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醛糖还原酶(aldose reductase,AR)是多元醇糖代谢支路的限速酶。已有很多研究证实AR在糖尿病并发症如糖尿病神经病、糖尿病视网膜病中起到重要的作用。我们前期的工作表明,AR的遗传缺失抑制了高糖引起的PKC/TGFβ的激活,进而显著减缓了C57BL/6小鼠糖尿病肾病的进程(Liu et al.,Diabetologia,2011)。然而,AR是如何调控TGFβ和肾细胞纤维化却不清楚。本研究因而在肾细胞和组织中探讨了AR对miR-200a/miR-141等表达的影响,以及miR-200a/miR-141对TGFβ等的调控和对小鼠糖尿病肾病病变的影响。
我们在SV40 MES13小鼠肾小球系膜细胞中过表达或抑制AR,分析AR活性变化对miR-200a/miR-141和一些促纤维化基因表达的影响及miRNAs对靶基因的调控作用。通过对雄性8周龄C57BL/6小鼠野生型(WT)、AR基因敲除型(KO)和AR双转基因型小鼠(BT)腹腔注射40 mg/kg体重链脲佐菌素(STZ)诱导糖尿病。糖尿病维持17周后,分析比较AR正常小鼠和AR缺失小鼠肾皮质中miR-200a和miR-141的表达及肾皮质中TGFβ2和纤维粘连蛋白Fibronectin等的蛋白表达。
在SV40 MES13小鼠肾小球系膜细胞中过量表达AR后,miR-200a/miR-141的表达受到显著的抑制。与此同时,Tgfβ2和Fibronectin等mRNA表达显著升高。而在该株细胞中过量表达miR-200a/miR-141则显著抑制Tgfβ1/2、Fibronectin等促纤维化基因的表达。荧光素酶报告基因系统分析表明,miR-200a/miR-141对Tgfβ2和Fibronectin的抑制是通过与mRNA3’端非编码区的相互作用而实现的。在STZ诱导的糖尿病小鼠中,AR缺失的小鼠肾皮质中miR-200a/miR-141的表达比AR正常的小鼠显著升高:同时,肾皮质中TGFβ2和Fibronectin的蛋白表达在糖尿病KO小鼠和糖尿病BT小鼠中有不同程度的下降。以上实验结果说明,AR的活性显著影响了miR-200a/miR-141在。肾皮质细胞的表达,后者可以对Tgfβ2和Fibronectin进行转录后基因沉默。这些结果表明,AR对小鼠糖尿病肾病和肾组织纤维化的影响至少有一部分是通过调控miR-200a/miR-141对Tgfβ2和Fibronectin等促纤维化基因的基因沉默而实现的。