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目的:
糖尿病肾病(DN)是糖尿病的主要并发症之一,最终会导致终末期肾病,并且是造成1型糖尿病患者死亡的最主要原因。大量研究表明TGF-β-Smad2/3通路在DN的发生发展中起着重要的作用,TGF-β与受体结合后,可以激活Smad2/3产生活性,两者结合形成复合物转运至核内,调控相关蛋白的表达,随后引起肾小管细胞外基质蛋白堆积(ECM),进一步诱导上皮细胞间充质转化(EMT),这也是导致肾脏纤维化的主要因素。P53属于最早发现的,具有肿瘤抑制功能的蛋白之一,活化的P53会导致肾脏细胞凋亡,有学者的研究显示p53是一种能够与Smad2/3结合从而调节TGF-β/Smad2/3通路的关键激酶,此外,越来越多的证据表明,活化的AKT通过负调控p53的活性发挥生物学功能。许多研究已表明,成纤维细胞生长因子(FGF-21)在控制体内代谢方面有着显著的作用,可调节多个器官的脂代谢和糖代谢,包括肾脏、肝脏、心脏等。本课题组的一些前期研究也证实FGF21可以通过改善肾脏纤维化起到肾脏保护作用,但是尚不明确FGF21通过哪一环节改善肾脏纤维化。已有数据表明FGF21可以显著抑制P53蛋白的活性,并且AKT是FGF21的经典下游靶标。但是FGF21能否通过调控P53发挥肾脏保护作用还需要进一步的探索。
所以,本文将建立1型糖尿病小鼠肾病模型,考察FGF21是否通过干预TGF-β-Smad2/3途径改善1型糖尿病小鼠肾脏纤维化;FGF21发挥预防1型糖尿病肾脏纤维化作用是否是通过负调控肾脏中的P53活性;1型糖尿病小鼠肾脏中P53能否与Smad2/3相互作用,FGF21能否对相互作用产生影响;FGF21是否通过调控P53活性发挥生物学效应;FGF21是否通过AKT调控P53的活性,从而发挥生物学效应。为找到防治1型糖尿病肾脏纤维化的新的分子靶点提供可靠的科学依据。
方法:
利用C57BL/6J小鼠建立1型糖尿病动物模型,血糖保持稳定后,FGF21和/或P53抑制剂(PF-α)干预4个月;FGF21和/或AKT抑制剂(10-DEBC)干预4个月。免疫印迹法检测对照组、糖尿病小鼠组、糖尿病小鼠FGF21处理组、糖尿病PF-α处理组、糖尿病小鼠FGF21和PF-α共同处理组、糖尿病10-DEBC处理组、糖尿病小鼠FGF21和10-DEBC共同处理组小鼠肾脏中P53、TGF-β/Smad2/3通路相关指标、EMT、ECM、纤维化相关指标和MDM2的表达变化。IP法检测对照组、糖尿病小鼠组、糖尿病小鼠FGF21处理组、糖尿病PF-α处理组、糖尿病小鼠FGF21和PF-α共同处理组、糖尿病10-DEBC处理组、糖尿病小鼠FGF21和10-DEBC共同处理组肾脏组织中P53和Smad2/3的相互作用。考察FGF21对糖尿病小鼠肾脏TGF-β/Smad2/3活性的调控作用;考察FGF21对糖尿病小鼠肾脏P53活性、P53与Smad2/3相互作用的调控,探索FGF21通过何种媒介调控P53与Smad2/3相互作用的原因;以及探索P53和AKT在FGF21发挥预防肾脏纤维化中的作用。
结果:
我们发现FGF21干预后不能直接抑制肾脏中TGF-β的表达、Smad2/3的活化,但是可以减少P53的磷酸化和p-P53与p-Smad2/3的结合量,FGF21干预后EMT、纤维化、ECM指标均有不同程度的降低。P53抑制剂(PF-α)组中FGF21不能进一步降低上述指标的变化,表明FGF21通过抑制P53磷酸化降低P53与Smad2/3的相互作用,以此发挥肾脏保护作用。FGF21通过增加AKT介导的MDM2磷酸化水平抑制肾脏中P53的磷酸化。单纯10-DEBC处理后肾脏EMT及糖尿病诱导的肾脏纤维化加重。FGF21和10-DEBC共同处理后,不能进一步抑制P53的磷酸化和改善糖尿病诱导的EMT及随后的肾脏纤维化。表明AKT在FGF21改善肾脏纤维化中扮演着重要角色。
结论:
FGF21通过激活AKT负调控TGF-β/p53/Smad2/3介导的EMT,从而抑制糖尿病肾脏纤维化。
糖尿病肾病(DN)是糖尿病的主要并发症之一,最终会导致终末期肾病,并且是造成1型糖尿病患者死亡的最主要原因。大量研究表明TGF-β-Smad2/3通路在DN的发生发展中起着重要的作用,TGF-β与受体结合后,可以激活Smad2/3产生活性,两者结合形成复合物转运至核内,调控相关蛋白的表达,随后引起肾小管细胞外基质蛋白堆积(ECM),进一步诱导上皮细胞间充质转化(EMT),这也是导致肾脏纤维化的主要因素。P53属于最早发现的,具有肿瘤抑制功能的蛋白之一,活化的P53会导致肾脏细胞凋亡,有学者的研究显示p53是一种能够与Smad2/3结合从而调节TGF-β/Smad2/3通路的关键激酶,此外,越来越多的证据表明,活化的AKT通过负调控p53的活性发挥生物学功能。许多研究已表明,成纤维细胞生长因子(FGF-21)在控制体内代谢方面有着显著的作用,可调节多个器官的脂代谢和糖代谢,包括肾脏、肝脏、心脏等。本课题组的一些前期研究也证实FGF21可以通过改善肾脏纤维化起到肾脏保护作用,但是尚不明确FGF21通过哪一环节改善肾脏纤维化。已有数据表明FGF21可以显著抑制P53蛋白的活性,并且AKT是FGF21的经典下游靶标。但是FGF21能否通过调控P53发挥肾脏保护作用还需要进一步的探索。
所以,本文将建立1型糖尿病小鼠肾病模型,考察FGF21是否通过干预TGF-β-Smad2/3途径改善1型糖尿病小鼠肾脏纤维化;FGF21发挥预防1型糖尿病肾脏纤维化作用是否是通过负调控肾脏中的P53活性;1型糖尿病小鼠肾脏中P53能否与Smad2/3相互作用,FGF21能否对相互作用产生影响;FGF21是否通过调控P53活性发挥生物学效应;FGF21是否通过AKT调控P53的活性,从而发挥生物学效应。为找到防治1型糖尿病肾脏纤维化的新的分子靶点提供可靠的科学依据。
方法:
利用C57BL/6J小鼠建立1型糖尿病动物模型,血糖保持稳定后,FGF21和/或P53抑制剂(PF-α)干预4个月;FGF21和/或AKT抑制剂(10-DEBC)干预4个月。免疫印迹法检测对照组、糖尿病小鼠组、糖尿病小鼠FGF21处理组、糖尿病PF-α处理组、糖尿病小鼠FGF21和PF-α共同处理组、糖尿病10-DEBC处理组、糖尿病小鼠FGF21和10-DEBC共同处理组小鼠肾脏中P53、TGF-β/Smad2/3通路相关指标、EMT、ECM、纤维化相关指标和MDM2的表达变化。IP法检测对照组、糖尿病小鼠组、糖尿病小鼠FGF21处理组、糖尿病PF-α处理组、糖尿病小鼠FGF21和PF-α共同处理组、糖尿病10-DEBC处理组、糖尿病小鼠FGF21和10-DEBC共同处理组肾脏组织中P53和Smad2/3的相互作用。考察FGF21对糖尿病小鼠肾脏TGF-β/Smad2/3活性的调控作用;考察FGF21对糖尿病小鼠肾脏P53活性、P53与Smad2/3相互作用的调控,探索FGF21通过何种媒介调控P53与Smad2/3相互作用的原因;以及探索P53和AKT在FGF21发挥预防肾脏纤维化中的作用。
结果:
我们发现FGF21干预后不能直接抑制肾脏中TGF-β的表达、Smad2/3的活化,但是可以减少P53的磷酸化和p-P53与p-Smad2/3的结合量,FGF21干预后EMT、纤维化、ECM指标均有不同程度的降低。P53抑制剂(PF-α)组中FGF21不能进一步降低上述指标的变化,表明FGF21通过抑制P53磷酸化降低P53与Smad2/3的相互作用,以此发挥肾脏保护作用。FGF21通过增加AKT介导的MDM2磷酸化水平抑制肾脏中P53的磷酸化。单纯10-DEBC处理后肾脏EMT及糖尿病诱导的肾脏纤维化加重。FGF21和10-DEBC共同处理后,不能进一步抑制P53的磷酸化和改善糖尿病诱导的EMT及随后的肾脏纤维化。表明AKT在FGF21改善肾脏纤维化中扮演着重要角色。
结论:
FGF21通过激活AKT负调控TGF-β/p53/Smad2/3介导的EMT,从而抑制糖尿病肾脏纤维化。