尿酸诱导HK-2细胞炎症损伤中PI3K/AKT/NF-κB信号通路的调控机制

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研究背景尿酸是人肾小管上皮细胞的损伤因素,在慢性肾脏病患者中,尿酸是肾脏功能下降的独立危险因素,更是预测新发慢性肾脏病的重要指标。尿酸性肾病炎症损伤机制主要是游离尿酸及尿酸结晶通过激活补体系统、炎症信号通路,引起肾脏组织局部大量炎性细胞浸润,启动炎性反应介导肾间质炎症,甚至导致肾脏纤维化,发展为慢性肾脏病。在尿酸性肾病发生发展过程中,NLRP3炎症小体、TGF-β/SMAD通路、p38MAPK通路、磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(AKT)/核因子κB(NF-κB)通路等参与其中。PI3K/AKT/NF-κB通路在炎性疾病中发挥了重要作用,参与体内各组织细胞的分化、增殖、凋亡以及迁移过程。蛋白激酶活化受体2(PAR2)是蛋白激酶活化受体家族成员,是PI3K/AKT/NF-κB信号通路上游的一类作用靶点。本研究构建体外HK-2细胞-尿酸性肾病细胞模型,通过过表达及敲减PAR2基因调控PI3K/AKT/NF-κB信号通路表达水平,观察HK-2细胞中PI3K/AKT/NF-κB信号通路目标基因mRNA、蛋白表达及炎性细胞因子水平变化,探讨PI3K/AKT/NF-κB信号通路在尿酸致肾脏细胞炎性损伤中的调控作用机制。研究方法体外培养人肾小管上皮(HK-2)细胞,随机分为对照组及实验组。实验组经高尿酸(720μmol/L)浸泡48 h建立体外尿酸性肾病细胞模型,分为高尿酸处理组、过表达PAR2组和敲减PAR2组。实时定量PCR法检测:HK-2细胞PAR2、PI3K、AKT、NF-κB的mRNA表达水平。Western印迹法检测:HK-2细胞PAR2、PI3K、AKT、NF-κB蛋白表达水平。酶联免疫吸附法(ELISA)检测:HK-2细胞培养上清液中肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)、白细胞介素-6(IL-6)、白细胞介素-1β前体(pro-IL-1β)、白细胞介素-1β(IL-1β)、转化生长因子-β1(TGF-β1)表达水平。研究结果1.在肾小管上皮细胞高尿酸损伤过程中,与对照组相比,高尿酸处理组HK-2细胞中的PAR2、PI3K、AKT、NF-κB的mRNA及蛋白表达水平升高(均P<0.05);培养液上清中 TNF-α、MCP-1、IL-6、pro-IL-1β、IL-1β、TGF-β1 增加(均P<0.01)。2.在肾小管上皮细胞高尿酸损伤过程中,与高尿酸处理组相比,过表达PAR2组HK-2细胞中PAR2、PI3K、AKT、NF-κB的mRNA及蛋白表达水平明显升高(均P<0.05),培养液上清中TNF-α、MCP-1、IL-6、IL-1β、TGF-β1水平明显升高(均P<0.05),pro-IL-1β水平呈升高趋势,差异无统计学意义(P>0.05)。3.在肾小管上皮细胞高尿酸损伤过程中,与高尿酸处理组相比,敲减PAR2组HK-2细胞PAR2、PI3K、AKT、NF-κB的mRNA及蛋白表达明显下降(均P<0.05),培养液上清中 IL-6、Pro-IL-1β、IL-1β、TGF-β1 明显减少(均P<0.05),TNF-α、MCP-1水平呈下降趋势,差异无统计学意义(P>0.05)。研究结论尿酸致肾脏HK-2细胞损伤过程中,尿酸通过激活PAR2显著上调PI3K/AKT/NF-κB信号通路表达,引发炎性细胞因子水平升高,导致HK-2细胞损伤。敲减PAR2可抑制PI3K/AKT/NF-κB信号通路的表达,使炎性细胞因子水平下降,缓解尿酸诱导的肾小管上皮损伤。
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