论文部分内容阅读
目的:1.探究异甘草素(Isoliqueritigenin,ISL)对糖尿病肾病(diabetic kidney disease,DKD)的保护作用。2.探究ISL缓解DKD的潜在机制,为DKD防治提供依据。方法:(一)体内实验1.建立Ⅱ型糖尿病小鼠模型:将48只4周龄雄性C57BL/6J小鼠随机分为对照组(n=16)和模型组(n=32)。对照组给予低脂对照饲料,模型组给予高脂饲料喂养;喂养六周形成胰岛素抵抗后,连续两天腹腔注射STZ(80mg/kg);于注射STZ三天和十天后,测量小鼠的空腹血糖(Fasting blood glucose,FBG)≥11.1mmol/L则认为Ⅱ型糖尿病模型造模成功。2.将对照组的小鼠随机分为正常对照组(n=8)和高剂量ISL对照组(n=8),继续低脂喂养;将造模成功的27只糖尿病小鼠随机分为DKD组(n=9)、糖尿病低剂量ISL组(n=9)和糖尿病高剂量ISL组(n=9),继续高脂喂养。高剂量ISL为30mg/kg,低剂量ISL为10mg/kg腹腔注射给药,每日一次,连续10周;正常对照组和高剂量ISL对照组在相同周期内腹腔注射给予等量生理盐水。期间检测血糖和体重数据,处死前一周内留取随机尿标本和24小时尿标本。3.ISL治疗结束,处死小鼠,留取血清样本检测血肌酐和尿素氮;留取肾脏组织标本,部分固定石蜡包埋切片,部分通过透射电镜观察超微结构,部分用于检测其他指标。4.HE、PAS和MASSON染色观察肾脏病理变化,TUNEL荧光染色检测肾脏组织凋亡。5.检测各组小鼠新鲜肾脏组织匀浆的氧化应激相关指标[微量丙二醛(malondialdehyde,MDA)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、微量还原型谷胱甘肽(glutathione,GSH)和过氧化氢酶(catalase,CAT)]的变化。6.通过免疫组织化学染色、实时荧光定量PCR和Western Blot检测各组小鼠肾脏组织焦亡相关指标(NLRP3、ASC、IL-1β、IL-18)的水平,凋亡相关指标(Bcl2、Bax、Cleaved-Caspase3)的表达的变化;实时荧光定量PCR和Western Blot检测上皮间质转化(Epithelial-Mesenchymal Transition,EMT)相关指标(E-cadherin、N-cadherin、Snail、Vinmentin、Twist1)的表达量。7.免疫组织化学染色、实时荧光定量PCR检测NF-κB的表达水平,Western Blot检测NF-κB信号通路蛋白(NF-κB、TLR4和p-IκB/IκB)的表达量。(二)体外实验1.用不同浓度的ISL(0、2.5、5、10、20、40、80、100μmol/L)处理NRK-52E细胞,确定ISL作用于NRK-52E细胞的最适浓度。2.将NRK-52E细胞分组:Control组、高糖(high glucose,HG)组、ISL组(20μmol/L)。乳酸脱氢酶实验检测细胞损伤;检测氧化应激指标ROS、SOD、GSH、CAT;通过检测线粒体膜电位变化、细胞内钙离子水平、流式细胞术AnnexinⅤ和PI双染检测凋亡;通过实时荧光定量PCR和Western Blot检测各组细胞焦亡、EMT、凋亡和NF-κB信号通路相关指标的表达。结果:(一)体内实验结果1.在体内实验中结果显示,DKD组小鼠相对于对照组,出现了糖尿病典型的症状:多饮多食多尿,体重减轻;ISL治疗可以改善这些症状。2.血液尿液标本检测显示,ISL可以减轻糖尿病引起的血肌酐和尿素氮升高,降低尿蛋白和24小时尿蛋白水平(P<0.01),保护肾功能;HE、PAS和MASSON染色结果表明,与DKD组小鼠相比,ISL治疗可以缓解糖尿病引起的肾脏病理损伤减轻;透射电镜观察显示ISL可以改善肾脏异常超微结构,减少足突融合。3.检测肾脏组织的氧化应激结果发现,与DKD相比,ISL治疗可以降低脂质过氧化物MDA的表达,增加抗氧化物酶系统SOD、GSH、CAT的活力(P<0.05)。4.TUNEL染色结果显示,与DKD组相比,不同剂量ISL组的凋亡细胞率显著减低(P<0.01)。5.免疫组织化学染色、实时荧光定量PCR和Western Blot结果提示:与对照组相比,DKD组小鼠肾脏组织的焦亡相关指标NLRP3、ASC、IL-1β、IL-18的表达上调;抗凋亡指标Bcl2的水平升高,促凋亡指标Bax、Cleaved-Caspase3的水平降低。与DKD组相比,低剂量ISL组和高剂量ISL组都不同程度的逆转了上述作用,提示ISL可以缓解DKD的肾脏焦亡和凋亡损伤。6.实时荧光定量PCR和Western Blot检测EMT结果显示:与对照组相比,DKD组小鼠肾组织的上皮标志物E-cadherin m RNA水平和蛋白表达量显著下降(P<0.05),间质标志物N-cadherin、Snail、Vinmentin和Twist1的m RNA水平和蛋白表达量在DKD组显著上升(P<0.05),而经ISL治疗可以逆转EMT相关标志物的表达(P<0.05),减轻DKD小鼠肾脏组织发生EMT。7.实时荧光定量PCR和免疫组化结果发现,DKD组小鼠肾组织NF-κB表达量相比于对照组显著增加(P<0.05),不同剂量ISL治疗组的NF-κB表达量均下降(P<0.05);Western Blot检测NF-κB信号通路相关蛋白水平,结果同样显示,与对照组相比,DKD组NF-κB、TLR4和p-IκB/IκB的表达量均明显升高,与DKD组相比,低剂量和高剂量ISL组的NF-κB、TLR4和p-IκB/IκB的表达量均明显降低(P<0.05)。(二)体外实验结果1.20μmol/L ISL作用于NRK-52E细胞进行后续实验。2.与HG组相比,ISL可以通过减少LDH的释放以保护HG诱导的细胞损伤(P<0.01)。3.流式细胞术结果显示,相比于Control组,HG组ROS的产生显著增加(P<0.01),ISL组ROS的产生明显降低(P<0.01)。检测不同分组处理的细胞抗氧化酶活力,结果表明,与Control组相比,HG组抗氧化酶SOD、GSH和CAT活力显著下降(P<0.01);而与HG组相比,ISL组SOD、GSH和CAT活力明显升高(P<0.01)。4.实时荧光定量PCR和Western Blot检测焦亡相关指标,结果显示,与Control组相比,HG组细胞NLRP3、ASC、IL-1β和IL-18的m RNA水平和蛋白表达量显著增加(P<0.01),ISL预处理后,NLRP3、ASC、IL-1β和IL-18的m RNA水平和蛋白表达量显著降低(P<0.01)。5.线粒体膜电位结果表明:HG刺激可以明显降低细胞的线粒体膜电位,ISL预处理可以恢复HG刺激导致的线粒体膜电位的下降;AnnexinⅤ和PI双染检测结果显示:HG组细胞凋亡率相对于Control组升高,ISL预处理可以降低细胞的凋亡率(P<0.05);细胞内钙离子检测结果显示:ISL组相比于HG组,细胞内Ca2+明显减少。实时荧光定量PCR和Western Blot结果显示,与体内实验结果一致,与Control组相比,HG组抗凋亡指标Bcl2 m RNA和蛋白表达量降低(P<0.05),促凋亡相关指标Bax和Cleaved-Caspase3的m RNA水平和蛋白表达量显著增加,而ISL组与HG组相比,呈现出相反的结果。6.实时荧光定量PCR和Western Blot结果显示,与Control组相比,HG组细胞的上皮标志物E-cadherin m RNA水平和蛋白表达量显著下降(P<0.05),间质标志物N-cadherin、Snail、Vinmentin和Twist1的m RNA水平和蛋白表达量在HG组显著上升(P<0.05),而经ISL预处理后可以逆转EMT相关标志物的表达(P<0.05)。7.实时荧光定量PCR检测结果显示,HG组NF-κB m RNA表达量相比于Control组显著增加(P<0.05),ISL组NF-κB m RNA表达量下降(P<0.05);Western Blot结果显示,与Control组相比,HG组NF-κB、TLR4和p-IκB/IκB的表达量均明显升高,与HG组相比,ISL组NF-κB、TLR4和p-IκB/IκB的表达量均明显降低(P<0.05)。结论:1.ISL可以改善DKD小鼠的肾脏病理损伤,恢复肾功能;减轻肾脏组织氧化应激和焦亡,缓解肾脏组织凋亡,抑制肾脏组织EMT的发生,可能通过抑制NF-κB信号通路来发挥其保护作用的。2.ISL可以减少高糖诱导的NRK-52E细胞LDH释放;可以减轻在NRK-52E细胞中高糖诱导的氧化应激和焦亡,缓解细胞凋亡,抑制细胞EMT的发生,这可能通过抑制NF-κB信号通路来发挥其保护作用的。