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背景:随着糖尿病患病率的持续攀升,糖尿病肾脏疾病(diabetes kidney disease,DKD)已经超过原发性肾小球肾炎成为慢性肾脏病(chronic kidney disease,CKD)的首要病因。DKD发病复杂,尚未有有效的治疗手段。肾小管上皮细胞(tubular epithelial cells,TECs)的损伤与DKD肾功能恶化关系十分密切,而肾小管间质纤维化(tubulointerstitial fibrosis,TIF)的不断加重是导致CKD进展到终末期肾脏病的重要病理改变。因此,保护肾小管免于反复损伤和恢复健康的肾小管功能可能是治疗肾脏疾病的优先事项和有效治疗方法。烟酰胺N-甲基转移酶(Nicotinamide N-methyltransferase,NNMT)是主要的烟酰胺代谢酶,催化反应性甲基从S-腺苷甲硫氨酸(S-adenosylmethionine,SAM)转移到烟酰胺(nicotinamide,NAM),从而生成 S-腺苷同型半胱氨酸(S-adenosylhomocysteine,SAH)和 1-甲基烟酰胺(1-methylnicotinamide,MNAM)。MNAM 不仅是 NAM清除的主要代谢产物,还具有抗炎及血管保护等药理学功效。然而,目前尚未有研究阐明NNMT及其代谢产物MNAM在TIF中的作用和具体机制。(一)NNMT在TIF中的作用目的:探索NNMT对TIF的影响方法:(1)体外水平:①TGF-β1干预TECs,检测NNMT的表达变化。②在TECs中抑制或过表达NNMT后,加入TGF-β1干预,通过Western blot和qRT-PCR检测Fibronectin、Collagen Ⅰ和α-SMA的表达。(2)体内水平:①构建小鼠单侧输尿管梗阻(unilateral ureteral obstruction.,UUO)模型,随机分为:假手术(Sham operation,sham)组、UUO(4天、7天、14天)组,通过免疫组织荧光染色技术、Western blot和qRT-PCR检测NNMT的表达;②将小鼠随机分为:Vector组(接受空载质粒注射)、UUO模型组(接受空载质粒注射)和UUO+pGV362-NNMT组,通过尾静脉高压注射质粒的方法过表达NNMT,通过Masson检测肾脏纤维化情况,通过免疫组织化学染色技术(Immunohistochemical technology,IHC)、Western blot 和 qRT-PCR 检测Fibronectin、Collagen Ⅰ、α-SMA 和 NNMT 的表达情况。结果:(1)体外水平:TGF-β1干预TECs后NNMT表达升高,在TECs中过表达NNMT可减轻TGF-β1诱导的细胞外基质(extracellular matrix,ECM)沉积,而抑制NNMT则促进ECM沉积。(2)体内水平:在小鼠UUO模型中NNMT表达升高,过表达NNMT可减轻UUO模型诱导的TIF。结论:体内体外实验均发现在肾小管间质纤维化中NNMT表达增加,过表达NNMT可减轻TIF。(二)NNMT代谢产物MNAM在TIF中的作用目的:探索NNMT是否通过代谢产物MNAM减轻TIF。方法:(1)体外水平:①在TECs中抑制或过表达NNMT,通过LC/MS/MS检测细胞MNAM的浓度变化。②给予不同浓度的MNAM与TGF-β1共同干预TECs,通过 Western blot 检测 Fibronectin、Collagen Ⅰ、α-SMA 和 NNMT 的表达情况。③在TECs中抑制NNMT的表达,同时加入MNAM与TGFβ1共同干预,通过 Western blot 检测 Fibronectin、Collagen Ⅰ、α-SMA 和 NNMT 的表达。(2)体内水平:①在小鼠UUO模型中过表达NNMT,通过LC/MS/MS检测小鼠血清MNMA的浓度改变。②将小鼠随机分为:假手术组、假手术+MNAM组、UUO组、UUO+MNAM组,通过Masson染色检测肾脏纤维化情况,通过免疫组织化学染色、Western blot、qRT-PCR 检测 Fibronectin、Collagen Ⅰ 和α-SMA 的表达情况,通过 qRT-PCR 检测 TNF-α、MCP-1、IL-1β、IL-6 的 mRNA 表达情况。结果:(1)在体外水平:①发现在TECs中抑制NNMT的表达后,MNAM浓度降低;过表达NNMT则升高。②在MNAM与TGF-β1共同干预TECs后,Fibronectin、Collagen Ⅰ、α-SMA 和 NNMT 的蛋白和 mRNA 表达减少。③在 TECs中抑制NNMT的表达后,加入MNAM与TGF-β1共同干预,发现NNMT表达仍降低但Fibronectin、Collagen Ⅰ和α-SMA表达减少。(2)在体内水平:①在UUO模型中过表达NNMT后,血清MNAM浓度增加。②与UUO组相比,MNAM组 Fibronectin、Collagen Ⅰ 和α-SMA表达明显减少,同时下调 TNF-α、MCP-1、IL-1β、IL-6 的 mRNA 表达。结论:过表达NNMT可能通过增加代谢产物MNAM浓度减轻TIF。(三)MNAM减轻TIF的机制目的:探索MNAM减轻TIF的相关机制。方法:(1)体外水平:①给予不同浓度的MNAM与TGF-β 1共同干预TECs,通过 Western blot 检测 p-Smad2、p-Smad3、Smad4、Smad7 的表达情况。②通过免疫共沉淀实验分析Smad2、Smad3与TβR Ⅰ、TβR Ⅱ的结合情况。(2)体内水平:将小鼠随机分为:假手术组、假手术+MNAM组、UUO组、UUO+MNAM组通过 Western blot 检测 p-Smad2、p-Smad3、Smad4、Smad7 的表达情况。结果:(1)在体外水平:①发现MNAM与TGF-β1共同干预TECs可抑制Smad3磷酸化,对Smad2、Smad4和Smad7无影响。②免疫共沉淀实验发现MNAM 可抑制 Smad3 与 TβR Ⅰ、TβR Ⅱ 的结合,对 Smad2 与 TβR Ⅰ、TβR Ⅱ 的结合无影响。(2)在体内水平:发现与UUO组相比,MNAM组可抑制Smad3磷酸化,对Smad2、Smad4和Smad7无影响.结论:MNAM通过特异性抑制Smad3磷酸化减轻TIF。