升高,RES干预后下调了上述两种周期相关蛋白的表达。5.高糖及10μM RES干预HMCs 24h后,HMCs活力没有明显变化且并未出现明显的凋亡。6.高糖条件下,HMCs TNF-α、IL-6表达增多,RES干预后上述两种炎症因子表达下降。7.高糖下敲低miR-1231后,HMCs进一步增殖,S期、G2/M期细胞比例进一步增高,G0/G1期细胞比例进一步降低,IGF1、RAS、c-Fos、CDK4、Cyclin D1、TNF-α、IL-6的相对表达比例显著升高,p-RAF1/RAF1、p-MEK1/2/MEK1/2、p-ERK1/2/ERK1/2的相对表达比例显著升高;过表达miR-1231后,HMCs的增殖情况得到明显改善,S期、G2/M期细胞比例降低,G0/G1期细胞比例升高,IGF1、RAS、c-Fos、CDK4、Cyclin D1、TNF-α、IL-6的相对表达量显著降低,p-RAF1/RAF1、p-MEK1/2/MEK1/2、p-ERK1/2/ERK1/2的相对表达比例显著下降。8.RES干预下敲低miR-1231后,HMCs出现增殖,S期、G2/M期细胞比例进一步增高,G0/G1期细胞比例降低,IGF1、RAS、c-Fos、CDK4、CyPexidartinib价格clin D1、TNF-α、IL-6的相对表达量显著升高,p-RAF1/RAF1、p-MEK1/2/MEK1/2、p-ERK1/2/ERK1/2的相对表达比例显著升高;过表达miR-1231后,更加改善了HMCs的增殖情况,S期、G2/M期细胞比例进一步降低,G0此网站/G1期细胞比例进一步升高,IGF1、RAS、c-Fos、CDK4、Cyclin D1、TNF-α、IL-6的相对表达量显著降低,p-RAF1/RAF1、p-MEopioid medication-assisted treatmentK1/2/MEK1/2、p-ERK1/2/ERK1/2的相对表达比例显著下降。结论:1.RES可改善高糖诱导的HMCs过度增殖。2.RES能够上调高糖下HMCs miR-1231的表达,miR-1231可抑制高糖下HMCs的增殖、下调靶基因IGF1的表达、抑制ERK通路的激活、减慢细胞周期进程并且缓解细胞炎症。3.RES可通过上调miR-1231的表达进而发挥对高糖环境中HMCs的保护作用。创新点:RES能够调控HMCs miR-1231的表达,RES对高糖下HMCs的保护作用可能是通过调控miR-1231实现的。