RARs在缺氧性RTEC损伤中的作用及分子机制

来源 :广西医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yangleiyang
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本文从以下几个方面进行论述:  第一部分 RARs在缺氧性RTEC损伤中的表达及意义  目的:通过检测缺氧性损伤的肾小管上皮细胞(renal tubular epithelialcell,RTEC)中维甲酸受体(retinoic acid receptors,RARs)的表达及细胞损伤指标的变化,探讨RARs在缺氧性RTEC损伤中的意义。  方法:将体外培养的RTEC随机分成3个组:对照组(control group,control),缺氧损伤48小时组(hypoxia/reoxygenation for48 hour group,HR48)和缺氧损伤72小时组(hypoxia/reoxygenation for72 hour group,HR72)。control组细胞常规置于37℃,5%CO2+95%空气的二氧化碳培养箱中培养。HR组细胞置于缺氧小室中,通入含5%CO2+95%N2的缺氧混合气体,密封并置于37℃生化培养箱内。分别于缺氧48小时和72小时后将两组细胞置于二氧化碳培养箱内进行1小时复氧处理,最后收集三组细胞行相关指标检测。实时荧光定量聚合酶链反应(real time fluorescent quantitativepolymerase chain reaction,real-time PCR)检测三组RTEC中的维甲酸受体α(retinoic acid receptorα,RARα)、维甲酸受体β(retinoic acid receptorβ,RARβ)、维甲酸受体γ(retinoic acid receptorγ,RARγ)及转化生长因子-β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)的mRNA表达,蛋白免疫印迹(western blotting,WB)检测三组RTEC中的RARα、RARβ、RARγ、TGF-β1、Ⅳ型胶原纤维(collagen-Ⅳ,Col-Ⅳ)及纤维连接蛋白(fibronectin,FN)的蛋白表达,荧光显微镜检测三组细胞超氧阴离子(superoxide anion,O2-)红色荧光密度和线粒体膜电位(mitochodria membrane potential,MMP)荧光密度的变化,酶动力学检测三组RTEC的细胞活力,超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和谷胱甘肽(glutathione,GSH)酶活力的变化,光学倒置显微镜观察三组RTEC的形态变化。  结果:1.与control组比较,HR48组和HR72组RTEC中RARα和RARγ的mRNA及其蛋白表达均显著下降(均p<0.05);与HR48组RTEC比较,HR72组RTEC中RARα和RARγ的mRNA及其蛋白表达均显著下降(均p<0.05),而三组细胞中RARβ的mRNA及其蛋白表达均无显著差异(均p>0.05)。  2.与control组比较,HR48组和HR72组RTEC中TGF-β1的mRNA及其蛋白表达以及Col-Ⅳ和FN的蛋白表达均显著增多(均p<0.05);与HR48组RTEC比较,HR72组RTEC中TGF-β1的mRNA及其蛋白表达以及Col-Ⅳ和FN的蛋白表达均显著增多(均p<0.05)。  3.与control组比较,HR48组和HR72组RTEC中O2-红色荧光密度及MMP荧光密度均显著增加(均p<0.05),SOD和GSH酶活力均显著降低(均p<0.05);与HR48组细胞比较,HR72组RTEC细胞中O2-红色荧光密度及MMP荧光密度均显著增加(均p<0.05),SOD和GSH酶活力均显著降低(均p<0.05)。  4.与control组比较,HR48组和HR72组RTEC中细胞活力均明显减少(均p<0.05),HR48组RTEC的铺路石样细胞形态消失,细胞密度减少,细胞碎片增多;与HR48组RTEC相比,HR72组RTEC中细胞活力减少更加显著(p<0.05),细胞形态变化更加明显,密度显著减少,细胞碎片明显增多。  结论:在缺氧性损伤的RTEC中,RARα和RARγ的mRNA及其蛋白表达显著减少,并参与了RTEC的氧化损伤和纤维化发生,其作用机制可能与细胞产生O2-增多和细胞外基质(extracellular matrix,ECM)积聚有关。  第二部分 RARs在缺氧性RTEC损伤中的作用及分子机制  目的:通过过表达(OverExpression,OE)和敲除(KnockOut, KO)干扰体外培养的RTEC中RARs基因的表达,探讨RARs在缺氧性RTEC损伤中的作用及分子机制。  方法:通过病毒转染技术,构建RARα过表达(RARα-OE,OEα)、RARβ过表达(RARβ-OE,OEβ)、RARγ过表达(RARγ-OE,OEγ)、RARα敲除(RARα-KO,KOα)、RARβ敲除(RARβ-KO,KOβ)、RARγ敲除(RARγ-KO,KOγ)病毒载体及阴性对照(negative,neg)病毒载体。设立9个实验组:control组、HR组、HR OEα组、HR OEβ组、HR OEγ组、HR KOα组、HR KOβ组、HR KOγ组及HR neg。control组RTEC不做任何处理,HR组RTEC只做缺氧处理,转染后缺氧处理的各组RTEC于基因干扰96小时后行缺氧处理。缺氧处理的具体步骤同第一部分。缺氧处理48小时后收集各组细胞行相关指标检测。应用real-time PCR检测各组RTEC中RARα、RARβ、RARγ及TGF-β1的mRNA表达,WB检测各组RTEC中RARα、RARβ、RARγ、TGF-β1、Col-Ⅳ及FN的蛋白表达,荧光显微镜检测各组RTEC中O2-红色荧光密度和MMP荧光密度的变化,酶动力学检测各组RTEC的细胞活力、SOD和GSH酶活力的变化,透射电子显微镜观察各组RTEC的形态变化。  结果:1.与control组RTEC比较,HR组RTEC中RARα和RARγ的mRNA及其蛋白表达均显著下降(均p<0.05)。与HR组RTEC比较,HR OEα组RTEC中RARα的mRNA及其蛋白表达,HR OEβ组RTEC中RARβ的mRNA及其蛋白表达和HR OEγ组RTEC中RARγ的mRNA及其蛋白表达均显著增多(均p<0.05);而HR KOα组RTEC中RARα的mRNA及其蛋白表达,HR KOβ组RTEC中RARβ的mRNA及其蛋白表达和HR KOγ组RTEC中RARγ的mRNA及其蛋白表达均显著减少(均p<0.05);HR neg组RTEC中RARα、RARβ和RARγ的mRNA及其蛋白表达均无显著差异(均p>0.05)。  2.与control组RTEC比较,HR组RTEC中TGF-β1的mRNA及其蛋白表达,Col-Ⅳ和FN蛋白表达均显著增多(均p<0.05)。与HR组RTEC比较,HR OEα组和HR OEγ组RTEC中TGF-β1的mRNA及其蛋白表达,Col-Ⅳ和FN蛋白表达均显著减少(均p<0.05);HR KOα组和HR KOγ组RTEC中TGF-β1的mRNA及其蛋白表达,Col-Ⅳ和FN蛋白表达均显著增多(均p<0.05);而HR neg组、HR OEβ组和HR KOβ组RTEC中TGF-β1mRNA及其蛋白表达,Col-Ⅳ和FN蛋白表达均无显著差异(均p>0.05)。  3.与control组RTEC比较,HR组RTEC中O2-红色荧光密度及MMP荧光密度均显著增加(均p<0.05),SOD和GSH酶活力均显著降低(均p<0.05)。与HR组细胞比较,HR OEα组和HR OEγ组RTEC中O2-红色荧光密度及MMP荧光密度均显著减少(均p<0.05),SOD和GSH酶活力均显著增加(均p<0.05);HRKOα组和HR KOγ组RTEC中O2-红色荧光密度及MMP荧光密度均显著增加(均p<0.05),SOD和GSH酶活力均显著降低(均p<0.05);而HR neg组,HR OEβ组和HR KOβ组RTEC中O2-红色荧光密度和MMP荧光密度以及SOD和GSH酶活力均无显著差异(均p>0.05);  4.与control组RTEC比较,HR组RTEC中细胞活力明显降低(p<0.05),细胞肿胀,表面绒毛减少,核内出现异染色质凝集。与HR组细胞比较,HR OEα组和HR OEγ组RTEC中细胞活力均显著增大(均p<0.05),细胞形态改善,表面绒毛增多,细胞肿胀减轻;HR KOα组和HR KOγ组RTEC中细胞活力均明显减少(均p<0.05),细胞损伤更加明显,表面绒毛消失,甚至细胞肿胀破裂;而HR neg组,HR OEβ组和HR KOβ组RTEC中细胞活力均无显著变化(均p>0.05),且细胞形态变化未见明显差异。  结论:在缺氧性损伤的RTEC中,上调RARα或RARγ的表达具有减轻氧化损伤和纤维化的作用,下调RARα或RARγ的表达具有加重RTEC氧化损伤和纤维化的作用。其分子机制可能与RARα或RARγ减少O2-产生,增加SOD和GSH酶活力,减少TGF-β1产生,进而减少ECM积聚有关。
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