內脂素對腎小球系膜細胞外基質表達的影響

陳林 黃國良

[摘要] 目的 探討內脂素對大鼠腎小球系膜細胞（GMCs）細胞外基質表達的影響。方法 體外培養GMCs，隨機分為對照組和不同濃度內脂素（25、50、100、200 ng/mL）干預組，逆轉錄PCR（RT-PCR）檢測GMCs纖維連接蛋白（FN）和Ⅰ型膠原（COLⅠ）mRNA，Western印記測定FN、COLⅠ蛋白。結果 不同濃度內脂素干預GMCs 24 h后，細胞FN及COLⅠ的mRNA和蛋白表達均較對照組增多（P<0.05），且隨著內脂素濃度增加，其表達呈逐漸增加的趨勢（P<0.05）。結論 內脂素呈一定的濃度依賴性促進GMCs細胞外基質表達，可能參與糖尿病腎病的發生發展。

[關鍵詞] 糖尿病腎病；內脂素；纖維連接蛋白；Ⅰ型膠原

[中圖分類號] R589 [文獻標識碼] A [文章編號] 1672-4062（2018）10（b）-0001-04

[Abstract] Objective To investigate the effect of visfatin on the expression of extracellular matrix in rat mesangial cells （GMCs）. Methods GMCs were cultured in vitro and randomly divided into control group and intervention group with different concentrations of visfatin（25 ng/mL，50 ng/mL，100 ng/mL， 200 ng/mL）. Reverse transcription-PCR（RT-PCR） was used to detect GMCs fibronectin（FN） and type I collagen，（COLI） mRNA，Western blotting to determine FN，COLI protein. Results After treatment with different concentrations of lipoprotein for 24 hours， the mRNA and protein expressions of FN and COLI increased compared with the control group（P<0.05），and the expression increased gradually with the increase of visfatin concentration（P<0.05）. Conclusion The visfatin promotes the expression of extracellular matrix of GMCs in a concentration-dependent manner， which may be involved in the development of diabetic nephropathy.

[Key words] Diabetic nephropathy； Visfatin； Fibronectin； Type I collagen

糖尿病腎病（Diabetic nephropathy，DN）是以系膜細胞增生、細胞外基質（Extracellular matrix，ECM）沉積及腎小球硬化為主要特征。系膜細胞ECM成分包括膠原纖維（Collagen，COL）、纖維連接蛋白（Fibronectin，FN）、層粘連蛋白等。內脂素是新近發現的一種細胞因子，具有促炎作用[1-2]。有研究顯示DN患者血漿內脂素水平明顯升高[3]，體外實驗[4-5]亦表明，內脂素還具有促纖維化作用，可能參與DN發生發展。國內關于內脂素與DN的關系研究報道較少。該研究旨在通過體外培養GMCs，觀察內脂素對GMCs ECM表達的影響。

1 材料與方法

1.1 細胞與主要試劑

大鼠腎小球系膜細胞株（武漢大學中國典型培養物保藏中心），重組內脂素（美國Biovision公司），逆轉錄試劑盒（加拿大Fermentas公司），PCR 引物合成（上海生工股份有限公司），FN小鼠單抗、COLⅠ小鼠單抗（美國Santa Cruz公司）。

1.2 方法

1.2.1 細胞培養及分組 采用DMEM低糖培養液培養GMCs，置于37℃、5%CO2培養箱中，當細胞接近亞融合狀態時改用無血清培養液培養12 h 以同步化，再隨機分為：對照組及不同濃度內脂素（25、50、100、200 ng/mL）干預組，孵育24 h。

1.2.2 RT-PCR檢測FN和COLⅠmRNA表達 RNAiso Plus提取總RNA，逆轉錄合成cDNA。PCR擴增FN、COLⅠmRNA基因片段。FN引物：上游 5-CAGTTTGTGGAAGTGACCGA-3，下游 5-TGGAGGTTAGTGGGAGCATC-3；COLⅠ引物：上游 5-CATCCACAAGCGTGCTGTAGGTG-3；下游 5-TGCCGTGACCTCAAGATGTGCC-3；β-Actin引物：上游 5-TGCCCATCTATGAGGGTTAC-3，下游 5-TCTCTTGC TCGAAGTCTAGG-3。Image J軟件計算目的基因/內參灰度值。

1.2.3 Western印跡檢測FN和COLⅠ蛋白表達 裂解液充分裂解細胞，4℃ 14 000 r/min離心15 min，取上清。SDS-PAGE電泳，轉膜，5%脫脂奶粉室溫下封閉1 h，一抗4℃孵育過夜，二抗中室溫孵育1 h，膠片顯影。Image J 軟件分析目的蛋白/內參蛋白灰度值。

1.3 統計方法

采用SPSS 17.0統計學軟件分析數據，計量資料以（x±s）表示，多組間比較采用單因素方差分析，多組間兩兩比較采用LSD檢驗，P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 內脂素對GMCs FN mRNA表達影響

不同濃度內脂素作用后，GMCs FN mRNA表達增加，均高于對照組（P<0.01）。在25～100 ng/mL濃度范圍內，隨著內脂素濃度增加，FN mRNA表達逐漸增加（P<0.01），200 ng/mL組與100n g/mL組FN mRNA表達差異無統計學意義（P>0.05）。見表1。

2.2 內脂素對GMCs FN蛋白表達影響

各組細胞FN蛋白表達亦高于對照組（P<0.05），與其mRNA表達趨勢一致，在內脂素25～100 ng/mL范圍，FN蛋白表達也隨著內脂素濃度的升高而逐漸增加（P<0.01），200 ng/mL組與100 ng/mL組FN 蛋白表達亦差異無統計學意義（P>0.05）。見圖1。

2.3 內脂素對GMCs COLⅠmRNA表達影響

觀察內脂素與GMCs COLⅠmRNA表達的量效關系，發現25 ng/mL內脂素也促進GMCs COLⅠmRNA表達增加（P<0.01），且隨著內脂素濃度升高，其COLⅠmRNA表達逐漸增加（P<0.01）。見表2。

2.4 內脂素對GMCs COLⅠ蛋白表達影響

進一步觀察內脂素對GMCs COLⅠ蛋白表達的影響，結果顯示，與其mRNA表達一致，內脂素亦呈濃度依賴性促進細胞COLⅠ蛋白表達增加（P<0.05）。見圖2。

3 討論

內脂素是新近發現的一種脂肪細胞因子，除在脂肪組織外，在腎臟、心臟和骨骼肌等部位亦表達豐富[6]。許多研究表明，炎癥狀態下內脂素表達明顯增加，其與炎癥因子相互作用，級聯放大，參與了多種炎癥相關性疾病[7]。慢性低度炎癥狀態是DN進展的因素。Song等[5]通過體外培養大鼠GMCs，發現高糖可刺激GMCs分泌內脂素增多。再給予外源性內脂素刺激GMCs，細胞葡萄糖轉運蛋白表達增加，纖維化相關因子分泌增多，腎臟纖維化加速。其他研究亦表明[8]，隨著內脂素表達的下調，高糖誘導的GMCs增殖、炎癥及纖維化過程明顯被抑制。臨床報道顯示糖尿病患者血漿內脂素水平明顯升高，DN患者血漿內脂素濃度升高更為顯著[8]。血漿內脂素水平還與蛋白尿的嚴重程度呈正相關。這些研究均提示內脂素可能與DN密切相關。該實驗通過內脂素對GMCs ECM表達影響的角度為切點，探討內脂素在DN中的可能作用。

腎小球原有基質成分（如FN）以及非正常腎小球基質成分（如COLⅠ和COLⅢ）表達增多均導致ECM異常沉積。該實驗選取FN、COLⅠ作為觀察指標，觀察不同濃度內脂素對GMCs FN、COLⅠ表達的影響。結果顯示25 ng/mL內脂素作用GMCs 24 h，細胞FN 和COLⅠmRNA和蛋白表達均顯著上調，且隨著內脂素濃度升高，表達呈逐漸增加趨勢。提示內脂素呈一定的濃度依賴性促進GMCs FN和COLⅠ表達。

該研究與其它許多體外細胞研究結果相似，內脂素具有顯著的促進細胞膠原纖維表達的作用[7，9]；另外還表明內脂素能促進GMCs FN基因和蛋白表達，提示內脂素能刺激GMCs合成大量ECM。高糖是內脂素表達增加的一個重要因素[5，10]。另外對DN患者使用雷米普利治療，其炎癥、內皮細胞功能及蛋白尿均明顯改善，并伴有血漿內脂素水平顯著下降[11]，表明RAS系統激活也促進內脂素表達。故推測糖尿病患者在高糖刺激及RAS系統激活后，內脂素水平明顯升高，而內脂素又進一步激活RAS系統[12]，形成惡性循環，最終促進GMCs纖維化因子表達增加，可能是DN發展中的一個重要環節。

該研究為DN防治提供一個可能的新靶點，但還需體內動物試驗進一步研究證實，且內脂素在DN中的可能通路及機制有待深入探討。

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（收稿日期：2018-07-15）