富含半胱氨酸蛋白61对肾纤维化及肾成纤维细胞的作用及机制研究

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目的 富含胱氨酸蛋白61(cysteine-rich protein 61,Cyr61)是一种富含半胱氨酸的具备肝素联结活性的分泌蛋白,主要调理细胞外基质生成、细胞增生、分化、凋亡等重要的生物进程。缺血再灌注性急性肾损伤(IR-AKI)所致的肾纤维化中,肾间质成纤维细胞的异样激活发挥重要作用,而已有研究显示Cyr61在肾组织缺血早期高表达。因此,我们检测IR-AKI后肾纤维化及肾成纤维细胞中Cyr61的表达量,并探究Cyr61对肾成纤维细胞的影响及相关机制。方法 (1)制备IR-AKI后肾纤维化的大鼠模型,采用生化检测和组织病理切片Masson染色方法评估大鼠肾功能及纤维化,Western蛋白印迹试验半定量分析Cyr61蛋白表达变化。(2)利用生物信息学分析缺血再灌注肾脏活化的成纤维细胞中Cyr61的表达情况。(3)TGF-β1(梯度浓度0、0.5、1、2、5μg/L)诱导激活正常大鼠肾脏成纤维细胞株(NRK-49F细胞)48 h,CCK8方法检测细胞增殖活性,Western蛋白印迹试验半定量分析Cyr61蛋白水平。(4)质粒转染NRK-49F细胞,分为:空白组、对照组(空载质粒组)、Cyr61+组/Cyr61--组(过表达Cyr61质粒组/低表达Cyr61质粒组)。NRK-49F细胞被过表达Cyr61质粒转染24h、48h、72h后,采用CCK8试验测定细胞增生能力。(5)5μg/L TGF-β1刺激及质粒转染细胞48h,将细胞分为:对照组、活化组、Cyr61+组/Cyr61--组、Cyr61+活化组/Cyr61--活化组。通过CCK8试验测定细胞增殖活性,通过流式细胞检测法分类细胞周期,通过PCR试验分析Cyr61、纤维化相关因子(胶原蛋白Col1α1与Col3α1、基质金属蛋白酶MMP9与MMP13)以及衰老信号途径(p53/p21途径与p16/Rb1途径)相关因子的基因转录情况,通过Western蛋白印迹试验半定量分析Cyr61、Col3、MMP9蛋白的变化。结果 (1)在IR-AKI后肾脏纤维化过程中,胶原纤维在AKI后1W肾脏中表达最明显,而Cyr61蛋白此时处于最低水平(P<0.05);(2)生物信息学基因芯片数据分析显示Cyr61在缺血再灌注后3天肾成纤维细胞中表达降低(P<0.05)。(3)与对照组相比,TGF-β1梯度浓度活化的NRK-49F细胞的增殖活性均增加,而Cyr61蛋白水平于1μg/L组降低,5μg/L组升高(P<0.05);(4)对比对照组,过表达Cyr61质粒转染24h、48h、72h后细胞的增殖能力均降低,且呈时间依赖性;(5)Cyr61能降低NRK-49F细胞胶原纤维Col1α1 mRNA、Col3α1 mRNA的转录,降低Col3蛋白的水平,同时Cyr61能增加基质金属蛋白酶MMP9 mRNA、MMP13 mRNA的转录,提高MMP9蛋白的表达水平;(6)Cyr61可以抑制NRK-49F细胞的增生能力,促进细胞留滞于G1期,促进细胞衰老途径相关因子p53、p21和Rb的转录。结论 Cyr61不仅可以抑制体外实验中成纤维细胞的纤维化细胞表型,还可能通过p53/p21/Rb相关的细胞衰老信号途径,促进肾成纤维细胞留滞于G1细胞周期、抑制细胞增生能力,进而影响IR-AKI后肾纤维化的过程。
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