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背景:糖尿病肾病是糖尿病的主要微血管并发症,也是导致终末期肾病的重要原因,给患者及其家庭带来了沉重的精神负担和经济负担。目前,关于其具体的发病机制并不十分清楚,且无十分有效的治疗措施。因此,对于其新治疗靶点的研究非常重要。糖尿病肾病的特征包括肾小球硬化、肾小管间质纤维化以及肾血管病变。肾小管间质纤维化在糖尿病肾病发展为终末期肾病过程中起到了关键作用,进展性的肾纤维化是包括糖尿病肾病在内的所有慢性肾脏病的最终途径,可以导致终末期肾病。探索肾小管间质纤维化的发病机制,阻止或延缓其进入终末期肾病阶段,对延缓糖尿病肾病病情进展和改善预后至关重要。转化生长因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)是介导慢性肾脏病肾脏纤维化的一个关键介质,它可以激活促纤维化信号通路,介导糖尿病肾病的纤维化。TGF-β有三种亚型,分别为TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3。TGF-β1介导的肾小管上皮细胞活化被认为是肾小管间质纤维化进展的关键因素,有体内研究表明,利用转基因小鼠在肾小管上皮细胞中过表达TGF-β1,可以导致肾小管间质纤维化。多项研究表明,TGF-β1在糖尿病患者及糖尿病小鼠肾脏中较对照组表达增加。然而其在糖尿病诱导的肾纤维化中的发病机制仍不十分清楚。对TGF-β激活的糖尿病肾病促纤维化信号通路进行机制研究有利于找到预防以及延缓糖尿病肾脏纤维化的新治疗靶点。Krüppel样因子5(Krüppel-like factor 5,KLF5)是一个转录因子,它属于Krüppel样因子(Krüppel-like factors,KLFs)家族,该家族的蛋白质都有一个共同的、与果蝇的krüppel基因同源的锌指模体。KLFs的C端均有三个高度保守的C2H2型锌指结构域,可以和DNA的GC丰富区结合,从而调节靶基因。KLF5可以调节许多细胞功能,比如细胞凋亡、细胞增生以及分化。同时,KLF5可以调节许多疾病,包括癌症、心血管疾病、胃肠道疾病等。近年来,KLF5与肾脏的关系也不断被报道,比如KLF5可以调节足细胞凋亡、肾脏细胞增生、肾小管间质炎症及纤维化。但是其在糖尿病肾病中的作用目前并不十分清楚。目的:本实验探讨Krüppel样因子5在1型、2型糖尿病小鼠肾脏及TGF-β处理的人近端肾小管上皮细胞细胞中的促纤维化通路的调节作用,从而寻找治疗糖尿病肾病的新靶点。方法:1、体内实验(动物模型):我们利用1型和2型糖尿病小鼠动物模型,研究KLF5、FN、PAI-1、CTGF、TGF-β在糖尿病小鼠肾脏中的表达水平。本实验中,2型糖尿病小鼠模型选用因瘦素受体基因缺陷而出现自发性糖尿病的db/db小鼠以及高脂肪饮食(high fat diet,HFD)联合腹腔注射小剂量链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)的HFD+STZ组小鼠,1型糖尿病小鼠模型选用转基因OVE26自发性1型糖尿病小鼠,年龄、性别与其匹配的小鼠为对照组。在不同的时间点处死并收获肾脏进行免疫印迹、免疫组化和天狼猩红染色。2、体外实验(细胞模型):我们用TGF-β处理人近端小管细胞(HK-11细胞),以模拟糖尿病肾病的体外模型。在HK-11细胞中评估KLF5过表达对TGF-β诱导的促纤维化信号传导的影响。首先把HK-11细胞用载体或TGF-β进行不同浓度和不同时间的处理。然后利用细胞转染建立KLF5过表达模型,并进行TGF-β处理。收集细胞裂解物进行KLF5、FN、CTGF、PAI-1、TGF-β的免疫印迹检测。结果:1、与对照组相比,KLF5在10周龄、4月龄、9月龄、12月龄的db/db 2型糖尿病小鼠肾脏中表达显著降低(P<0.01)。与对照组相比,KLF5在3月龄、6月龄的高脂饮食加STZ诱导的2型糖尿病小鼠肾脏中表达显著降低(P<0.05)。与对照组相比,KLF5在1、3、6、9月龄OVE26 1型糖尿病小鼠肾脏中表达显著降低(P<0.05)。2、免疫组化显示,KLF5在小鼠肾皮质、肾髓质的肾小球和肾小管中均有表达,但在肾小管细胞中表达的更多。3、糖尿病可以诱导小鼠肾脏纤维化,与对照组相比,糖尿病小鼠的纤维化指标FN、PAI-1、CTGF和TGF-β的表达增加(P<0.05)。4、与对照组相比,KLF5在TGF-β处理的HK-11细胞中表达显著降低(P<0.01),呈剂量依赖性方式,其中以TGF-β浓度为10ng/ml进行处理24小时KLF5下降幅度最大。KLF5表达在6、12、24、48小时TGF-β(10ng/ml)处理的HK-11细胞中均降低,特别是在TGF-β处理6小时和24小时时KLF5表达显著下降(P<0.05)。5、在HK-11细胞中TGF-β呈剂量依赖性方式诱导纤维化相关蛋白FN、PAI-1和CTGF的表达(P<0.05)。6、在HK-11细胞中过表达KLF5,可以抑制TGF-β诱导的FN、CTGF和PAI-1的表达(P<0.05),表明KLF5具有抗肾脏纤维化作用。结论:KLF5在1型和2型糖尿病小鼠的肾脏中及TGF-β处理的HK-11细胞中表达显著降低。在TGF-β处理的HK-11细胞中证明了KLF5的抗纤维化作用。KLF5可能作为潜在的缓解糖尿病诱发的肾纤维化的治疗靶点。