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目的探讨多肽片段Apelin对血管紧张素Ⅱ(angiotensinⅡ,AngⅡ)诱导的高血压环境下人肾小管上皮细胞系HK-2及人肾小球系膜细胞(human mesangial cells,HMC)的保护作用。验证Apelin的保护作用是通过与其受体血管紧张素Ⅰ型受体相关蛋白(putative receptor protein related to angiotensin type 1 receptor,APJ)结合后抑制转化生长因子β1(transforming growth factor,TGF-β1)/结缔组织生长因子(connective tissue growth factor,CTGF)信号通路,从而发挥对高血压肾纤维化的保护作用。方法1.通过免疫组化的方法,检测高血压患者及非高血压患者APJ受体在HK-2细胞及HMC上的表达水平。2.分别建立AngⅡ诱导损伤的HK-2/HMC模型,进行Apelin的干预实验,通过分别给予含浓度为10-8mol/L的Apelin-13及浓度为10-5mol/L的AngⅡ培养基孵育细胞24-48 h,设立4个实验组:对照组、AngⅡ组、Apelin-13组和AngⅡ+Apelin-13组。用Western blot检测细胞中TGF-β1、CTGF、Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原、纤维连接蛋白(fibronectin,FN)的蛋白表达。RT-PCR法检测TGF-β1、CTGF的mRNA表达。3.验证Apelin对AngⅡ诱导损伤的HK-2/HMC模型的保护作用是通过与APJ受体结合后抑制TGF-β1/CTGF信号通路实现的。分别通过慢病毒细胞转染及小RNA干扰技术设立APJ高表达和APJ低表达的HK-2/HMC细胞模型,细胞转染后分为对照组、AngⅡ组、Apelin-13组和Apelin-13+AngⅡ组进行上述干预,Western blot检测细胞中TGF-β1、CTGF、Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原、FN的蛋白表达,RT-PCR法检测TGF-β1、CTGF的mRNA表达。4.生物信息学软件进行基因预测分析Apelin/APJ系统与TGF-β1/CTGF信号通路下游的关键节点及候选靶基因,并采用Gene Ontology(GO)数据库、Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes(KEGG)数据库对上述基因进行信号通路分析,采用String在线数据库构建候选基因编码蛋白的互作网络。结果1.免疫组化结果提示,APJ在人肾脏组织的小管上皮细胞及系膜细胞中均有表达,但在高血压及非高血压患者中无明显差异。2.在HK-2及HMC模型中:与对照组相比,AngⅡ组TGF-β1、CTGF的mRNA表达水平及TGF-β1、CTGF、Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原、FN的蛋白表达水平均明显升高(P<0.05);与AngⅡ组相比,Apelin+AngⅡ组TGF-β1、CTGF的mRNA表达水平明显下降,TGF-β1、CTGF、Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原、FN的蛋白表达水平明显下降(P<0.05)。3.在低表达APJ的HK-2及HMC模型中:与对照组相比,AngⅡ组TGF-β1、CTGF的mRNA表达水平及TGF-β1、CTGF、Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原、FN的蛋白表达水平明显升高(P<0.05);与AngⅡ组相比,Apelin+AngⅡ组TGF-β1、CTGF的mRNA表达水平及TGF-β1、CTGF、Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原、FN的蛋白表达水平无明显下降(P>0.05)。4.在正常HK-2和低表达APJ的HK-2细胞间进行比较:与正常HK-2相比,低表达APJ的HK-2中Apelin+AngⅡ组TGF-β1、CTGF、Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原、FN的蛋白表达水平下降幅度明显减少,差异具有统计学意义(P<0.05)。5.在正常HMC和低表达APJ的HMC细胞间进行比较:与正常HMC相比,低表达APJ的HMC中Apelin+AngⅡ组TGF-β1、CTGF、Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原、FN的蛋白表达水平下降幅度明显减少,差异具有统计学意义(P<0.05)。6.生物信息学GO及KEGG数据库及String软件进行信号通路分析后表明Apelin/APJ系统与TGF-β1/CTGF信号通路间存在紧密联系,与本研究结果互相印证,同时TGF-β1/CTGF信号通路下游仍存在多个关键靶蛋白,与多个纤维化相关信号通路存在交联。结论1、Apelin对AngⅡ诱导的HK-2/HMC细胞损伤具有减少细胞外基质生成、抑制胶原沉积的作用。2、Apelin的保护作用需通过APJ受体发挥其生物学效应。3、Apelin/APJ系统的抗肾纤维化作用可能与通过抑制TGF-β1/CTGF信号通路,从而减少Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原、纤维连接蛋白生成有关。