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目的:组蛋白去乙酰化酶5(histone deacetylase5,HDAC5)是Ⅱa类组蛋白去乙酰化酶家族成员之一,参与了肿瘤、代谢性疾病、心脏病等疾病的发病与进展。有相关报道指出HDAC5在糖尿病老鼠模型和糖尿病人肾脏中的表达是升高的。然而,HDAC5是否介导糖尿病肾小管上皮细胞转分化及相关机制尚无相关报道。因此本研究旨在探究HDAC5对糖尿病肾小管上皮细胞转分化的影响。方法:1.Western blot及免疫组织化学方法检测STZ诱导的糖尿病小鼠肾脏中HDAC5的表达将C57BL/6J小鼠随机分为两组,一组为链脲佐菌素(streptozocin,STZ)诱导糖尿病组,一组为正常对照组,造模成功后,分批饲养2个月、4个月和6个月,Western blot和免疫组化检测肾皮质HDAC5表达,免疫组化检测小鼠肾脏TGF-β1的表达。2.Western blot、q PCR及免疫荧光检测高糖对HK-2细胞中HDAC5表达的影响将人肾小管上皮细胞HK-2随机分为2组:正常糖组和高糖组,正常糖组用约含12 mmol/L糖的培养基培养,高糖组用约含40 mmol/L糖的培养基培养,培养48 h,Western blot、q PCR及免疫荧光检测HDAC5的表达。3.Western blot、q PCR和免疫荧光检测敲低HDAC5对HK-2细胞TGF-β1及细胞外基质表达的影响分别在正常糖和高糖条件下,转染空载质粒和HDAC5敲低质粒,Western blot和免疫荧光检测TGF-β1、α-SMA和E-cadherin的表达;q PCR检测Col 1、Col 3及FN m RNA的表达。为明确TGF-β1在HDAC5诱导的HK-2细胞转分化中的作用,高糖培养的HK-2细胞分为以下几组:空载质粒转染组、HDAC5敲低质粒转染组和HDAC5敲低质粒转染+TGF-β1处理组(24 h和48 h)。转染48h后,Western blot检测HDAC5和α-SMA的表达。结果:1.STZ诱导的糖尿病小鼠肾脏中HDAC5的表达上调Western blot结果表明:STZ诱导的糖尿病小鼠肾皮质中HDAC5的表达上调,其表达量为正常小鼠的2.58倍(P<0.05)。免疫组织化学染色结果表明:HDAC5在肾小球、肾小管上皮细胞以及肾间质中均有表达,肾小管上皮细胞内为细胞质着色,与正常小鼠相比,糖尿病小鼠肾小管上皮细胞中HDAC5的表达明显增多(P<0.05)。2.高糖上调HK-2细胞HDAC5的表达Western blot结果表明:高糖培养HK-2细胞48 h,HDAC5的表达较正常糖组升高了44.80%(P<0.05)。q PCR结果表明:高糖组HDAC5m RNA表达上调,其水平为正常糖组的31.17倍(P<0.05)。细胞免疫荧光结果表明:HDAC5主要定位在细胞质,高糖组HDAC5的表达显著高于正常糖组。3.HDAC5通过TGF-β1调节HK-2细胞α-SMA和细胞外基质的表达1)Western blot结果表明:在正常糖培养的HK-2细胞中敲低HDAC5,与空载质粒组相比,HDAC5的表达下降了44.10%(P<0.05),TGF-β1和α-SMA的表达分别下调了58.57%和47.77%(P<0.05)。在高糖培养的HK-2细胞中敲低HDAC5,与空载质粒组相比,HDAC5的表达下调了41.02%(P<0.05),TGF-β1和α-SMA的表达分别下调了42.37%和59.95%(P<0.05)。免疫荧光结果进一步证实:在高糖培养的HK-2细胞中敲低HDAC5,TGF-β1和α-SMA的荧光强度均降低。q PCR结果表明:在高糖培养的HK-2细胞中敲低HDAC5,Col 1、Col 3和FN m RNA表达降低,其表达量分别为空载质粒组的65.66%、25.72%和67.18%(P<0.05)。2)Western blot结果表明:高糖条件下转染HADC5敲低质粒加TGF-β1刺激48 h组与单纯HDAC5敲低质粒组相比,α-SMA的表达上调,其表达量为单纯HDAC5敲低质粒组的2.08倍(P<0.05)。有趣的是,TGF-β1刺激也引起了单纯HDAC5敲低质粒组HDAC5表达的升高。结论:1.糖尿病小鼠肾脏和体外高糖培养的HK-2细胞HDAC5表达上调,提示其可能介导了糖尿病肾小管上皮细胞的病变。2.高糖刺激HK-2细胞上调HDAC5,可能通过TGF-β1信号通路引起肾小管上皮细胞的转分化,从而导致细胞外基质增多。