2024年3月28日发(作者:魅蓝note2上市时间)
安徽医科大学学报
Acta
Universitatis
Medicinalis
Anhui
2021
May
;
56(
5
)
・
671
・
网络出版时间
:
2021
-4-217
:
1
6
网络出版地址
:
https
:
//kns
.
cnki.
net/kcms/
detail/34.
1065.
R.
20210402.
1339.
002.
html
◊
基础医学研究
^
小檗碱调节
ERK/NF-
k
B
信号通路
改善高糖诱导的系膜细胞异常增殖
胡亚琴
0
汪佳佳
0
吴
昊
1
2
,
刘
青
0
唐丽琴
02
,
魏
伟
1
*
摘要
目的
探讨小檗碱
(BBR
)
对高糖
(
HG
)
诱导的系膜
膜增厚⑵
,
MCs
的异常增殖是导致肾小球系膜基质
增加和细胞外基质
(
extracellulannat/a
,
E
C
M
)
沉积
细胞
(
MCs)
异常增殖的调节作用及可能的机制
。
方法
体
外培养
MC/
实验分为对照
、
高糖模型和
BBR
给药组
(
30
、
60,90
|±mo/L
)
;
CCK-8
法检测细胞增殖活力
;
高内涵系统成
像法检测细胞的增殖能力;激光共聚焦法检测细胞外基质沉
积蛋白
(
ECM
)
W
型胶原蛋白
(
Col-IV
)
9
纤维连接蛋白(
FN
)
表达情况
;
Western
blot
法检测细胞上细胞外信号调节激
酶
(
ERK
)
、
p-ERK
、
磷酸化促分裂原激活激酶
1
(
p-MSK1
)
、
I
k
B
、
p
-8
k
B
、
p
65
、
p
-
p
65
的蛋白表达情况
。
结果
CCK-8
法结
果显示
,BBR(
30
、
60
、
90
|±mol/L
)
均可抑制
MCs
的增殖活力
;
高内涵系统成像结果显示
,
BBR
(
30
、
60
、
90
pno//
)
可抑制
HG
诱导的
MC/
的异常增殖;激光共聚焦实验结果显示,
BBR(
90
pmol/L
)
能降低
ECM
上的
的表达水平
;
Western
blot
实验结果显示
,
BBR
(
30
、
60
、
9
0
pmo/L
)
能降低
MC/
上
p-ERK
、
p-MSK1
、
pEKB
、
p-p65
蛋白的表达水平
。
结论
BBR
可能调节
MCs
上的
ERK/NF-
p
B
的信号通路
,
改善
HG
诱导的
MCs
异常增殖。
关键词
小檗碱;糖尿病肾病;系膜细胞
;
细胞外调节蛋白激
酶;核转录因子
k
B
中图分类号
R
067
文献标志码
A
文章编号
1000
-1492
(
2021
)
05
-0671
-05
doi
:
10.
19405//
cnki.
iss/1000
-
1022.
0021.05.
001
糖尿病肾病
(
diabetic
nephropathy
;
DN
)
被认为
是造成终末期肾脏功能衰竭的主要原因之一⑴
。
DN
的主要病理变化是肾小球系膜细胞
(
mpygia
cells
,
MCs
)
异常增殖
,
肾小球系膜基质扩张和基底
2020
-11
-07
接收
基金项目
:
国家自然科学基金
(编号
:
8177705
/
)
作者单位
:
安徽医科大学临床药理研究所
、
抗炎免疫药物教育部重
点实验室
、
抗炎免疫药物安徽省协同创新中心
,
合肥
230230
2
中国科学技术大学附属第一医院
(安徽省立医院
)
药剂
科
,
合肥
230023
作者简介:胡亚琴
,
女
,
硕士生
;
唐丽琴
,
女
,
博士
,
主任药师
,
教授
,
博士生导师
,
责任作者
,
:
mngliqin@
ustc.
elu.
cn
;
魏
伟
,
男
,
博士
,
教授
,
博士生导师
,责任作者
,E-maii
:
wwei@
at
mu.
elu.
cn
增加的重要原因
,
而
V
型胶原蛋白
(
collagee
V
,
Col-V
)
和纤维连接蛋白
(
fiCapptia
,
FN
)
是
ECM
的主要成分
[4]
0
研究⑷表明
,
细胞外信号调节激酶
(
extracellulaa
siqnai
-
repulateP
Cinass
,
ERK
)
在调节
细胞的增殖
、
分化过程中具有重要作用
。
促分裂原
激活激酶
1
(
mitopestass
activatee
Cinass
1
,
MSK1
)
是
ERK
的下游激酶
,
可诱导核转录因子
Cdppa
B
(
nacleer
factor
Caapa
B
,
NF-pB
)
的激活
A
7
。
小檗
碱
5„1
,
BBR
)
具有抗氧化活性
、
调节血脂和
减轻炎症等多种药理作用
。
课题组前期研究⑺表
明,
BBR
可能在抑制肾小球
MCs
的增殖和分泌中起
重要作用
。
该研究通过探讨
BBR
能否调节
ERIK
NF-
p
B
信号通路改善高糖诱导的
MCs
的异常增殖,
进一步研究
BBR
对
DN
的药理作用机制
。
1
材料与方法
1.1
材料
1.1.
1
细胞
小鼠
MCs
株
(
147589
)
购自中科院上
海细胞库
。
1.1.0
药物
BBR
(
BW
50137
)
购自北京北纳创联
生物技术研究所,纯度为
99
37%
(
液相色谱法
)
。
配置方法
:
称量
BBR
粉末
20.
182
5
g,
加入
8
mi
生
理盐水
,
并通过加热和超声处理使其完全溶解
,
得到
终浓度为
1.3X10
4
*
pmo/L
的
BBR
母液
,
采用
0.
22
pm
无菌滤器除去细菌后
-22
七
存放
。
使用前水浴
加热
,
使其溶解后
,
稀释数倍至所需浓度即可
。
1.1.
3
试剂
CCK-8
试剂盒购自日本同仁化学研
究所
;
DMEM
培养液购自美国
Hyc/ne
公司
;
胎牛血
清购自以色列
Biolopicel
Industries
公司
;
青霉素-链
霉素溶液
、
胰酶
、
一抗稀释液
、
二抗稀释液,
DAPI
染
液及防荧光淬灭剂购自上海碧云天生物技术研究
所;
7
孔细胞培养板购自无锡
NEST
公司
;
鼠源
FN
购自武汉
ProteintecC
公司
;
兔源
Col-V
购自英国
Ab-
cem
公司
;
兔源
ERK
、
p-ERK
购自美国
affinity
公司
;
-672
-
安徽医科大学学报
Ada
Unwersitatis
Medicinalis
Anhui
2021
May
;
56(5
)
Ir
、
p-lKB
、
p65
、
p-p65
购自美国
Cell
Signaling
Tech
次
5
min,
弃去
PBS;
5
%
BSA
室温下封闭
32
min
后,
PBS
清洗细胞
3
遍
,
每次
5
min,
弃去
PBS
;
一抗
(
nology
公司
。
1-1.4
仪器
电泳仪购自北京六一仪器厂
;SW-CJ-
1F
超净工作台购自苏州苏净集团安泰公司
;
BioTek
:
100
)
4
C
过夜
;
回收一抗后
,
PBS
清洗细胞
3
遍,
每次
5
min,
弃去
PBS
;
加入荧光二抗
200
p,
室温下
避光孵育
1
h
后
,
PBS
清洗
3
遍
,
每次
10
min,
弃去
PBS
;
加入
DAPI
染液
220
p
染核
10
min
后
,
PBS
清
EO
x808
酶标仪购自美国
BioTek
公司;激光共聚焦
显微镜购自德国莱卡公司
;
Image
Xpress
Micro
4
型
高内涵细胞成像系统购自美国
Molecrlae
Devcics
公
司
;
ImayeQuaat
LAS
4408
荧光及化学发光成像系统
洗细胞
3
遍
,
每次
10
min,
弃去
PBS;
将盖玻片放置
平面上
,
待其干后
,
将防荧光淬灭剂滴在载玻片上进
行封片
,
盖玻片四周涂上指甲油用来密封
。
使用激
购自美国
GE
Healthcrre
Life
Scieeces
公司
。
1.
1
细胞培养
从液氮中取出冻存细胞
,
在
32
七
光共聚焦显微镜对细胞观察拍照
。
水浴中解冻并离心
,
使用含有
10%
FBS
和
1%
双抗
的
DMEM
低糖完全培养基培养细胞
,
在
5%
C0
1
和
22
°C
的培养箱培养细胞
。
1.
1
细胞活力
CCK-C
法检测处于指数生长期的
MCs,
将
100
以/孔的
MCs
单细胞悬液
(
约
10
4
个细
胞
)
铺于
96
孔培养板中
,
每组另设立
5
个平行对照
组;待细胞完全贴壁后
,
分为对照
(
Control
,
11.1
mmol/L
葡萄糖
)
组
,
高糖
(
high
gloss
,
HG
)
模型
(
HG,32
mmo/L
葡萄糖
)
组和
BBR
给药组
(
30
、
65
、
99
pno/L
)
0
给药
24
h
后
,
每孔加入
10
以
CCK0
溶液后
,
避光孵育
,
每隔
32
min
使用酶标仪测定每
组在
455
am
处的吸光度
。
取各组实验的平均值
,
重
复
0
次实验
。
1.1
高内涵细胞成像法检测细胞增殖
将
100
pt/
孔的
MCs
单细胞悬液
(
约
10
2
个细胞
)
铺于
99
孔培养板中
,
每组另设立
5
个平行对照组;待细胞贴
壁完全后
,
分为
Control
组
、
HG
组和
BBR
给药组
(
30
、
60
、
9
9
pmol/L
)
o
给药
24
h
后
,
使用
PBS
将细
胞清洗
2
遍后,多聚甲醛固定
32
min
,
每孔加入
22
p
的
DAPI
溶液染色
5
min,
弃
DAPI
染色液
,
加入
PBS
后,使用高内涵细胞成像系统可以完整拍摄整
孔细胞
,
每孔拍摄
25
张图片
。
细胞数统计:测量图
片中细胞核直径的最大与最小值
,
设定细胞核直径
的识别范围;测量细胞核荧光强度的最大与最小值,
减去背景荧光强度
,
设定荧光强度的识别范围
,
通过
此两个标准统计细胞总数
,
选择模块以分析细胞总
数并将结果导出至
Excel
表格
。
1.5
激光共聚焦法检测
FN
和
Col-
IV
的表达
用
胰酶消化细胞后
,
对细胞进行计数
,
将
500
pt/
孔的
MCs
单细胞悬液
(
约
10
4
个细胞
)
铺于含有盖玻片的
24
孔板内
,
待细胞贴壁
,
分为
Control
组
、
HG
组和
BBR
给药组
,
细胞培养
24
h
后
,
弃去培养基
,
使用
PBS
清洗
3
遍
,
每次
5
min,
弃去
PBS
;
4%
多聚甲醛
室温下固定细胞
32
min
后
,
PBS
清洗细胞
3
遍
,
每
1.6
Western
blot
检测相关蛋白表达
取对数生
长期细胞
,
将
2
m/
孔的
MCs
单细胞悬液
(
约
10
0
个
细胞
)
接种于
5
孔板中
,
处理同
“
1.3
”
项
,
培养
24
h
后
,
使用
PBS
清洗
2
遍
,
弃去
PBS,
现配
RIPA
加
PMSF
后
,
使之充分裂解后
,
收集上清液
,
使用
BCA
测定蛋白浓度
。
将蛋白上样缓冲液加入到蛋白样品
中
,
100
C
水浴
10
min,
然后完成上样
,
跑胶
、
转膜
、
封闭等步骤
,
用目的蛋白抗体
4
C
孵育过夜
,
使用
TPBS
洗膜
3
次后
,
用适宜浓度的二抗工作液
32
C
孵育
2
h,
显影后使用灰度图分析得出结果
。
1.
1
统计学处理
使用
SPSS
22.
3
软件对所得数
据进行统计分析,数据以
x±i
表示,计量资料的组
间差异比较采用
One-Way
ANOVA
。
以
P
<0.
05
为
差异有统计学意义
。
2
结果
2.
6
BBR
对
MCt
增殖活力的影响
CCK-C
结果
显示
(
图
1
)
,
与
Control
组相比
,
HG
能增加
MCs
增殖
活力
(
P<0.
01
)
;
与
HG
组相比
,
BBR
给药组
(
30
、
60
、
99
pmo/L
)
均能降低
MCs
增殖活力
。
BBR^
药组
@mol/L)
图
1
BBR
对
HG
诱导的系膜细胞活力的影响
与
Control
组比较:
##P
<
0.
01
;
与
HG
组比较
:
P
<
0.
35
P<0.
01
2.2
BBR
对
MCs
增殖能力的影响
高内涵结果
显示
(
图
2
)
,
与
Control
组相比
,
HG
能增加
MCs
数量
安徽医科大学学报
Acta
Universitatis
Medicinalis
Anaui
2021
May
;
56(8
)
A
-
673
-
Control
组
HG
组
12
500
##
10
000
7
500
BBR
给药组
(30
umol/L)
BBR
给药组
(
60
umol/L)
BBR
给药组
(90
iimol/L)
**
H
5
000
2
500
0
60
90
EBR
给药组
(gmol/L)
图
2
BBR
对
HG
诱导的系膜细胞增殖的影响
与
Co/O
组比较:
^^
P
;
与
HG
组比较
:
P
<0.
05
,
*
Pd
A
FN
DIPA
Merge
Col-IV
DIPA
Merge
Control
组
HG
组
BBR
给药组
(
90
gmol/L)
B
5
[■
FN
□
Col-IV
4
-
##
®
曙
来
熙
工
1
图
3
BBR
对
FN
和
Col-I
V
的表达水平影响的
X490
0
Li
与
Coptrol
组比较
:
#
#
P
<
0.
Ol
;
与
HG
组比较
:
…
P
<
0.
Ol
Control
组
HG
组
BER
给药组
(90
umol/L)
(
P<0.
01
)
;
与
HG
组比较
,BBR
给药组
(
30
、
60
、
90
平的影响
ERIKNF-rB
信号通路是参与细胞异常
增殖的重要调节因子
。
Western
blot
结果显示
(
图
4
)
,
与
ContrO
组相比
,
HG
组中
MCs
上
p-ERK
、
p-
pmol/L
)
均能抑制
MC
s
的异常增殖
。
2.3
BBR
对
FN
和
Col-I
V
表达的影响
激光共聚
焦结果显示
(
图
3
)
,
与
^10
组相比,
HG
组的
FN
MSK1
、
p-KB
和
p-p65
蛋白表达水平升高
(
P
<
0.
01
)
,
BBR
给药组
(
30
、
60
、
99
pmo/L
)
能够有效降
和
Col-V
的表达升高
;
与
HG
组比较
,
BBR
给药组
(
99
pmo/L
)
的
FN
和
Col-V
的表达降低
。
低
MCs
上
p-ERK
、
p-MSK1
、
p-InB
和
p-p65
蛋白表达
水平
。
2.4
BBR
对
MCs
上
ERK/NF-
k
B
蛋白表达水
-674
-
安徽医科大学学报
Ada
Unwersitatis
Medicinalis
Anhui
2021
May
;
56(5
)
BBR
给药组
(pmol/L)
Control
组比较,
HG
组
MCs
个数增多,细胞增殖活力
增强,
MCs
发生异常增殖,
MCs
上的
FN
和
Co/W
的
表达水平升高
。
研究⑴
]
表明丝裂原活化蛋白激酶
(
mitogen-ac
tivated
protein
kinase
,
MAPK
)
作为真核细胞胞质内
的信号转导终末通路
,
与
DN
的发病机制密切相关,
而
ERK
是最具代表性的
MAPK
之一
。
在
DN
模型
中发现
,
阻断
ERK
通路后导致
MCs
增殖减少
,
这表
明了
ERK
在保护
MCs
中的重要作用
。
此外
,
在人
类肾小球病变中
,
ERK
通路的激活参与了细胞增
3
制
I
I
S
②
p-MSKl
k
2
i
P-I
B/I
k
B
□
p-p65/p65
1
、
•
、
.
、
、
、
丄
**
.
、
、
.
、
、
、
.
冬
o
、
、
.
<
、
、
、
Control
组
、
、
、
、
、
"
HG
组
30
60
90
BBR^
药组
(pmol/L)
图
4
BBR
对
ERK^NF-
k
B
信号通路相关蛋白的的影响
与
Contro
1
组比较
:
#
P
<0.
05
,
#
P
<0.
01
;
与
HG
组比较
:
P<
0.05
,
*
*
P
<0.01
3
讨论
DN
被认为是糖尿病的主要微血管并发症之
一
,
也是造成终末期肾脏功能衰竭的主要原因
。
研
究⑻表明
,
DN
主要是由于非酶促造成糖化
、
氧化应
激
、
肾血流动力学变化
、
血脂异常
、
高血压
、
蛋白激酶
激活
、
血管活性物质等因素造成的
。
肾小球系膜区
由
MCs
和其自身分泌的细胞外基质共同组成
,
对维
持肾小球毛细血管网发挥了重要的支撑作用
。
此
外,
MCs
具有一定的收缩功能
,
可通过调节细胞的收
缩与舒张来参与肾小球的血流供应
,
具有维持系膜
基质稳态和滤过作用⑼
。
因此,
MCs
在维持肾小球
正常功能中发挥了重要作用
。
在
DN
的病理发展过
程中
,
MCs
的异常增殖在早期肾肥大和晚期肾小球
硬化中起了关键作用
。
研究
[
10
]
显示
,
多种刺激对
MCs
的增殖反应都与
DN
的发生及发展有关
,
其中
咼糖是
MCs
异常增殖的最有效刺激
。
咼糖刺激
MCs
后
,
将会导致
MCs
的异常增殖和
ECM,
从而导
致肾小球基底膜增厚以及肾小球系膜区基质沉积,
最终导致肾小球硬化
。
在本次实验中
,
用
30
mmol/L
葡萄糖成功刺激
MCs
24
h
后
,
检测显示与
殖
、
组织学病变和肾功能不全
[
I2
]
o
在高糖刺激后,
将导致
ERK
的一连串的磷酸化
,
使
ERK1
和
ERK2
的
2
种同工型的
Thr-Glu-aro
基序双重磷酸化
。
ERK
的磷酸化形式是一种活性激酶
,
可以使包括
NF-aB
在内的许多转录因子磷酸化
。
在细胞中,
NF-
k
B
转录因子由于抑制蛋白(包括
lKBa
、
、
KB0
、
、
KJB
和
I
k
B)
保留在胞质中
。
刺激后
,IKKs
在
32
和
36
个
丝氨酸残基处都将
I
k
B
q
抑制蛋白磷酸化,从而发
生泛素化和蛋白酶体降解
,
随后导致
NF-aB
从细胞
质到核的核易位,入核的
NF-aB
与基因启动子的调
节区结合
,并参与炎症基因的表达
。
BBR
目前已广泛应用于治疗胃肠炎和分泌性
腹泻等疾病
。
研究
[
12
]
表明
,
BBR
具有如抗氧化应
激
、
抗炎
、
抗微生物和抗癌等广泛的药理活性
,
在
DN
进展中发挥了重要的肾脏保护作用
。
本研究通
过在体外使用
HG
刺激
MCs,
同时使用不同浓度的
BBR
治疗,来观察
BBR
抑制
MCs
异常增殖的药理
机制
,
通过检测
MCs
的细胞增殖活力
、
增殖能力
、
MCs
上相关蛋白的表达水平
,可知
BBR
在咼糖环境
下可以抑制
MCs
的异常增殖
,
减少
ECM,
并且可以
有效调节高糖环境下
MCs
上
ERIKNF-aB
信号通路
的表达
,
从而抑制
MCs
的异常增殖
。
综上所述
,
本研究提示
HG
能促进
MCs
的异常
增殖与
ECM
沉积
,
而
BBR
能明显逆转此过程
,
其机
制可能与调节
MCs
上
ERK/NF-aB
信号通路的活化
有关
。
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k
B
sicnalinc
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eXecth
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lar-sivnai
reyulated
protein
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Berberine
rerulatrs
ERK/NF
i
B
signaling
pathway
to
imprnve
high
glucose-induced
mesangia-
celi
prnlifernhon
Hu
Yayin,
Want
Jiajin,
Wu
Hao
,
el
L
(
Institute
of
Clinical
Pharmacology
^Anhut
Medical
University
,Krr
Laboratory
of
Anti-inflammatory
and
Immuur
Medicine
,
Ministry
of
Educatiog
^Annu
Collaborative
Innovatiog
Centra
of
An,nui-inflammatory
an,n
Immune
Medidnr
,
Hefri
232032
)
AbstrncO
Objective
To
investinaio
thc
rexulation
effeca
of
U
p
U
—
tx
(BBR)
on
abnomlai
proliferation
of
mesantr
iO
calis
(MCs)
induceX
hy
higU
glucose
(
HG
)
and
iis
hossibio
mecaanism-
Methods
MCs
were
caltureX
in
vitra-
Thx
exxeumexi
was
divineX
inte
control
uunp,
HG
moPel
uunp
ant
BBR
diOerexi
cotcextration
urabiexi
acs
tion
uunp
(32,
65,
99
pmol/L).
CCK-C
methoP
was
useX
to
deteca celi
viabilite;
higU
cantexi
system
imayint
methoP
was
useX
h
deteca
celi
proliferation
;
laseu
confncai
methoP
was
useX
tr
deteca
extracellulau
matav
(ECM)
dexosition
protein
collayea
N
(
Col-JV
)
ant
fiOronectin
(FN)
exxression
;
Western
/I
o
O
was
useX
te
deteca
extrar
cellulau
signai
-
rexulateX
kintse
(
ERK)
,
p-CRK,
PhospPoulateX
mitopex-rctivateX
kintse
1
(p-MSK1)
,
IpB
,
p-
IpB
,
p65
,
p-pP5
protein
exxression
-
Results
The
reselis
of
CCK-C
methoP
s
/
owp
C
thai
BBR
(30,60,99
pmol/L)
cool/
rexulaie
the
proliferation
of
MCs
;
—
£
—
—
00
x
0
system
imayint
reselis
s
/
ow
—
thai
BBR
(32,66,99
pmol/L)
cool/
intihit
the
abnounai
proliferation
of
MCs
intucek
U
HG
;
the
reselts
of
laseu
canfocai
expeUm
—
ts
s
/
owp
C
BBR
(99
pmol/L)
conld
rekuca
the
expression
of
ECM
deposition
proteins
CoTV
,
FN
;
Western
blot
u-
sdis
s
/
owu
C
that
BBR
(30,60,99
pmol/L)
conlU
rekuca
the
expression
of
p-ERK,
p-MSK1
,
p-IpB
,
p-pP5
put
tin.
Conclusion
BBR
may
rexulaie
the
ERKNF
e
B
signaling
pehwye
of
MCs
ant
impuTv
the
abnounai
puTt
era/on
of
MCs
intucek
hy
HG.
Key
worbs
U
h
U
—
te
;
diabetic
tuhupehy
;
mesangiai
celi
;
extracellulau
sinnai-rexulatek
kinase
;
nnclexu
factou
kanpa
B
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