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国家工程技术图书馆
2022年11月29日
摘要: 目的: 晚期糖基化终末产物(advanced glycation end prodμcts,AGEs)可以介导细胞内氧化应激和炎症的持续激活,是糖尿病肾脏疾病(diabetic kidney disease,DKD)进展中的关键致病因子,在DKD发展中足细胞是主要受损细胞。细胞焦亡是主要依赖炎... 展开 目的: 晚期糖基化终末产物(advanced glycation end prodμcts,AGEs)可以介导细胞内氧化应激和炎症的持续激活,是糖尿病肾脏疾病(diabetic kidney disease,DKD)进展中的关键致病因子,在DKD发展中足细胞是主要受损细胞。细胞焦亡是主要依赖炎性半胱天冬氨酸-1,4,5,11(caspase-1,4,5,11)激活并伴大量促炎症因子释放的级联反应,在多种炎症性疾病的发生发展中起重要作用。NIMA相关蛋白激酶7(NEK7)在调节细胞周期和有丝分裂期间纺锤体的形成起关键作用。据文献报道NEK7是炎性小体3(NLRP-3)激活的核心分子,在细胞焦亡的通路中起关键作用。细胞周期蛋白依赖性激酶9(CDK9)是一种转录调控因子,通过磷酸化RNA聚合酶II来促进转录延长,主要是炎症反应中基因的转录。因此,我们推测在AGEs诱导的DKD中,CDK9通过调控NEK7/NLRP-3信号通路诱导足细胞焦亡,导致足细胞损伤。本研究通过制备AGEs诱导足细胞损伤,观察AGEs是否可以介导足细胞焦亡的发生,继而探讨CDK9/NEK7/NLRP-3信号通路在足细胞损伤中的作用及机制。 方法: 建立AGEs诱导的足细胞损伤模型。1)观察不同AGEs浓度(0μg/ml、100μg/ml、200μg/ml、400μg/ml)对足细胞(MPC5)焦亡的作用;2)采用RNA-seq技术筛选AGEs干预足细胞后mRNA表达谱,发现NEK7表达显著上调;观察NEK7在AGEs诱导足细胞损伤和焦亡中的作用:首先,检测NEK7在AGEs诱导的足细胞及DKD肾脏组织中的表达水平;接着,分别采用RNA干扰技术(siRNA)敲减NEK7和基因转染技术过表达NEK7,检测NEK7在AGEs诱导的足细胞损伤和焦亡作用;3)采用生物信息学技术预测NEK7的潜在转录因子,发现NEK7启动子区域存在CDK9的转录结合位点;观察CDK9在AGEs诱导足细胞损失和焦亡中的作用:首先,检测CDK9在AGEs诱导的MPC5细胞及DKD肾脏组织中的表达水平;接着,分别采用RNA干扰技术(siRNA)敲减CDK9和基因转染技术过表达CDK9,检测CDK9在AGEs诱导的足细胞损伤和焦亡作用。采用细胞免疫荧光检测足细胞中Podocin、Desmin的表达水平,分别采用免疫蛋白印迹法(Western blot)和实时荧光定量PCR法(RT-PCR)检测NLRP-3、GSDMD、Caspase-1、IL-18、Podocin、NEK7的蛋白和mRNA表达水平,采用酶联免疫吸附法(ELISA)检测细胞培养上清液IL-18和IL-1β的浓度,采用免疫组化法检测DKD肾脏组织中NEK7、CDK9的表达水平。 结果: 1)在细胞模型中发现AGEs可以诱导足细胞焦亡的发生,NLRP-3、GSDMD、Caspase-1、IL-1β、IL-18的表达呈浓度梯度递增;2)在AGEs诱导的足细胞焦亡中NEK7表达增加,DKD肾脏组织中NEK7阳性面积明显增加;NEK7基因沉默后焦亡相关指标(NLRP-3、GSDMD、Caspase-1、IL-1β、IL-18)显著下降,Podocin表达增加,Desmin表达降低,足细胞损伤降低,而转染过表达NEK7质粒后,NLRP-3、GSDMD、Caspase-1、IL-1β、IL-18表达明显增加,Podocin表达降低,Desmin表达增强,足细胞损伤增强;3)AGEs诱导的足细胞焦亡中,CDK9表达增加,在DKD样本中CDK9表达增加;CDK9基因沉默后焦亡相关指标显著下降,NEK7表达降低,Podocin表达降低,Desmin表达增加,足细胞损伤降低;过表达CDK9后结果则相反,足细胞损伤增加。 结论: 本研究结果表明,AGEs可以通过诱导足细胞焦亡导致足细胞损伤,其机制可能是NEK7介导足细胞焦亡,上调NEK7焦亡指标相关表达增强,从而造成足细胞损伤;CDK9调控NEK7/NLRP-3信号通路上调CDK9足细胞焦亡相关水平表达显著增强,造成肾脏损伤。本研究为足细胞焦亡在DKD进展中的机制研究提供新方向。 收起
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