Notch信号通路在尿酸钠结晶诱导肾小管上皮细胞转分化中的作用

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近年随着中国居民生活生平的提高,慢性高尿酸血症发病率也逐年升高。慢性高尿酸血症导致的肾脏损伤称为尿酸盐性肾病,又叫痛风性肾病,发病机制主要是尿酸及尿酸盐结晶在肾间质沉积,引起炎症反应,并最终导致肾间质纤维化。但其分子机制尚不明确。除此之外,临床上经常见到无症状性高尿酸血症伴发慢性肾损害的现象,并不能确定由传统的尿酸性肾病所致。高尿酸血症是否存在其它致病途径导致慢性肾损害,值得进行相关的研究。目前认为肾小管上皮细胞-间质细胞转分化(EMT)是肾间质纤维化的关键环节之一。而Notch信号通路与EMT的关系近年来也逐渐被认识,有研究表明Notch1可以通过上调Snail诱导EMT,进而调控心瓣膜的发育,另外有研究发现激活Notch1通路可以诱导肾近端小管上皮细胞(PTECs)发生EMT。在肾病动物模型及慢性肾脏病患者肾组织标本中均证实Notch1信号通路与肾间质纤维化明显相关。本文旨在探讨尿酸钠结晶(MSU)能否诱导EMT,并且探讨Notch信号通路在此过程中的调控作用。从而为研究尿酸盐性肾病的发病机制提供新线索。  目的:  1.探讨MSU对大鼠肾小管上皮细胞(NRK-52E)EMT的影响。  2.探讨Notch信号通路在MSU诱导NRK-52E细胞EMT过程中的作用。  方法:  1.细胞培养NRK-52E细胞用含10%FBS的DMEM/F12培养基常规培养传代,实验前以无血清的DMEM/F12培养基同步化24小时。  2.实验分组实验分为正常对照组、MSU刺激组(MSU500μg/ml刺激24h、48h、72h)以及DAPT干预组(MSU500μg/ml+DAPT10μmol/l刺激24h、48h、72h)。  3.MTT法观察MSU对NRK-52E细胞活性的影响;  4.倒置相差显微镜观察MSU对NRK-52E细胞形态的影响;  5.RTq-PCR法检测Jagged1、Notch1、E-cadherin、α-SMA、Snail mRNA表达。  6.Western blotting检测Jagged1、Notch1、E-cadherin、α-SMA蛋白的表达。  7.统计分析实验数据。  结果:  1.MTT检测MSU对细胞活力的影响  1.1不同浓度MSU(100μg/ml,300μg/ml,500μg/ml,700μg/ml)刺激NRK-52E细胞24h,细胞活性分别下降至正常对照组的89.13±7.7%;85.60±12%;69.79±8.34%;47.82±14%,(P<0.05);  1.2MSU(500μg/ml)刺激NRK-52E细胞24h、48h、72h,细胞活性分别降至正常对照组的69.79±8.34%;66.43±10.15%;65.73±10.05%,(P<0.05)。  2.MSU对细胞形态改变的影响  2.1空白对照组NRK-52E细胞在培养板中呈圆形或卵圆形,细胞之间紧密相连,具有典型的上皮细胞铺路石样形态学特征,各时相细胞形态无明显改变。  2.2与空白对照组相比,MSU刺激NRK-52E细胞24h后,细胞形态未见明显改变;刺激48h后,细胞肥大,逐渐失去典型的铺路石样形态;刺激72h后,细胞变长呈梭形,转变为成纤维细胞形态。  3.MSU对NRK-52E细胞转分化标志物的影响:RTq-PCR结果显示,MSU可显著下调E-cadherin mRNA的表达,MSU刺激48h后E-cadherin mRNA的表达较之正常组细胞下调了58.30±43.48%(P<0.05)。而经MSU刺激后,α-SMA的mRNA表达则逐渐上调,MSU刺激48h后α-SMA的mRNA表达较之正常组增加了4.90±1.03倍(P<0.05);Western blotting得到相同结果,MSU下调E-cadherin蛋白表达的同时可显著上调α-SMA蛋白的表达。  4.MSU对NRK-52E细胞Notch信号通路相关因子的影响:RTq-PCR结果显示,MSU能明显诱导Snail、Notch1、Jagged1mRNA的表达。MSU刺激48h后Snail、Notch1、Jagged1的mRNA表达量较之正常组细胞分别增加了199.05±35.04%、65.29±60.94%和52.31±50.88%,(P<0.05);Western blotting结果显示,MSU刺激48h后Jagged1和Notch1蛋白表达量是正常组细胞的3.68±0.35倍和6.11±1.12倍,(P<0.05)。  5.DAPT对MSU诱导的NRK-52E细胞转分化的影响:光镜下可见,DAPT能抑制MSU诱导的细胞形态变化,同时,DAPT能显著抑制由MSU诱导的E-cadherin下调,与MSU48h组相比,DAPT干预48h组的E-cadherin mRNA和蛋白表达量是MSU48h组的5.31±3.41倍和1.49±0.09倍,(P<0.05);除此外,DAPT还可抑制MSU诱导的α-SMA的表达上调,DAPT干预48h组的α-SMA mRNA和蛋白表达量分别是MSU48h组的6.10±1.97%和86.81±7.56%,(P<0.05)。  6.DAPT对MSU诱导的Notch信号通路的影响:RTq-PCR结果显示,DAPT能明显抑制MSU诱导的Snail(Notch信号通路下游靶因子)mRNA的表达,72h的抑制率达到74.00±8.36%(P<0.05)。DAPT在抑制γ分泌酶活性,阻断Notch胞外片段剪切这一关键环节后,能同时下调上游的Jagged1和Notch1的表达,DAPT干预48h后Jagged1和Notch1的mRNA下调了56.95±20.43%和50.19±22.41%,(P<0.05)。Western blotting也得出相同的结果,DAPT干预48h后Jagged1和Notch1的蛋白表达分别下调了56.69±11.32%和38.30±7.50%,(P<0.05)。  结论:  1.MSU可诱导NRK-52E细胞发生EMT。  2.Notch信号通路在MSU诱导的NRK-52E细胞EMT中具有重要的调控作用。
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