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长链非编码生长停滞特异性蛋...损伤及纤维化分子机制的研究_邹宏昌.pdf

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资源描述

1、中国糖尿病杂志2023年1月第31卷第1期Chin J Diabetes,January 2023,Vol.31,No.1 糖尿病基础研究 长链非编码生长停滞特异性蛋白6反义RNA1靶向miRNA374a3p调控高糖诱导的人肾小管上皮细胞损伤及纤维化分子机制的研究邹宏昌朱淑英高明明徐曼徐承云涂卫平秦晓华【摘要】目的探讨长链非编码生长停滞特异性蛋白 6 反义 RNA1(LncRNA DLX6-AS1)对高糖诱导的人肾小管上皮细胞 HK-2 损伤及纤维化的影响及其可能作用机制。方法高糖诱导 HK-2 细胞建立细胞损伤模型,实验分为正常对照(Con)组、高糖组(HG)、LncRNA DLX6-AS1

2、 小分子干扰RNA 阴性对照(si-NC)+HG 组(si-NC+HG 组)、LncRNA DLX6-AS1 小分子干扰 RNA(si-LncRNADLX6-AS1)+HG 组(si-LncRNA DLX6-AS1+HG 组)、miR-374a-3p 寡核苷酸模拟物阴性对照 mimicNC 序列(miR-NC)+HG 组(miR-NC+HG 组)、miR-374a-3p 寡核苷酸模拟物(miR-374a-3p mimics)+HG 组(miR-374a-3p+HG 组)、miR-374a-3p 特异性寡核苷酸抑制剂阴性对照(anti-miR-NC)+si-LncRNA DLX6-AS1+HG

3、组(anti-miR-NC+si-LncRNA DLX6-AS1+HG 组)、miR-374a-3p 特异性寡核苷酸抑制剂(anti-miR-374a-3p)+si-LncRNA DLX6-AS1+HG 组(anti-miR-374a-3p+si-LncRNADLX6-AS1+HG 组)。qRT-PCR 法检测 LncRNA DLX6-AS1、miR-374a-3p 表达,ELISA 法检测 TNF-、IL-1 水平,双荧光素酶报告实验检测 LncRNA DLX6-AS1 和 miR-374a-3p 的靶向关系,Western blot 法检测人平滑肌肌动蛋白(-SMA)、纤维连接蛋白(Fn)

4、、I 型胶原 1 链(COL1a1)、COL3a1 蛋白表达量。结果转染 si-LncRNA DLX6-AS1 或 miR-374a-3p mimic 可降低 TNF-、IL-1 水平和-SMA、Fn、COL1a1、COL3a1 蛋白水平(P0.05)。LncRNA DLX6-AS1 可靶向调节 miR-374a-3p 表达。共转染 anti-miR-374a-3p与si-LncRNADLX6-AS1可恢复转染si-LncRNADLX6-AS1对 HG 诱导的 HK-2 细胞炎症及纤维化作用。结论干扰 LncRNA DLX6-AS1 表达可通过上调 miR-374a-3p 表达抑制高糖诱导的肾

5、小管上皮细胞炎症反应及纤维化。【关键词】长链非编码生长停滞特异性蛋白 6 反义 RNA1;miR-374a-3p;人肾小管上皮细胞;肾脏纤维化doi:10.3969/j.issn.1006-6187.2023.01.013Molecular mechanism of LncRNA DLX6AS1 regulates human renal tubular epithelial cell damage andfibrosisinducedbyhighglucosebytargetingmiR374a3p ZOUHongchang,ZHUShuying,GAOMingming,et al.Depa

6、rtment of Nephrology,Second Affiliated Hospital of Nanchang University,Nanchang 330006,ChinaCorresponding author:QIN Xiaohua,Email:【Abstract】ObjectiveTo explore the effect of LncRNA DLX6-AS1 on the injury and fibrosis ofhuman renal tubular epithelial cells HK-2 induced by high glucose and its possib

7、le mechanism.MethodsHK-2 cells were induced by high glucose to establish a cell damage model.Experimental groups were asfollows:Con group,HG group,si-NC+HG group,si-LncRNA DLX6-AS1+HG group,miR-NC+HGgroup,miR-374a-3p+HG group,anti-miR-NC+si-LncRNA DLX6-AS1+HG group,anti-miR-374a-3p+si-LncRNA DLX6-AS

8、1+HG group.qRT-PCR method was used to detect the expression of LncRNADLX6-AS1,miR-374a-3p.ELISA method was used to measure the levels of TNF-and IL-1.The dual基金项目:江西省教育厅科技技术研究项目(190075)作者单位:330006 南昌大学第二附属医院肾内科通信作者:秦晓华,Email: 60中国糖尿病杂志2023年1月第31卷第1期Chin J Diabetes,January 2023,Vol.31,No.1luciferase

9、reporter experiment was used to evaluate the targeting relationship between LncRNA DLX6-AS1and miR-374a-3p.Western blot method was used to test the protein expression of-SMA,Fn,COL1a1,and COL3a1.ResultsTransfection of si-LncRNA DLX6-AS1 or miR-374a-3p mimic could reduce thelevels of TNF-,IL-1 and th

10、e protein levels of-SMA,Fn,COL1a1,COL3a1(P0.05).LncRNADLX6-AS1 could target the expression of miR-374a-3p.Co-transfection of anti-miR-374a-3p and si-LncRNADLX6-AS1 could restore the effect of transfection of si-LncRNA DLX6-AS1 on the inflammation and fibrosisof HK-2 cells induced by HG.ConclusionInt

11、erfering with the expression of LncRNA DLX6-AS1 couldinhibit the inflammatory response and fibrosis of renal tubular epithelial cells induced by high glucose byup-regulating the expression of miR-374a-3p.【Key words】LncRNA DLX6-AS1;miR-374a-3p;Human renal tubular epithelial cells;Kidney fibrosisDKD 是

12、 DM 主要并发症,是造成 DM 患者死亡的重要原因,肾小管间质中 ECM 沉积可引起慢性肾功能衰竭,肾小管上皮细胞损伤是 DKD 主要诱因,其纤维化也参与 DKD 发生1。长链非编码RNA(LncRNA)异常表达在 DM 等多种疾病中发挥重要调控作用,与微小 RNA(miRNA)或蛋白质结合参与转录后调控2-4。长链非编码生长停滞特异性蛋白 6 反义 RNA1(LncRNA DLX6-AS1)在DKD 患者血清中表达升高,可能参与 DKD 发生发展5。生物信息学预测分析6显示,LncRNADLX6-AS1 与 miR-374a-3p 存 在 结 合 位 点,miR-374a 在 DKD 患

13、者 血 清 中 显 著 低 表 达,miR-374a-3p 是 miR-374a 亚型,在 DKD 患者血清中有相同表达趋势。脓毒症患者血清与脂多糖诱导的肾小管上皮细胞中 miR-374a-3p 表达量降低,上调其表达可抑制细胞凋亡及炎症细胞因子分泌7。本研究通过高糖诱导人肾小管上皮细胞 HK-2 建立细胞损伤模型,探讨 LncRNA DLX6-AS1 通过靶向 miR-374a-3p 参与肾小管上皮细胞损伤及纤维化过程,旨在为临床治疗提供依据。材料与方法一、实验材料人肾小管上皮细胞 HK-2 购自上海通派生物科技有限公司;D-葡萄糖购自北京依托华茂生物科技有限公司;DMEM 培养液与胎牛血清

14、购自美国 Gibco 公司;Lipofectamine2000、Trizol 试剂购自美国 Invitrogen 公司;逆转录试剂盒、2SYBRGreen PCR Master Mix 试剂盒购自宝生物工程(大连)有限公司;LncRNA DLX6-AS1 小分子干扰RNA(si-LncRNA DLX6-AS1)及 其 阴 性 对 照(si-NC)、miR-374a-3p 寡核苷酸模拟物(miR-374a-3pmimics)及阴性对照 mimic NC 序列(miR-NC)、miR-374a-3p 特异性寡核苷酸抑制剂(anti-miR-374a-3p)及其阴性对照(anti-miR-NC)购自

15、广州市锐博生物科技有限公司;LncRNA DLX6-AS1 过表达载体(pcDNA-LncRNA DLX6-AS1)及其对照载体(pcDNA)购自上海吉满生物;TNF-、IL-1 检测试剂盒购自南京建成生物工程研究所;兔抗人人平滑肌肌动蛋白(-SMA)、纤维连接蛋白(Fn)抗体与二抗购自美国 Abcam;兔抗人 I 型胶原 1链(COL1a1)、I 型胶原 3 链(COL3a1)抗体购自美国 Protein Technology;二喹啉甲酸(BCA)蛋白检测试剂盒购自美国 Thermo Fisher;ECL 发光液购自美国 Millipore;荧光素酶活性检测试剂盒购自美国 Promega。二

16、、实验方法1.实验分组:HK-2 细胞培养于含有 10%胎牛血清的低糖 DMEM 培养液中,于 37、5%CO2培养箱培养,23 d 传代 1 次。5.5 mmol/L D-葡萄糖培养基培养 HK-2 细胞 24 h,记为正常对照组(Con),5.5 mmol/L D-葡萄糖与 24.5 mmol/L 甘露醇培养基培养 HK-2 细胞 24 h,记为渗透压对照组(OSM),30 mmol/L D-葡 萄 糖 培 养 基 培 养HK-2 细 胞 24 h8,记 为 高 糖 组(HG)。采 用Lipofectamine2000 转 染 试 剂 分 别 将 si-NC、si-LncRNA DLX6-

17、AS1、miR-NC、miR-374a-3pmimics、anti-miR-NC 与 si-LncRNA DLX6-AS1、anti-miR-374a-3p与 si-LncRNA DLX6-AS1 转染至HK-2 细胞后,加入 30 mmol/L D-葡萄糖培养基培养 HK-2 细胞 24 h,分别记为 si-NC+HG 组、si-LncRNA DLX6-AS1+HG 组、miR-NC+HG 61中国糖尿病杂志2023年1月第31卷第1期Chin J Diabetes,January 2023,Vol.31,No.1组、miR-374a-3p+HG 组、anti-miR-NC+si-LncRN

18、ADLX6-AS1+HG组、anti-miR-374a-3p+si-LncRNA DLX6-AS1+HG 组。2.qRT-PCR 检 测 LncRNA DLX6-AS1、miR-374a-3p 表达水平:Trizol 法提取患者血清总RNA 及 HK-2 细胞总 RNA,采用逆转录试剂盒将RNA 合成 cDNA,以 cDNA 为模板进行 qRT-PCR反应,按照试剂盒说明书配制反应体系与设置反应程序。应用 ABI StepOnePlus 荧光定量 PCR 仪检测 LncRNA DLX6-AS1、miR-374a-3p 相对表达量。3.ELISA 法检测 TNF-、IL-1 水平:收集各组 HK

19、-2 细胞培养上清液,采用 ELISA 法检测TNF-、IL-1 水平,严格按照试剂盒说明书操作。4.双荧光素酶报告基因检测LncRNADLX6-AS1和 miR-374a-3p 的 靶 向 关 系:Starbase 预 测LncRNA DLX6-AS1 基因序列上含有 miR-374a-3p的互补序列,构建野生型(WT)载体 LncRNADLX6-AS1-WT 与突变型(MUT)载体 LncRNADLX6-AS1-MUT,分别与 miR-NC、miR-374a-3pmimics 共转染至 HK-2 细胞,分别检测细胞荧光素酶活性。参照 Lipofectamine2000 说明书分别将pcDN

20、A、pcDNA-LncRNA DLX6-AS1、si-NC、si-LncRNA DLX6-AS1 转染至 HK-2 细胞,采用qRT-PCR 法检测细胞中 miR-374a-3p 表达量。5.Western blot 法检测-SMA、Fn、COL1a1、COL3a1 蛋白表达量:收集各组 HK-2 细胞加入蛋白裂解液后冰上裂解 30 min,12000 r 离心 15 min,取 30 g 蛋白样品加入 5SDS 上样缓冲液高温煮沸 10 min,蛋白变性,采用 SDS-PAGE 分离蛋白,转 膜、封 闭 后 加 入 -SMA(1:1000)、Fn(1:1000)、COL1a1(1:1000)

21、、COL3a1(1:1000)与内参-actin(1:2000)一抗稀释液,4孵育 24 h,TBST 洗膜后加入二抗稀释液(1:5000),室温孵育 1 h,应用 ImageJ 软件分析条带灰度值。三、统计学处理采用 SPSS 21.0 软件进行统计学分析。正态分布计量资料以 xs 表示,两组间比较采用独立样本 t 检验,多组间比较采用单因素方差分析。以P0.05 为差异有统计学意义。结果一、各组 LncRNA DLX6-AS1、miR-374a-3p 表达水平比较与Con、OSM组比较,HG组LncRNADLX6-AS1表 达 升 高(P0.05),miR-374a-3p 表 达 降 低(

22、P0.05)。与 si-NC+HG 组比较,si-LncRNADLX6-AS1+HG 组 LncRNA DLX6-AS1 表达降低(P0.05)。与 miR-NC+HG 组比较,miR-374a-3p+HG 组 miR-374a-3p 表达升高(P0.05)。与anti-miR-NC+si-LncRNA DLX6-AS1+HG 组比较,anti-miR-374a-3p+si-LncRNADLX6-AS1+HG组 miR-374a-3p 表达降低(P0.05)。(图 1)与 Con 组比较 vs Con group,*P0.05;与 OSM 组比较 vs OSM group,#P0.05;与 s

23、i-NC+HG 组比较 vs si-NC+HG group,P0.05;与 miR-NC+HG 组比较 vs miR-NC+HG group,P0.05;与 anti-miR-NC+si-LncRNA DLX6-AS1+HG 组比较 vs anti-miR-NC+si-LncRNADLX6-AS1+HG group,P0.05图 1各组 LncRNA DLX6-AS1、miR-374a-3p 表达水平比较Fig 1Comparison of LncRNA DLX6-AS1 and miR-374A-3p expression levels in each groups 62中国糖尿病杂志202

24、3年1月第31卷第1期Chin J Diabetes,January 2023,Vol.31,No.1二、各组 TNF-、IL-1 水平比较与 Con、OSM 组比较,HG 组 TNF-、IL-1 水平 升 高(P0.05)。与 si-NC+HG 组 比 较,si-LncRNA DLX6-AS1+HG 组 TNF-、IL-1 水平降低(P0.05)。与 miR-NC+HG 组比较,miR-374a-3p+HG 组 TNF-、IL-1 水平降低(P0.05)。与anti-miR-NC+si-LncRNADLX6-AS1+HG 组比较,anti-miR-374a-3p+si-LncRNADLX6-

25、AS1+HG 组 TNF-、IL-1 水 平 升 高(P0.05)。(图 2)与 Con 组比较,*P0.05;与 OSM 组比较,#P0.05;与 si-NC+HG 组比较,P0.05;与 miR-NC+HG 组比较,P0.05;与 anti-miR-NC+si-LncRNA DLX6-AS1+HG 组比较,P0.05图 2各组 TNF-、IL-1 水平比较Fig 2Comparison of TNF-and IL-1 levels among the nine groups三、各组-SMA、Fn、COL1a1、COL3a1 蛋白表达比较与 Con、OSM 组比较,HG 组-SMA、Fn、C

26、OL1a1、COL3a1 蛋白水平升高(P0.05)。与si-NC+HG 组比较,si-LncRNA DLX6-AS1+HG组-SMA、Fn、COL1a1、COL3a1 蛋白水平降低(P0.05);与 miR-NC+HG 组比较,miR-374a-3p+HG 组-SMA、Fn、COL1a1、COL3a1 蛋白水平降 低(P0.05);与 anti-miR-NC+si-LncRNADLX6-AS1+HG 组比较,anti-miR-374a-3p+si-LncRNA DLX6-AS1+HG 组 -SMA、Fn、COL1a1、COL3a1 蛋白水平升高(P0.05)。(图 3)四、LncRNA DL

27、X6-AS1 靶向 miR-374a-3p,调控 miR-374a-3p 表达Starbase 预测显示,LncRNA DLX6-AS1 与miR-374a-3p 存在结合位点。LncRNA DLX6-AS1过表达可抑制 miR-374a-3p 表达(P0.05),抑制LncRNA DLX6-AS1 表达可促进 miR-374a-3p 表达(P0.05)(图 4)。miR-374a-3p 过表达可降低野生型载体 LncRNA DLX6-AS1-WT 的荧光素酶活性(P0.05)。(表 1)63中国糖尿病杂志2023年1月第31卷第1期Chin J Diabetes,January 2023,V

28、ol.31,No.1与 NC 组比较,*P0.05;与 OSM 组比较,#P0.05;与 si-NC+HG 组比较,P0.05;与 miR-NC+HG 组比较,P0.05;与 anti-miR-NC+si-LncRNA DLX6-AS1+HG 组比较,P0.05图 3各组-SMA、Fn、COL1a1、COL3a1 蛋白表达Fig 3-SMA,Fn,COL1a1,COL3a1 protein expression among the nine groups与 pcDNA 组比较 vs pcDNA group,*P0.05,与 si-NC 组比较 vs si-NC group,#P0.05图 4L

29、ncRNA DLX6-AS1 靶向 miR-374a-3p,调控 miR-374a-3p 表达Fig 4LncRNA DLX6-AS1 targets miR-374a-3p and regulates the expression of miR-374a-3p 64中国糖尿病杂志2023年1月第31卷第1期Chin J Diabetes,January 2023,Vol.31,No.1表 1miR-NC 或 miR-374a-3p 转染野生型及突变型报告质粒共转染 HK-2 细胞后双荧光素酶活性检测(xs,n9)Tab 1Detection of dual luciferase activi

30、ty after miR-NC ormiR-374a-3p transfected with wild-type and mutantreporter plasmids co-transfected with HK-2 cells(xs,n9)Group组别miR-NCmiR-374a-3ptP相对荧光素酶活性Relative luciferase activityLncRNA DLX6-AS1-WT1.000.100.440.0316.0910.000LncRNA DLX6-AS1-MUT1.000.080.970.070.8470.410讨论DKD 是导致终末期肾病的主要原因,DM 患者体

31、内血糖含量持续升高可能引起 DKD 等多种并发症,血糖升高可通过肾小管上皮细胞炎症反应加重细胞损伤,LncRNA 是长度大于 200 个核苷酸的非编码 RNA 分子,不具备编码蛋白质功能,在多种疾病中发挥重要调控作用。LncRNA 在DKD 发 生 发 展 中 起 重 要 作 用,敲 低 LncRNALUCAT1 可抑制高糖诱导肾小管上皮细胞上皮-间质转化9。LINC00462 通过 AKT 途径促进高糖诱 导 的 肾 小 管 上 皮 细 胞 凋 亡10。LncRNAMALAT1 通过调节 miAV-23c/ELAVL1 表达促进高糖诱导的肾小管上皮细胞凋亡11。LncRNAMALAT1 在高

32、糖诱导的肾小管上皮细胞中上调,SIRT1 表达水平降低,抑制其表达可通过上调SIRT1 表达以减轻细胞损伤12。脂多糖诱导的肾小管上皮细胞中 LncRNADLX6-AS1 表达上调,并可通过靶向 miR-223-3p 表达而促进细胞凋亡13。同时 LncRNA DLX6-AS1在脑缺血/再灌注损伤、肿瘤等多种疾病中表达异常,可能通过充当 miRNA 竞争性内源 RNA 分子发挥作用14-15。本研究中高糖诱导的肾小管上皮细胞 TNF-、IL-1 水平升高,与既往研究16结果相似,提示成功建立细胞损伤模型。本研究发现,干扰 LncRNA DLX6-AS1 表达后高糖诱导的肾小管上皮细胞培养液中

33、TNF-、IL-1 水平降低,提示干扰 LncRNA DLX6-AS1 表达可抑制高糖诱导的肾小管上皮细胞炎症反应,减轻细胞炎性损伤。本研究中高糖诱导的肾小管上皮细胞中-SMA、Fn、COL1a1、COL3a1 蛋白水平升高,与既往研究17结果相似。肾脏间质纤维化是各种慢性肾病发展为终末期肾衰竭的重要环节,-SMA、Fn、COL1a1、COL3a1 均属于纤维化相关蛋白,抑制其表 达 可 逆 转 纤 维 化 发 生18。本 研 究 中 干 扰LncRNA DLX6-AS1 表达后高糖诱导的肾小管上皮细胞中-SMA、Fn、COL1a1、COL3a1 蛋白水平降低,提示干扰 LncRNA DLX6

34、-AS1 表达可抑制高糖诱导的肾小管上皮细胞纤维化发生。本研究证实,LncRNA DLX6-AS1 可靶向结合miR-374a-3p,并可负向调控 miR-374a-3p 表达,提示 LncRNA DLX6-AS1 可 能 通 过 负 向 调 控miR-374a-3p 表 达 而 促 进 DKD 发 生 发 展。miR-374a-3p 在骨关节炎软骨细胞中表达量降低,上调其表达可抑制细胞凋亡,减轻细胞损伤19。本研究中 DKD 患者血清中 miR-374a-3p 表达低于NC 组,且高糖诱导的肾小管上皮细胞中 miR-374a-3p表达降低,进一步研究发现,miR-374a-3p 过表达可降低

35、高糖诱导的肾小管上皮细胞中 TNF-、IL-1 水平及-SMA、Fn、COL1a1、COL3a1 蛋白水平,提示 miR-374a-3p 过表达可抑制高糖诱导的肾小管上皮细胞损伤及纤维化。本研究采用干扰LncRNA DLX6-AS1 表达与抑制 miR-374a-3p 表达联合作用于高糖诱导的肾小管上皮细胞,结果显 示,TNF-、IL-1、-SMA、Fn、COL1a1、COL3a1 蛋白水平升高,提示 LncRNA DLX6-AS1可通过抑制 miR-374a-3p 表达以促进高糖诱导的肾小管上皮细胞损伤及纤维化。综上所述,DKD 患者血清与高糖诱导的肾小管上皮细胞中 LncRNA DLX6-

36、AS1 表达升高,而miR-374a-3p 表达降低,LncRNA DLX6-AS1 可充当 miR-374a-3p 竞争性内源 RNA 分子发挥作用,干扰 LncRNA DLX6-AS1 表达可通过负向调控miR-374a-3p 表达而抑制高糖诱导的肾小管上皮细胞炎症反应及纤维化发生,为进一步揭示 DKD 发生机制奠定基础。65中国糖尿病杂志2023年1月第31卷第1期Chin J Diabetes,January 2023,Vol.31,No.1参考文献1 杨莹,范秋灵,李露露,等.miRNA-148b 靶向 AMPK1 通过氧化应激介导高糖诱导的人肾小管上皮细胞凋亡.中华肾脏病杂志,20

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45、高糖诱导的肾小管上皮细胞损伤及炎症因子分泌的影响.临床肾脏病杂志,2020,20:579-585.17李青云,张祥,唐凤娟,等.松果菊苷对高糖诱导的人肾小管上皮细胞上皮间质转化及纤维化的影响.武汉大学学报:医学版,2020,41:199-204.18袁 淑 菁,梁 景 南,张 铭,等.CircRNA_005647 通 过 结 合miR-27b-3p 抑制小鼠心肌成纤维细胞中纤维化相关基因表达.南方医科大学学报,2019,39:1312-1319.19Shi FL,Ren LX.Up-regulated miR-374a-3p relieves lipopolysac-charides induced injury in CHON-001 cells via regulating winglesstype MMTV integration site family member 5B.Mol CellProbes,2020,51:101541-101551.(收稿日期:2021-05-10)(本文编辑:王莹)66

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