基于PI3K/AKT/mTOR及AMPK/mTOR通路调控自噬探讨加味黄芪赤风汤保护足细胞机制

来源 :中国中医科学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wwwwcccc3012
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
慢性肾脏病主要表现为肾小球滤过率下降和/或尿蛋白排泄增加,呈不可逆性、进行性进展。蛋白尿是慢性肾脏病进展的重要标志以及危险因素,足细胞包裹在肾小球滤过屏障毛细血管周围,足细胞足突的融合或消失是出现蛋白尿的重要原因。足细胞显示出较高的基础自噬水平,自噬失调参与多种肾脏疾病进程。前期研究表明,加味黄芪赤风汤能够减少阿霉素肾病大鼠尿蛋白,减少足细胞内自噬小体,下调LC3以及beclin-1的表达,抑制肾脏过度自噬。自噬负调控信号通路PI3K/AKT/mTOR以及自噬正调控信号通路AMPK/mTOR对自噬的双向调控作用,与中医阴阳平衡、阴阳互根理论有一定的契合之处。基于这种认识,本研究通过体内、外实验相结合,进一步探讨加味黄芪赤风汤调控自噬对肾脏的保护作用机制。实验一加味黄芪赤风汤通过PI3K/AKT/mTOR及AMPK/mTOR通路调控自噬缓解阿霉素肾病大鼠肾脏损伤目的:观察加味黄芪赤风汤对阿霉素肾病大鼠的肾脏保护作用,基于PI3K/AKT/mTOR以及AMPK/mTOR信号通路,探讨加味黄芪赤风汤的自噬调控机制。方法:SD大鼠单次尾静脉注射阿霉素(5 mg/kg)建立蛋白尿肾病模型。分为空白组、模型组、加味黄芪赤风汤组、3MA组、3MA+加味黄芪赤风汤组以及替米沙坦组,连续给药6周。分别于药物干预前以及干预后的第2、4、6周末检测24h尿蛋白定量。于给药后第6周末取材,测定血清生化指标,HE、Masson、PAS染色观察肾脏病理损伤,透射电镜观察肾脏超微结构改变,免疫组化分析肾脏纤维化指标FN、LN、Col Ⅳ在肾组织的表达,Western blot以及免疫荧光检测自噬相关蛋白及通路蛋白的表达。结果:(1)24h尿蛋白定量及生化指标:单次尾静脉注射阿霉素10天后,与空白组相比,造模大鼠24 h尿蛋白定量显著增多(P<0.01)。给药干预后的第2周末,加味黄芪赤风汤组、3MA组、3MA+加味黄芪赤风汤组以及替米沙坦组24h尿蛋白定量有下降趋势,但与模型组相比无统计学差异。第4周末,加味黄芪赤风汤组、3MA+加味黄芪赤风汤组以及替米沙坦组24 h尿蛋白定量显著下降,与模型组相比存在统计学差异(P<0.05)。第6周末,与模型组相比,加味黄芪赤风汤组、3MA组、3MA+加味黄芪赤风汤组以及替米沙坦组24 h尿蛋白定量均显著下降(P<0.05)。加味黄芪赤风汤组、3MA组、3MA+加味黄芪赤风汤组以及替米沙坦组进行组间比较无统计学差异(P>0.05)。经药物干预6周后,检测血生化相关指标。与空白组相比,模型组尿素以及血肌酐升高(P<0.01);与模型组相比,加味黄芪赤风汤能够降低尿素以及血肌酐(P<0.05),3MA能够降低尿素(P<0.05),但是对血肌酐无显著影响(P>0.05),加味黄芪赤风汤组、3MA组、3MA+加味黄芪赤风汤组的Urea以及Scr行组间比较,无统计学差异(P>0.05);替米沙坦对尿素以及血肌酐均无显著影响(P>0.05)。与空白组相比,模型组白蛋白降低(P<0.01);与模型组相比,加味黄芪赤风汤、3MA以及替米沙坦对白蛋白无显著影响(P>0.05)。与空白组相比,模型组甘油三酯以及胆固醇升高(P<0.01);与模型组相比,3MA能够降低甘油三酯(P<0.05),加味黄芪赤风汤以及替米沙坦对甘油三酯以及胆固醇无显著影响(P>0.05)。(2)改善肾脏病理损伤:各组大鼠肾组织经HE、Masson、PAS染色后,光镜下观察肾脏病理改变。空白组大鼠肾组织可见肾小球结构完整,血管腔清晰,球囊比例正常,肾小球内未见明显系膜细胞增多以及系膜基质沉积;肾小管排列规则,小管上皮细胞正常。模型组肾小球出现代偿性扩张或萎缩,系膜细胞增生,系膜基质沉积,胶原纤维增多;肾小管排列紊乱,囊性扩张或萎缩,小管上皮细胞肿胀、变性。加味黄芪赤风汤组、3MA组、3MA+加味黄芪赤风汤组以及替米沙坦组的肾小球以及肾小管病变均不同程度减轻。透射电镜结果显示,加味黄芪赤风汤、3MA以及替米沙坦能够缓解阿霉素诱导的足细胞足突融合。免疫组化结果显示,加味黄芪赤风汤、3MA以及替米沙坦能够下调肾脏纤维化指标FN、LN、Col Ⅳ的表达。(3)调节肾脏自噬:Western blot检测各组大鼠肾组织中LC3、beclin-1、p62的表达。与空白组相比,模型组大鼠肾组织LC3Ⅱ/LC3Ⅰ、beclin-1、p62表达上调(P<0.01),加味黄芪赤风汤组、3MA组、3MA+加味黄芪赤风汤组以及替米沙坦组LC3Ⅱ/LC3Ⅰ、beclin-1、p62表达下调(P<0.05)。LC3免疫荧光结果与Western blot结果一致,模型组大鼠肾小球LC3荧光表达增多,加味黄芪赤风汤组、3MA组、3MA+加味黄芪赤风汤组以及替米沙坦组LC3荧光表达减少。(4)调控P13K/AKT/mTOR及AMPK/mTOR自噬通路:Western blot检测各组大鼠肾组织中的p-PI3K、PI3K、p-AKT、AKT、p-AMPK、AMPK、p-mTOR、mTOR的表达。结果显示,模型组p-PI3K/PI3K、p-AKT、AKT以及p-mTOR/mTOR表达下调(P<0.01),p-AMPK/AMPK表达上调(P<0.01)。与模型组相比,加味黄芪赤风汤能够上调p-PI3K/PI3K、p-AKT、AKT以及p-mTOR/mTOR的表达(P<0.05),下调p-AMPK/AMPK的表达(P<0.01);3MA+加味黄芪赤风汤以及替米沙坦能够上调p-PI3K/PI3K、p-mTOR/mTOR的表达(P<0.01),下调p-AMPK/AMPK的表达(P<0.05)。阿霉素肾病大鼠肾脏PI3K/AKT/mTOR信号通路受抑,同时AMPK/mTOR信号通路激活,而加味黄芪赤风汤能够拮抗该作用。结论:(1)加味黄芪赤风汤能够减少阿霉素肾病大鼠尿蛋白,改善肾脏病理损伤。(2)3MA能够减少阿霉素肾病大鼠尿蛋白,改善肾脏病理损伤,表明过度自噬是导致肾脏损伤的重要机制;加味黄芪赤风汤与3MA共用未能进一步减少尿蛋白以及改善肾脏病理损伤,表明抑制过度自噬是加味黄芪赤风汤的主要作用机制。(3)加味黄芪赤风汤通过激活PI3K/AKT/mTOR信号通路,同时抑制AMPK/mTOR信号通路,抑制过度自噬,发挥肾脏保护作用。实验二加味黄芪赤风汤调控PI3K/AKT/mTOR及AMPK/mTOR自噬通路交互作用保护足细胞目的:通过培养体外足细胞,观察加味黄芪赤风汤的足细胞保护作用,基于PI3K/AKT/mTOR以及AMPK/mTOR信号通路,探讨加味黄芪赤风汤的自噬调控机制。方法:体外培养足细胞,建立阿霉素足细胞损伤模型,采用CCK-8法检测足细胞的活性,筛选合适的造模浓度以及时间。制备加味黄芪赤风汤含药血清。足细胞分为空白组、模型组、加味黄芪赤风汤低剂量组、加味黄芪赤风汤中剂量组、加味黄芪赤风汤高剂量组、3MA组以及雷帕霉素组。采用CCK-8法检测足细胞活性,Western blot检测足细胞损伤相关蛋白nephrin、podocin的表达,以及自噬相关蛋白LC3、beclin-1、p62、mTOR的表达,透射电镜观察足细胞内自噬小体,溶酶体荧光探针评价自噬流水平。经Pik3r1 siRNA以及Prkaa1/Prkaa2过表达质粒干预后,Western blot检测PI3K、AKT以及AMPK的表达。结果:(1)保护足细胞:采用0.2μg/mL阿霉素,干预24h,建立阿霉素足细胞损伤模型。采用CCK-8法检测足细胞活性,与空白组相比,模型组足细胞活性下降,差异具有统计学意义(P<0.01);与模型组相比,加味黄芪赤风汤低、中、高剂量含药血清能够提高足细胞活性(P<0.01),3MA也能够提高足细胞活性(P<0.05),雷帕霉素与模型组相比无显著差异。Western blot结果显示,与空白组相比,模型组nephrin、podocin表达下调,差异具有统计学意义(P<0.01);与模型组相比,加味黄芪赤风汤含药血清以及3MA能够上调nephrin、podocin的表达;雷帕霉素下调nephrin、podocin的表达(P<0.05)。(2)调节足细胞自噬:Western blot结果显示,与空白组相比,模型组LC3Ⅱ/LC3 Ⅰ、beclin-1 表达上调(P<0.01),p62、p-mTOR/mTOR 表达下调(P<0.01);与模型组相比,加味黄芪赤风汤含药血清以及3MA能够下调LC3 Ⅱ/LC3 Ⅰ、beclin-1的表达,上调p62、p-mTOR/mTOR的表达;雷帕霉素能够上调LC3 Ⅱ/LC3 Ⅰ、beclin-1的表达(P<0.01)。LC3免疫荧光结果与Western blot结果一致,模型组足细胞LC3表达增多,加味黄芪赤风汤含药血清干预后LC3表达减少。透射电镜观察加味黄芪赤风汤组足细胞内自噬小体的数量减少,溶酶体荧光探针结果显示溶酶体荧光减弱,自噬流的水平下调。(3)调控PI3K/AKT/mTOR及AMPK/mTOR自噬通路交互作用:Western blot结果显示,应用阿霉素干预足细胞后,p-PI3K/PI3K以及p-AKT/AKT表达下降(P<0.01),p-AMPK/AMPK表达升高(P<0.01);与阿霉素干预组相比,加味黄芪赤风汤能够上调p-PI3K/PI3K以及p-AKT/AKT的表达(P<0.01),下调p-AMPK/AMPK的表达(P<0.01)。通过Pik3r1 siRNA抑制足细胞PI3K的表达,拮抗加味黄芪赤风汤对PI3K/AKT/mTOR信号通路的激活作用,加味黄芪赤风汤下调p-AMPK/AMPK表达的作用仍然存在(P<0.01);通过Prkaa1/Prkaa2过表达质粒提高AMPK的表达,拮抗加味黄芪赤风汤对AMPK/mTOR信号通路的抑制作用,加味黄芪赤风汤上调p-PI3K/PI3K以及p-AKT/AKT表达的作用仍然存在(P<0.01)。结论:(1)加味黄芪赤风汤能够缓解阿霉素诱导的足细胞损伤。(2)3MA也能够缓解阿霉素诱导的足细胞损伤,而雷帕霉素加重足细胞损伤,说明阿霉素诱导的足细胞自噬为过度自噬;加味黄芪赤风汤能够下调自噬流,抑制阿霉素诱导的过度自噬。(3)加味黄芪赤风汤能够激活PI3K/AKT/mTOR信号通路,同时抑制AMPK/mTOR信号通路,调控二者维持自噬平衡的交互作用,从而抑制过度自噬,发挥足细胞保护作用。实验三加味黄芪赤风汤成分鉴定目的:对加味黄芪赤风汤的汤剂以及含药血清中的成分进行鉴定,以探讨加味黄芪赤风汤肾脏保护作用以及自噬调节机制的物质基础。方法:制备加味黄芪赤风汤的汤剂以及含药血清,采用超高效液相色谱-串联质谱技术,应用清华大学药学技术中心平台,根据一级质谱图以及二级特征碎片离子进行成分对比分析,鉴定加味黄芪赤风汤中的成分。结果:对加味黄芪赤风汤的汤剂以及含药血清成分进行鉴定,其中加味黄芪赤风汤的汤剂检测出57种成分,含药血清检测出20种成分,推测加味黄芪赤风汤的肾脏保护作用以及自噬调节机制与检测出的成分有关。结论:根据分析结果,并结合文献研究,黄芪成分黄芪甲苷、毛蕊异黄酮、毛蕊异黄酮-7-O-β-D-葡萄糖苷、芒柄花素、黄芪皂苷Ⅱ,赤芍成分芍药苷、丹皮酚,穿山龙成分原薯蓣皂苷、薯蓣皂苷元、薯蓣皂苷,白花蛇舌草成分车叶草酸,赤芍以及芡实成分没食子酸,以上成分可能是加味黄芪赤风汤肾脏保护作用以及自噬调节机制的物质基础。
其他文献
输配电价改革后,国家发改委相继发布输配电价成本监审和电价监管办法,要求按期披露投资、运行、成本和电价执行等方面信息;财政部出台电网经营行业产品成本核算制度,要求电网企业划小成本核算单元,从电压等级、成本属性等多维度对业务活动进行记录与反映。随着内部精益管理持续提升,业务创新发展和数据价值挖掘需求呈“井喷”趋势,跨部门流程贯通、跨专业数据共享需求普遍而迫切,但“穿墙打洞、中转复制”的集成方式和数据“
生态系统服务(Ecosystem Service,简称ES)的提出将众多的研究主题囊括其中,为多学科综合研究甚至是跨学科研究提供了概念框架,因此ES研究成为地理学、生态学、管理学等多学科交叉研究的热点与难点。ES的供应、需求与时空平衡研究是人地复合系统有效调控的前提。本文以红河哈尼梯田核心区为研究区,以核心区2010年、2015年、2020年三期土地利用图为研究基础,以土地利用类型为研究的物理基本
煤泥浮选作为选煤厂的重要工艺环节,浮选系统智能化建设对选煤厂整体智能化建设有着重大意义。目前煤泥浮选生产中由于没有精确的生产指标测量手段,生产状况只能通过现场操作人员的工作经验进行判断,药剂添加量通常也是基于现场操作经验主观判断进行人为设定。这种操作方式就使得现场工作人员的劳动强度偏高,而且现场操作人员往往还因为主观因素判断失误,使得药剂添加量过高或过低,导致精煤品位和尾煤品位不稳定或者药剂过度损
目的了解贵州某镉污染区农作物污染状况及人群镉暴露水平。方法通过随机抽样方法获得调查人群(1 349人),采用三日询问法获得人群膳食消费量,原子吸收法测定膳食镉含量,电感耦合等离子质谱检测尿镉用于内暴露评估。结果采集粮食样品957份。完成186人的膳食调查和1 349人尿样筛查。污染区玉米、土豆及青菜的镉含量超过食物中镉限量值,青菜镉含量(均值0.2 mg/kg)高于其他食物,青菜镉的贡献达50.8
“十四五”时期,我国要致力于完善多层次的中国特色社会养老保障体系,更好地增进人民福祉。要实现这个目标,必须不断优化我国社会保险基金运营管理水平,实现社会养老保险基金不断增值,以保障养老保险基金长期可持续运营。文章通过分析我国社会养老保险基金2004-2019年统计数据的收入、支出及结余的发展态势,指出目前我国社会保险基金运营存在收支结构失衡、投资绩效不高、监管不完善等问题,并剖析造成这种问题的深层
<正>哈政办规[2019]16号各区、县(市)人民政府,市政府各委、办、局,各有关单位:经市政府同意,现将《哈尔滨市战略性新兴产业投资基金管理暂行办法》予以印发,请认真贯彻执行。2019年8月20日哈尔滨市战略性新兴产业投资基金管理暂行办法第一章总则第一条为充分发挥战略性新兴产业投资基金(以下简称投资基金)的撬动作用,引导社会资本更多投向新经济领域,培育带动产业链延伸、促进产业集群化发展的龙头企业
期刊
通过分析航空航天轻质材料及制造技术的相关专利,得到该技术领域的国内外专利申请现状和总体发展趋势,包括专利申请发展趋势、主要专利申请人的技术分布、重点技术领域、技术发展趋势等,为我国航空航天轻质材料的发展提供参考和建议。
新时代的信息技术教育培养未来的“数字公民”,关注学科核心素养的落地。新课程标准明确强调以学科大概念为核心促进学科核心素养的转化。以大概念引领高中信息技术教材内容的加工,通过依循逻辑关系重构教学序列,依循知识境脉理清教学思路,依循学习进阶诊断教学水平,以形成整合性的教学样态,为当前高中信息技术教材的使用提供借鉴。
<正>《“十四五”数字经济发展规划》指出,数字经济是继农业经济、工业经济之后的主要经济形态。在数字经济时代,数字基础设施成为拉动经济增长的基础和动力,是通向数字孪生的“铁公基”,是数字孪生世界构想落地的基础支撑和关键引擎[1]。数字孪生作为践行智能制造、工业4.0、工业互联网、智慧城市等先进理念的使能技术与手段,受到学术界和企业界的广泛关注[2]。本文从专利视角分析数字孪生技术全球发展现状,并提出
期刊