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第一部分过氧化氢诱导肾小管上皮细胞内质网应激模型的建立目的:过氧化氢(H2O2)刺激人肾小管上皮细胞(HK-2细胞系)构建内质网应激体外模型,检测肝再生增强因子(augmenter of liver regeneration,ALR)在内质网应激过程中的表达。方法:用不同浓度的过氧化氢(100μM,200μM或400μM)处理HK-2细胞6h、12h或24h,检测细胞活力以筛选最适处理条件。流式细胞仪检测细胞活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平。Western blot检测ALR在H2O2处理细胞3h、6h、12h、24h和48h后的蛋白表达水平。Western blot检测内质网应激标志蛋白GRP78(glucose-regulated protein 78)在200μM H2O2处理细胞12h的蛋白表达水平。结果:H2O2对HK-2细胞存活率的抑制呈浓度依赖性。肾小管上皮细胞中ROS随着H2O2处理时间延长而逐渐增多。ALR的蛋白表达水平随处理时间延长逐渐升高,在12h达到最高水平,随后逐渐下降。200μM H2O2处理细胞12h后发现,处理组的GRP78蛋白表达水平较未处理组显著升高(P<0.05)。结论:1.成功构建过氧化氢诱导的肾小管上皮细胞内质网应激的体外模型。2.ALR参与了过氧化氢诱导的HK-2细胞内质网应激过程,其蛋白表达水平随诱导时间延长而逐渐升高,在12h达到最高水平,随后逐渐下降。第二部分过表达肝再生增强因子在肾小管上皮细胞内质网应激中的作用研究目的:建立稳定过表达ALR的肾小管上皮细胞株;研究过表达ALR对过氧化氢刺激诱导的内质网应激的影响。方法:慢病毒转染细胞构建稳定过表达ALR的肾小管上皮细胞株,将实验分为ALR过表达组(ALR-OE组)和空载病毒组(Vector组)。荧光显微镜观察HK-2细胞中GFP的表达。PCR检测ALR的mR NA表达水平。Western blot验证ALR的蛋白表达水平。激光共聚焦显微镜观察ALR的亚细胞定位。提取内质网蛋白和线粒体蛋白验证ALR的蛋白表达与分布。通过CCK-8检测细胞活力,流式细胞仪检测细胞ROS水平和细胞凋亡水平。透射电镜观察细胞内质网的形态变化。结果:HK-2细胞转染慢病毒4天后可见明显GFP荧光表达,ALR-OE组ALR的mR NA表达水平和蛋白表达水平均显著高于Vector组(P<0.05)。共聚焦结果显示ALR的荧光信号与内质网的荧光信号高度重叠;ALR在内质网蛋白中有表达并且ALR-OE组的ALR蛋白表达水平显著高于Vector组(P<0.05)。200μM过氧化氢刺激HK-2细胞6h、12h和24h后,ALR-OE组的细胞生存率显著高于Vector组(P<0.05)、ALR-OE组细胞ROS水平显著低于Vector组(P<0.05)、ALR-OE组细胞凋亡水平显著低于于Vector组(P<0.05)。ALR-OE组的内质网形态改变与Vector组相比改变较轻。结论:1.成功构建稳定过表达ALR的人肾小管上皮细胞株。2.ALR在HK-2细胞内质网中有表达,并能减轻过氧化氢诱导的内质网形态改变。3.过表达ALR能够抑制过氧化氢诱导的HK-2细胞凋亡。第三部分过表达肝再生增强因子在肾小管上皮细胞内质网应激中的作用机制研究目的:探讨ALR在HK-2细胞内质网应激通路和内质网应激钙离子稳态中的作用机制。方法:将实验分为ALR过表达组(ALR-OE组)和空载病毒组(Vector组),200μM过氧化氢刺激HK-2细胞12h后,Western blot检测内质网应激相关蛋白GRP78、p-PERK、PERK、p-eIF2α、eIF2α和CHOP的蛋白表达以及凋亡相关蛋白Bcl-2、Bax蛋白和Caspase-3的表达。运用Rhod 2-AM钙离子探针检测HK-2细胞钙离子动力学,使用荧光显微镜和多功能酶标仪动态检测钙离子荧光强度的变化。结果:200μM过氧化氢刺激HK-2细胞12h后,ALR-OE组GRP78、磷酸化PERK、磷酸化eIF2α和CHOP的蛋白表达水平相较Vector组显著降低(P<0.05)。ALR-OE组Bax蛋白表达水平显著低于Vector组(P<0.05);ALR-OE组Bcl-2蛋白表达水平显著高于Vector组(P<0.05)。ALR-OE组cleaved Caspase-3蛋白表达水平显著低于Vector组(P<0.05)。ALR-OE组钙离子荧光强度的增加量显著低于Vector组(P<0.05)。结论:1.过表达ALR可能通过抑制PERK/CHOP通路减轻HK-2细胞凋亡。2.过表达ALR可以减少钙离子由内质网向线粒体移动从而维持内质网钙离子稳态。