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目的:观察通络益肾方全方及其不同组分(滋阴温阳组、解毒通络组)含药血清对高糖培养下不同时间点小鼠肾小球足细胞线粒体及自噬体结构、相关调控蛋白(SIRT1、BNIP3、NLRP3)和mRNA表达的影响,从线粒体自噬角度进行研究,探讨通络益肾方及其不同组分对糖尿病肾病足细胞损伤的保护作用。
方法:将体外培养的永生化小鼠肾小球足细胞随机分为6组:正常组(NG组):5.6mmol/Lglucose+10%正常大鼠血清;高糖组(HG组):30mmol/Lglucose+10%正常大鼠血清;通络益肾方组(TLYS组):30mmol/Lglucose+10%通络益肾方含药血清;滋阴温阳组(ZYWY组):30mmol/Lglucose+10%滋阴温阳含药血清;解毒通络组(JDTL组):30mmol/Lglucose+10%解毒通络含药血清;高渗组(MG)5.6mmol/Lglucose+24.5mmol/Lmannitol+10%正常大鼠血清;各组细胞在37℃,5%CO2条件下干预24h、48h、72h,收集细胞,采用透射电镜观察足细胞线粒体及自噬体结构;AnnexinV-FITC/PI双染检测足细胞凋亡率;Westernblot检测SIRT1、BNIP3、NLRP3蛋白表达;RT-PCR检测SIRT1、BNIP3及NLRP3基因表达;ELISA法检测炎症因子IL-1β和IL-18含量。
结果:
1透射电镜结果显示:NG、MG组足细胞结构、形态完整,线粒体呈圆形、椭圆形,形态饱满,线粒体嵴结构完整排列整齐。HG组足细胞24h时即出现线粒体损伤,随着高糖培养时间的延长,足细胞线粒体损伤持续加重。TLYS组、ZYWY组与JDTL组线粒体损伤程度均减轻,TLYS组线粒体损伤程度最轻。
2AnnexinV-FITC/PI双染结果显示:HG组各个时间点足细胞细胞凋亡率均高于同时间点NG组与MG组,且随着作用时间的延长,凋亡率呈现升高趋势(P<0.01)。TLYS组、ZYWY组和JDTL组细胞凋亡率均较同时间点HG组低(P<0.05或P<0.01)。与TLYS组比较,ZYWY组和JDTL组凋亡率升高(P<0.01)。提示高糖可诱导足细胞凋亡,TLYS组、ZYWY组和JDTL组均可抑制高糖诱导的足细胞凋亡,但ZYWY组和JDTL组抑制凋亡效果不及TLYS组。
3Westernblot结果显示:①SIRT1蛋白表达:与同时间点NG组比较,HG组各时间点表达均明显降低(P<0.01);与同时间点HG组比较:TLYS、ZYWY组各时间点表达均显著升高(P<0.01);JDTL组24h、48h表达均明显升高(P<0.01或P<0.05)。与同时间点TLYS组比较,ZYWY组72h表达明显下降(P<0.01或P<0.05);JDTL组24h、48h、72h表达均明显降低(P<0.01或P<0.05);与同时间点ZYWY组比较,JDTL组24h、48h、72h表达均明显降低(P<0.01或P<0.05)。②BNIP3蛋白表达:与同时间点NG组比较,HG组各时间点表达均明显升高(P<0.01)。与同时间点HG组比较:TLYS组各时间点表达均显著降低(P<0.01);ZYWY组各时间
点显著降低(P<0.01或P<0.05)。与同时间点TLYS组比较,ZYWY组24h表达明显升高(P<0.05);JDTL组各时间点表达明显升高(P<0.01或P<0.05)。与同时间点ZYWY组比较,JDTL组各时间点表达均明显升高(P<0.01或P<0.05)。③NLRP3蛋白表达:与同时间点HG组比较:TLYS、JDTL组各时间点表达均显著降低(P<0.01);ZYWY组48h、72h显著降低(P<0.05)。与同时间点TLYS组比较:ZYWY组各时间点表达明显升高(P<0.01或P<0.05);JDTL组24h、48h表达明显升高(P<0.01);与同时间点ZYWY组比较,JDTL组各时间点表达均明显降低(P<0.01或P<0.05)。
4RT-PCR结果显示:①SIRT1mRNA表达:HG组呈现时间依赖性递减,72h最低。与同时间点NG组比较,HG组各时间点表达均明显降低(P<0.01)。与同时间点HG组比较:TLYS组各时间点表达均显著升高(P<0.01);ZYWY组各时间点表达显著升高(P<0.01或P<0.05);JDTL组24h、72h表达均明显升高(P<0.01或P<0.05)。与同时间点JDTL组比较,ZYWY组各时间点表达均明显升高(P<0.01或P<0.05)。②BNIP3mRNA表达:HG组呈现时间依赖性递增,至72h最高。与同时间点NG组比较,HG组各时间点表达均明显升高(P<0.01)。与同时间点HG组比较:TLYS、ZYWY组各时间点表达均显著降低(P<0.01);JDTL组24h、48h表达均明显降低(P<0.01或P<0.05)。与同时间点TLYS组比较,JDTL组各时间点表达均明显升高(P<0.01)。与同时间点JDTL组比较,ZYWY组各时间点表达均明显降低(P<0.01或P<0.05)。③NLRP3mRNA表达:HG组自24h呈现时间依赖性递增,至72h最高。与同时间点NG组比较,HG组各时间点表达均明显升高(P<0.01)。与同时间点HG组比较:TLYS组各时间点表达均显著降低(P<0.01),ZYWY组72h表达显著降低(P<0.01);JDTL组各时间点表达均明显降低(P<0.01)。与同时间点TLYS组比较,ZYWY组各时间点表达均显著升高(P<0.01或P<0.05)。与同时间点ZYWY组比较,JDTL组各时间点表达均明显降低(P<0.01或P<0.05)。
5ELISA法显示:①IL-1β表达比较:HG组自24h呈现时间依赖性递增,至72h最高。与同时间点NG组比较,HG组各时间点表达均明显升高(P<0.01)。与同时间点HG组比较,TLYS、JDTL组各时间点表达均显著降低(P<0.01)。与同时间点TLYS组比较,ZYWY组各时间点表达均显著升高(P<0.01或P<0.05);与同时间点ZYWY组比较,JDTL组各时间点表达均明显降低(P<0.01或P<0.05)。②IL-18表达比较:HG组自24h呈现时间依赖性递增,至72h最高。与同时间点NG组比较,HG组各时间点表达均明显升高(P<0.01)。与同时间点HG组比较,TLYS、JDTL组各时间点表达均明显降低(P<0.01)。与同时间点TLYS组比较,ZYWY组各时间点表达均显著升高(P<0.01或P<0.05)。与同时间点ZYWY组比较,JDTL组各时间点表达均明显降低(P<0.01或P<0.05)。
结论:高糖环境下足细胞线粒体损伤、足细胞凋亡呈时间依赖性加重;通络益肾方可能通过上调SIRT1和下调BNIP3、NLRP3蛋白及mRNA的表达,促进足细胞自噬,抑制足细胞凋亡而发挥肾保护作用。其拆方滋阴温阳方可通过增强线粒体自噬,抑制足细胞凋亡;解毒通络方可通过抑制炎症因子表达,抑制足细胞凋亡。合方作用大于拆方作用。
方法:将体外培养的永生化小鼠肾小球足细胞随机分为6组:正常组(NG组):5.6mmol/Lglucose+10%正常大鼠血清;高糖组(HG组):30mmol/Lglucose+10%正常大鼠血清;通络益肾方组(TLYS组):30mmol/Lglucose+10%通络益肾方含药血清;滋阴温阳组(ZYWY组):30mmol/Lglucose+10%滋阴温阳含药血清;解毒通络组(JDTL组):30mmol/Lglucose+10%解毒通络含药血清;高渗组(MG)5.6mmol/Lglucose+24.5mmol/Lmannitol+10%正常大鼠血清;各组细胞在37℃,5%CO2条件下干预24h、48h、72h,收集细胞,采用透射电镜观察足细胞线粒体及自噬体结构;AnnexinV-FITC/PI双染检测足细胞凋亡率;Westernblot检测SIRT1、BNIP3、NLRP3蛋白表达;RT-PCR检测SIRT1、BNIP3及NLRP3基因表达;ELISA法检测炎症因子IL-1β和IL-18含量。
结果:
1透射电镜结果显示:NG、MG组足细胞结构、形态完整,线粒体呈圆形、椭圆形,形态饱满,线粒体嵴结构完整排列整齐。HG组足细胞24h时即出现线粒体损伤,随着高糖培养时间的延长,足细胞线粒体损伤持续加重。TLYS组、ZYWY组与JDTL组线粒体损伤程度均减轻,TLYS组线粒体损伤程度最轻。
2AnnexinV-FITC/PI双染结果显示:HG组各个时间点足细胞细胞凋亡率均高于同时间点NG组与MG组,且随着作用时间的延长,凋亡率呈现升高趋势(P<0.01)。TLYS组、ZYWY组和JDTL组细胞凋亡率均较同时间点HG组低(P<0.05或P<0.01)。与TLYS组比较,ZYWY组和JDTL组凋亡率升高(P<0.01)。提示高糖可诱导足细胞凋亡,TLYS组、ZYWY组和JDTL组均可抑制高糖诱导的足细胞凋亡,但ZYWY组和JDTL组抑制凋亡效果不及TLYS组。
3Westernblot结果显示:①SIRT1蛋白表达:与同时间点NG组比较,HG组各时间点表达均明显降低(P<0.01);与同时间点HG组比较:TLYS、ZYWY组各时间点表达均显著升高(P<0.01);JDTL组24h、48h表达均明显升高(P<0.01或P<0.05)。与同时间点TLYS组比较,ZYWY组72h表达明显下降(P<0.01或P<0.05);JDTL组24h、48h、72h表达均明显降低(P<0.01或P<0.05);与同时间点ZYWY组比较,JDTL组24h、48h、72h表达均明显降低(P<0.01或P<0.05)。②BNIP3蛋白表达:与同时间点NG组比较,HG组各时间点表达均明显升高(P<0.01)。与同时间点HG组比较:TLYS组各时间点表达均显著降低(P<0.01);ZYWY组各时间
点显著降低(P<0.01或P<0.05)。与同时间点TLYS组比较,ZYWY组24h表达明显升高(P<0.05);JDTL组各时间点表达明显升高(P<0.01或P<0.05)。与同时间点ZYWY组比较,JDTL组各时间点表达均明显升高(P<0.01或P<0.05)。③NLRP3蛋白表达:与同时间点HG组比较:TLYS、JDTL组各时间点表达均显著降低(P<0.01);ZYWY组48h、72h显著降低(P<0.05)。与同时间点TLYS组比较:ZYWY组各时间点表达明显升高(P<0.01或P<0.05);JDTL组24h、48h表达明显升高(P<0.01);与同时间点ZYWY组比较,JDTL组各时间点表达均明显降低(P<0.01或P<0.05)。
4RT-PCR结果显示:①SIRT1mRNA表达:HG组呈现时间依赖性递减,72h最低。与同时间点NG组比较,HG组各时间点表达均明显降低(P<0.01)。与同时间点HG组比较:TLYS组各时间点表达均显著升高(P<0.01);ZYWY组各时间点表达显著升高(P<0.01或P<0.05);JDTL组24h、72h表达均明显升高(P<0.01或P<0.05)。与同时间点JDTL组比较,ZYWY组各时间点表达均明显升高(P<0.01或P<0.05)。②BNIP3mRNA表达:HG组呈现时间依赖性递增,至72h最高。与同时间点NG组比较,HG组各时间点表达均明显升高(P<0.01)。与同时间点HG组比较:TLYS、ZYWY组各时间点表达均显著降低(P<0.01);JDTL组24h、48h表达均明显降低(P<0.01或P<0.05)。与同时间点TLYS组比较,JDTL组各时间点表达均明显升高(P<0.01)。与同时间点JDTL组比较,ZYWY组各时间点表达均明显降低(P<0.01或P<0.05)。③NLRP3mRNA表达:HG组自24h呈现时间依赖性递增,至72h最高。与同时间点NG组比较,HG组各时间点表达均明显升高(P<0.01)。与同时间点HG组比较:TLYS组各时间点表达均显著降低(P<0.01),ZYWY组72h表达显著降低(P<0.01);JDTL组各时间点表达均明显降低(P<0.01)。与同时间点TLYS组比较,ZYWY组各时间点表达均显著升高(P<0.01或P<0.05)。与同时间点ZYWY组比较,JDTL组各时间点表达均明显降低(P<0.01或P<0.05)。
5ELISA法显示:①IL-1β表达比较:HG组自24h呈现时间依赖性递增,至72h最高。与同时间点NG组比较,HG组各时间点表达均明显升高(P<0.01)。与同时间点HG组比较,TLYS、JDTL组各时间点表达均显著降低(P<0.01)。与同时间点TLYS组比较,ZYWY组各时间点表达均显著升高(P<0.01或P<0.05);与同时间点ZYWY组比较,JDTL组各时间点表达均明显降低(P<0.01或P<0.05)。②IL-18表达比较:HG组自24h呈现时间依赖性递增,至72h最高。与同时间点NG组比较,HG组各时间点表达均明显升高(P<0.01)。与同时间点HG组比较,TLYS、JDTL组各时间点表达均明显降低(P<0.01)。与同时间点TLYS组比较,ZYWY组各时间点表达均显著升高(P<0.01或P<0.05)。与同时间点ZYWY组比较,JDTL组各时间点表达均明显降低(P<0.01或P<0.05)。
结论:高糖环境下足细胞线粒体损伤、足细胞凋亡呈时间依赖性加重;通络益肾方可能通过上调SIRT1和下调BNIP3、NLRP3蛋白及mRNA的表达,促进足细胞自噬,抑制足细胞凋亡而发挥肾保护作用。其拆方滋阴温阳方可通过增强线粒体自噬,抑制足细胞凋亡;解毒通络方可通过抑制炎症因子表达,抑制足细胞凋亡。合方作用大于拆方作用。