倍半萜内酯改善2型糖尿病肾病肾小管白蛋白摄取的机制初探
研究背景及目的:糖尿病肾病是糖尿病微血管病变的严重并发症之一，糖尿病肾病疾病进展程度可由尿白蛋白量间接反映。尿中白蛋白增多可加速肾小球硬化、肾小管间质纤维化和肾功能减退。此外在糖尿病患者中白蛋白尿与肾脏事件、心血管事件和全因死亡率密切相关，尿中白蛋白水平升高是肾脏事件的强烈预测因子。近几年研究发现在糖尿病肾病的早期阶段，尿中白蛋白增多由肾小管重吸收功能受损所致，然而其潜在的机制尚未完全阐明。目前研究表明，2型糖尿病以胰岛素信号受损导致胰岛素抵抗为特点，而慢性亚急性炎症是导致胰岛素抵抗的重要参与因素之一。临床研究提示尿中白蛋白与胰岛素抵抗密切相关，但其中机制尚未阐述明确。在该研究中，我们猜想肾脏局部炎症反应损伤胰岛素信号通路是促进尿中白蛋白增多的原因之一。我们进一步探究减轻炎症反应并改善胰岛素信号受损，能否改善糖尿病肾病肾小管对白蛋白的摄取，从而为减轻白蛋白尿提供新的治疗思路。 研究方法:1)构建糖尿病肾病动物模型，利用倍半萜内酯(Parthenolide，PTN)建立药物干预组。筛选8周龄的db/db(C57BLKS/J-LepRdb/LepRdb)小鼠和db/m(C57BLKS/J-LepRdb/+)小鼠作为研究对象，将实验小鼠分为三组:db/m组(db/m小鼠组/正常对照组)、db/db组(db/db小鼠组/糖尿病肾病组)、db/db+PTN组(db/db小鼠+PTN组/PTN干预组)。在db/db+PTN组，给予db/db小鼠隔日1次腹腔注射1mg/kg核转录因子κB抑制剂PTN，并给予db/m组及db/db组小鼠等剂量的药物溶解液作对照处理。药物处理8周后留取各组16周龄小鼠的血、尿及肾组织标本，检测肾脏核转录因子κBp65水平、胰岛素信号通路蛋白p-AKT/AKT表达水平、白蛋白受体amnionless-cubilin表达水平。2)体外培养HKC细胞，用100nM胰岛素刺激HKC细胞，检测HKC细胞amnionless-cubilin表达水平和细胞摄取白蛋白能力改变。体外模拟2型糖尿病肾病病理状态，用25ng/ml肿瘤坏死因子α刺激HKC细胞，检测核转录因子κBp65水平、p-IRS-1/IRS-1及p-AKT/AKT表达、amnionless-cubilin表达和细胞对白蛋白摄取变化;并予5μmol/LPTN进行干预后，检测相应观察指标的变化。 研究结果:1)16周龄db/db小鼠较db/m小鼠全身胰岛素抵抗指数(Homeostatic model assessment for insulin resistance, HOMA-IR)水平升高(P＜0.05)，尿白蛋白肌酐比值(Urine albumin-to-creatinine ratio，UACR)水平升高(P＜0.05)。与db/db小鼠比较，PTN干预后db/db小鼠HOMA-IR水平降和UACR水平略有降低趋势，但差异无统计学意义(P＞0.05)。 2)小鼠肾脏组织经PAS染色后，与db/m小鼠相比较，db/db小鼠可见肾小球肥大、系膜基质增多及系膜区扩张。经PTN干预后，db/db+PTN组小鼠上述病理变化较db/db小鼠减轻。 3)与db/m小鼠比较，db/db小鼠肾脏组织核转录因子κBp65表达水平增加，Akt(Ser473)磷酸化水平降低(P＜0.05)。PTN能够显著降低小鼠肾脏转录因子κBp65的表达水平，改善AKT(Ser473)磷酸化的下降水平(P＜0.05)。与db/m小鼠比较，db/db小鼠肾脏白蛋白受体amnionless和cubilin的表达水平降低，而PTN能够部分逆转这一变化，能够显著改善cubilin的降低(P＜0.05)。 4)胰岛素可促进HKC细胞的amnionless和cubilin表达水平升高(P＜0.05)，从而促进白蛋白的摄取增加(P＜0.05)。经肿瘤坏死因子α刺激后，HKC细胞的肿瘤坏死因子κBp65表达水平显著增高，并且IRS-1(Ser307)磷酸化水平表达增高，而AKT(Ser473)磷酸化水平降低(P＜0.05)。PTN能够显著降低HKC细胞肿瘤坏死因子κBp65的表达水平，逆转IRS-1(Ser307)及AKT(Ser473)的磷酸化水平(P＜0.05)。肿瘤坏死因子α能够减少HKC细胞amnionless和cubilin的表达水平(P＜0.05)，而PTN能够部分逆转这一变化，能够显著改善cubilin的降低(P＜0.05)。 研究结论:本研究发现肾脏局部炎症损伤胰岛素信号通路可以引起amnionless和cubilin表达减低，进而引起肾小管白蛋白摄取减少。PTN能够通过减轻炎症反应，重塑受损的胰岛素信号通路，改善肾小管上皮细胞白蛋白受体的表达，进而增加肾小管白蛋白的摄取。
2型糖尿病肾病;肾小管白蛋白摄取;倍半萜内酯
中国医学科学院北京协和医学院
博士
内科学（肾脏病）
李雪梅
2019
中文
R587.2
2020-06-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）