活性维生素D通过VDR调控SOCS和JAK/STAT通路在糖尿病肾病中的作用研究

来源 :遵义医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhf2003168
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目的:探讨活性维生素D[1,25-二羟维生素D3(1,25-dihydroxy vitamin D3,1,25-(OH)2VD3)]通过维生素D受体(Vitamin D receptor,VDR)调控细胞因子信号转导抑制分子(Suppressor of cytokine signaling,SOCS)和酪氨酸激酶/信号转导和转录激活因子(Janus kinase signal transducer and activator of transcription,JAK/STAT)通路在糖尿病肾脏疾病(Diabetic kidney disease,DKD)中的作用及可能机制。方法:选用体重20-30g的12周龄雄性KKay小鼠高脂高糖喂养,构建DKD小鼠模型及沉默VDR基因的DKD小鼠模型,然后随机分为6组:(1)DKD组(2)低浓度VD3干预组(Low concentration VD3,L-VD3)(3)高浓度VD3干预组(High concentration VD3,H-VD3)(4)慢病毒转染沉默VDR基因表达组(Lentivirus against the vitamin D receptor,Lenti-shVDR)(5)低浓度VD3+慢病毒转染组(Lenti-shVDR+L-VD3)(6)高浓度VD3+慢病毒转染组(Lenti-shVDR+H-VD3),饲养期间每天进行行为学改变、一般情况等观察,每3天记录一次小鼠摄食量、血糖,每周记录一次小鼠体重、饮水量、尿量。饲养第1周、第4周、第8周和第10周留取24小时尿量和单次晨尿分别检测24小时尿微量白蛋白(24-hour urine microalbumin,24h mAlb)和白蛋白肌酐比值(Albumin creatinine ratio,ACR)。饲养第1周、第8周和第10周留取血清检测血肌酐(Serum creatinine,Scr)、血尿素氮(Blood Urea Nitrogen,BUN)、空腹胰岛素(Fasting insulin,FINS)和谷丙转氨酶(Alanine aminotransfease,ALT)。各组饲养至22周龄时处死小鼠,开腹迅速取出肾脏组织进行后续实验,采用实时定量聚合酶链反应(Realtime-Polymerase chain reaction,RT-PCR)检测肾脏组织中JAK1、JAK2、STAT1、STAT3、SOCS1及SOCS3的mRNA表达差异;蛋白质免疫印迹(Western blot,WB)检测肾脏组织中磷酸化JAK1(phosphorylated JAK1,p-JAK1)、JAK1、p-JAK2、JAK2、p-STAT1、STAT1、p-STAT3、STAT3、SOCS1及SOCS3蛋白的表达差异;苏木精-伊红(Hematoxylin-eosin,HE)染色光镜下观察肾脏病理改变;电镜观察肾小球基底膜厚度;免疫组化观察IV型胶原(Collagen-IV,Col-IV)及纤连蛋白(Fibronectin,FN)在肾脏组织的表达。结果:(1)Kkay小鼠达14周龄时,连续3次非同日尾静脉血糖大于16.7mmol/L,判定糖尿病模型构建成功,达20周龄时24h尿量增加>50%,24hUP>30 mg和(或)ACR>30mg/g,肾脏组织病理学见肾小球增大伴系膜基质增生及基底膜增厚判定DKD模型构建成功。(2)与DKD组比较,L-VD3组和H-VD3组血糖、24h mAlb、ACR、BUN和Scr均降低(P均<0.05),FINS和ALT均无明显变化(P均>0.05),H-VD3组血糖、24h mAlb、ACR、BUN和Scr均低于L-VD3组,均具有统计学意义(P均<0.05);Lenti-shVDR组24h mAlb、ACR均升高(P均<0.05),血糖、BUN、Scr、FINS和ALT均无明显变化(P均>0.05)。与Lenti-shVDR组比较,Lenti-shVDR+L-VD3组和Lenti-shVDR+H-VD3组血糖均降低(P<0.05),余指标变化均不明显(P均>0.05)。(3)与DKD组比较,L-VD3组和H-VD3组JAK1、JAK2、STAT1、STAT3、SOCS1和SOCS3 mRNA和p-JAK1、p-JAK2、p-STAT1、p-STAT3蛋白水平均降低(P均<0.05),以上指标H-VD3组低于L-VD3组,而SOCS1和SOCS3蛋白水平均升高(P均<0.05),且H-VD3组高于L-VD3组;Lenti-shVDR组JAK1、JAK2、STAT1、STAT3、SOCS1和SOCS3 mRNA和p-JAK1、p-JAK2、p-STAT1、p-STAT3蛋白表达水平均较DKD组升高(P均<0.05);而SOCS1和SOCS3蛋白水平均降低(P均<0.05)。与Lenti-shVDR组比较,Lenti-shVDR+L-VD3组和Lenti-shVDR+H-VD3组JAK1、JAK2、STAT1、STAT3、SOCS1和SOCS3 mRNA和p-JAK1、p-JAK2、p-STAT1、p-STAT3蛋白表达均降低(P均<0.05),以上指标Lenti-shVDR+H-VD3组低于Lenti-shVDR+L-VD3组,而SOCS1和SOCS3蛋白水平均升高(P均<0.05),且Lenti-shVDR+H-VD3组高于Lenti-shVDR+L-VD3组。(4)HE染色显示DKD组肾小球增大伴系膜基质增生,1,25-(OH)2VD3干预后病变减轻,且H-VD3组较L-VD3组改善较明显;与DKD组比较,Lenti-shVDR组肾小球病变加重,不同浓度1,25-(OH)2VD3干预后病变较Lenti-shVDR组稍减轻。(5)电镜结果提示DKD组肾小球足突融合,基底膜增厚,1,25-(OH)2VD3干预后足突及基底膜情况改善,且H-VD3组较L-VD3组改善明显;与DKD组相比,Lenti-shVDR组见较多足突融合、基底膜明显增厚,不同浓度1,25-(OH)2VD3干预后病变较Lenti-shVDR组稍减轻。(6)免疫组化显示Col-IV和FN的染色结果相同。与DKD组比较,L-VD3组和H-VD3组棕色颗粒着色度低,染色面积缩小,肾脏纤维化减轻,且H-VD3组较L-VD3组改善稍显著;Lenti-shVDR组肾脏纤维化加重;不同浓度1,25-(OH)2VD3干预后较Lenti-shVDR组肾脏纤维化减轻。结论:1,25-(OH)2VD3对DKD有保护作用,这种保护作用可能是通过VDR增强SOCS表达,从而影响JAK/STAT信号通路来实现的。
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