摘要
选用30 mmol·
高糖导致足细胞的增殖活性被抑制、迁移能力降低、细胞凋亡加速,足细胞内calpain 10明显上升,足细胞裂孔膜蛋白nephrin、podocin、CD2AP的mRNA和蛋白表达下降,差异具有统计学意义(P<0.05,P<0.01);经不同浓度的GSXZ干预后,足细胞的增殖活性上升、迁移能力升高、细胞凋亡下降,足细胞内calpain 10下降明显,nephrin mRNA表达上升,nephrin、podocin、CD2AP的蛋白表达上升明显,差异具有统计学意义(P<0.05,P<0.01)。
关键词
足细胞是一种存在于肾小球基膜表面的高度分化细胞,其足突结构为维持肾小球的正常滤过功能发挥重要作
固肾泄浊和络方是南京市中医院肾病科主任郑艳辉教授的自拟方,具有固肾益气,泄浊和络的功效。前期临床试验证实了固肾泄浊和络方可降低糖尿病肾病患者血肌酐(Scr)、尿素氮(BUN)水平,降低蛋白尿和尿泛素-52氨基酸融合蛋白(UBA52)、核因子激活的B细胞的κ-轻链(NF-κB)、核因子激活的B细胞的κ-轻链抑制蛋白(I-κB)和足细胞标记蛋白(PCX)的水
链霉素(麦克林公司,批号:201424);青霉素(上海思域化工有限公司,批号:ML8010302);0.25%胰酶(BIOFROX公司,批号:EZ6789C118);干扰素-γ(Sigma公司,批号:20202138);roswell park memorial institute(RPMI)-1640 培养基(Gibco公司,批号:1970736);CCK8细胞活力检测试剂盒(南京恩晶生物科技有限公司提供,批号:EG20190416);ECL(南京恩晶生物科技有限公司提供,批号:20200708);PBS(南京恩晶生物科技有限公司提供,批号:20200620);BCA试剂盒(南京恩晶生物科技有限公司提供,批号:20200609);蛋白酶抑制剂(南京恩晶生物科技有限公司提供,批号:20200720);PMSF(南京恩晶生物科技有限公司提供,批号:20200808);Annexin V-EGFP细胞凋亡检测试剂盒(南京恩晶生物科技有限公司提供,批号:EG20200701);D-葡萄糖(国药集团化学试剂有限公司,批号:20100122);甘露醇注射液(四川科伦药业股份有限公司,批号:A19103007B,250 mL∶50 g);TRIpure Reagent(Aidlab公司,批号:272026AX);oneScript™ cDNA Synthesis Kit(abm公司,批号:G234);EvaGreen Express 2× qPCR MasterMix-ROX(abm公司,lot:0165834951005);calpain 10多克隆抗体(EnoGene公司,批号:E914108);nephrin多克隆抗体(EnoGen公司,批号:E8ER1803-67);podocin多克隆抗体(EnoGene公司,批号:E301260);CD2AP抗体(EnoGene公司,批号:E97788);GAPDH多克隆抗体(EnoGene公司,批号:EOL3012-2);FBS(乌拉圭Tecno公司,批号:FBSUY09.2018)。
生物洁净安全柜(苏州净化设备有限公司,型号:BHC-1300A/B2);二氧化碳培养箱(日本三洋SANYO,型号:MCO-15AC);酶标仪(美国Thermo scientific公司,批号:MUTISKAN MK3);荧光倒置生物显微镜(南京江南永新光学有限公司,型号:XD-202);Real time PCR仪(苏州天隆科技,型号:TL998-IV),梯度PCR仪(美国SCILOGEX公司,型号:TC1000-G);低温离心机(美国SCILOGEX公司,型号:D3024R);PVDF膜(Millipore公司,批号:R9PA20709);感光胶片(锐柯公司,批号:053103011);DYCZ-24DN型垂直电泳装置(北京市六一仪器厂);TS-1型脱色摇床(江苏海门市其林贝尔仪器制造有限公司);5415R型离心机(Eppendorf公司);倒置显微镜(OLYMPUS公司);MAX-TL型高速冷冻离心机(美国 BeckMan 公司)。
固肾泄浊和络方(简写为“GSXZ”)药物组成:黄芪30 g,党参15 g,泽兰12 g,泽泻10 g,当归12 g,土茯苓40 g,海风藤12 g,穿山龙15 g,天花粉15 g,制山萸肉10 g,莪术10 g,猫爪草30 g。药材购自南京市中医院中草药房,符合2020年版《中华人民共和国药典》规范。水煎制备地点在南京市中医院中心实验室。制备方法如下:将各药材混匀置于适宜大小的容器中,加热煮沸后继续煎煮30 min,分离煎出液,药渣加入适量水再煎2次,将3次煎出液混合搅拌均匀,浓缩至3.9 g·m
将冻存的小鼠肾小球足细胞复苏,在含有10 U·m
将对数生长期的足细胞接种于96孔板(100 μL/孔),并将其置于37 ℃,5% CO2培养箱中,先分别加入不同浓度的高浓度葡萄糖(浓度依次为10、30、60 mmol·
将生长状态良好的足细胞经消化、洗涤后制备成单细胞悬液,并调整细胞密度为1×1
按常规方法胰酶(不含EDTA)消化并收集细胞,离心(2000 rpm,5 min),收集细胞沉淀,对各组细胞分别进行不同的干预(干预措施如“2.2”所述),并用PBS洗涤1次;之后加入500 μL结合液重悬细胞,加入5 μL的Annexin V-EGFP以及5 μL的PI,同时设立全阴管及单阳管,充分混匀。室温(20~25 ℃)避光孵育10~30 min后,流式细胞仪检测细胞凋亡百分率。
将对数生长期的细胞按上述培养及分组进行收集,按照总RNA提取试剂盒的说明书提取总RNA,反应程序为:42 ℃反应50 min;85 ℃,5 min;4 ℃保存。然后再合成cDNA,按照 real-time PCR的说明书进行反应,反应条件为:95 ℃预变性,10 min;95 ℃变性,5 s;60 ℃退火、延伸,30 s;重复40个循环,60~95 ℃绘制融解曲线。反应体积为25 μL。引物由上海捷瑞生物工程有限公司合成,收集Ct值,以
基因名称 | 引物序列 |
---|---|
M-GAPDH-F | 5’-GGTTGTCTCCTGCGACTTCA-3’ |
M-GAPDH-R | 5’-TGGTCCAGGGTTTCTTACTCC-3’ |
M-calpain 10-F | CAGTTGCTTTCCCTGCAACC |
M-calpain 10-R | GGGGTCTCTGAAGAACAGCC |
M-nephrin-F | ACAGAACTTGCCGCCTGATT |
M-nephrin-R | ATTGTCGACCCTTCCACCAC |
M-podocin-F | GGCACAAAGACAGGCCAAAG |
M-podocin-R | AGCGACTGAAGAGTGTGCAA |
M-CD2AP-F | GAAGAAGAGAAGGCCATGCG |
M-CD2AP-R | ACAACAGAACAGCTTTCTTCAGC |
按照上述分组干预法干预,取分组干预后的各组细胞,加入适量的裂解液,确定内参蛋白为GAPDH。裂解细胞取上清液,用BCA法进行蛋白定量,并置于-80 ℃保存。将蛋白样品与5×上样缓冲液混合后,煮沸变性5 min,冰浴5 min。取合适量的蛋白样品上样,进行SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)至目的蛋白有效分离后停止电泳。电泳完毕后将凝胶取出后转模。将膜置于1×孵育封闭液中,室温摇动封闭2 h,按蛋白的印迹位置剪开,置于含对应一抗的孵育封闭液中,4 ℃,后将膜置于1×TBST溶液中,摇动漂洗5 min,共4次;置于含对应二抗孵育封闭液中,室温作用1.5 h;置于1×TBST溶液中,摇动漂洗5 min,共4次;置于ECL中30 s。之后,立即将膜置于曝光盒中,并在暗室中对感光胶片进行曝光1 min,而后进行显影、定影处理。
经不同浓度(10、30、60 mmol·

图1 不同浓度高糖溶液对足细胞体外增殖活性的影响(¯x±s,n=4)
与Control组和Mannite组相比
与Control组和Mannite组相比,HG组足细胞增殖率下降(P<0.01)。相较于HG组,经不同浓度的GSXZ干预后足细胞增殖率均上升,其中M-GSXZ组和H-GSXZ组干预后上升明显(P<0.05,P<0.01),呈浓度依赖性。因此,笔者以下实验选择M-GSXZ和H-GSXZ来观察其对高糖诱导足细胞损伤的影响。见

图2 GSXZ对高糖诱导下足细胞损伤的体外增殖活性的影响(¯x±s,n=4)
与Control组和Mannite组相比
因足细胞经过30 mmol·

图3 GSXZ对高糖诱导下足细胞迁移能力的影响(×100,x±s,n=4)
与Control组和Mannite组相比
与Control组和Mannite组相比,HG组足细胞凋亡率上升明显(P<0.01)。相较于HG组,M-GSXZ组和H-GSXZ组细胞凋亡率下降(P<0.01,P<0.05),且呈浓度依赖性。见

图4 GSXZ对HG诱导足细胞凋亡的影响(¯x±s,n=4)
与Control组和Mannite组相比
与Control组和Mannite组相比,HG组足细胞中calpain 10 mRNA表达量增加(P<0.01),podocin mRNA、podocin mRNA表达下降(P<0.01),CD2AP mRNA表达未表现出明显差异(P>0.05)。相较于HG组,M-GSXZ组和H-GSXZ组足细胞内的calpain 10 mRNA表达下降明显(P<0.01),nephrin mRNA表达上升明显(P<0.01),而CD2AP mRNA表达未表现出明显差异(P>0.05);H-GSXZ组podocin mRNA表达上升明显(P<0.01)。见

图5 GSXZ对高糖诱导下足细胞损伤模型中calpain 10、nephrin、podocin、CD2AP的mRNA表达的影响(¯x±s,n=4)
与Control组和Mannite组相比
与Control组和Mannite组相比,HG组calpain 10蛋白表达显著增加(P<0.01),且nephrin、podocin、CD2AP蛋白表达量均呈现出大幅度的下降(P<0.01)。相较于HG组,M-GSXZ组和H-GSXZ组中的calpain 10蛋白表达量呈不同程度的下降(P<0.01,P<0.05),呈浓度依赖性;nephrin、podocin、CD2AP蛋白表达均可见明显上升(P<0.01,P<0.05),其中nephrin、CD2AP的表达呈浓度依赖性。见

图6 GSXZ对高糖诱导下足细胞损伤模型中calpain 10、nephrin、podocin、CD2AP蛋白表达水平的影响(¯x±s,n=4)
与Control组和Mannite组相比
中医学将糖尿病肾病归属为“消瘅”“肾消”“水肿”“尿浊”等范畴。《素问病机气宜保命集·消渴论》中指出“肾消者,病在下焦”,其临床表现为“如膏油之状,至病成而面色黧黑,形瘦而耳焦,小便浊而有脂”。郑艳辉教授认为肾消乃本虚标实之病,本虚为肾元亏虚,标实为浊毒、瘀血博结损伤肾络。《寿世保元》中记载:“肾水枯竭,不能运上,作消渴。”肾脏亏虚是本、是始因,肾元不足,无以气化,水液停聚而为水肿,日久浊毒内生,作强之官的功能受损,日久则病入络,络脉气血不得调畅,肾络受损,发为本病。固肾泄浊和络方中生黄芪、制山萸肉、党参补肾益气,泽兰、泽泻、猫爪草、土茯苓利湿泄浊,穿山龙、海风藤祛风通络,当归、莪术补血活血,天花粉生津止渴。诸药合用,益肾气而不滞,祛浊瘀而不伤正,补中有泻,助肾精化生、祛邪毒外出,共奏固肾益气、泄浊和络之功效。郑艳辉教授团队前期研究证实固肾泄浊和络方可降低高糖诱导的足细胞NLRP3、ASC、caspase-1及IL-1β高表达,能有效降低糖尿病肾病大鼠血糖、24 h尿蛋白、Scr及BUN水平,并减少肾脏内wnt4、β-catenin及Ⅳ型胶原蛋白的表达,改善肾小球炎性细胞浸润、肾小管损伤及系膜增
足细胞位于肾小球外层,由细胞间的裂孔隔膜将其连在一起,共同构成肾小球的滤过系统。长期的高糖刺激使大量受损的细胞器及蛋白积聚在足细胞内,对其产生毒性作用,诱导足细胞出现足突融合肥大、细胞数量减少、分子及电荷屏障的受损等病理改变,导致足细胞损伤,介导DN的发生、发
calpain 10作为一种钙调酶,位于线粒体的基质内,对细胞线粒体中C
nephrin、podocin、CD2AP作为足细胞裂孔膜上的特征性蛋白,既是足细胞成熟的标志性分子,又可维持肾小球的滤过屏障功能,三者可能形成脂筏样结构发挥功能复合体的作用以维持裂孔膜结构和功能的完整
综上所述,固肾泄浊和络方对高糖损伤的足细胞具有保护作用,其机制可能与降低足细胞中的calpain 10表达有关。这可能是DN治疗的新靶点,值得进一步研究。
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