下调GSK3β通过抑制ITPR1-GRP75-VDAC1复合体功能减轻衰老肾小管上皮细胞缺氧/复氧损伤

目的探讨糖原合成酶激酶3β(GSK3β)对衰老小鼠原代肾小管上皮细胞(RTEC)缺氧/复氧(H/R)损伤的影响及其调控机制。方法将RTEC分成为Young组即正常生长的年轻RTEC、Old组即使用Etoposide诱导的衰老RTEC、Old+Ad-shNC+H/R组即使用Etoposide诱导衰老再转染腺病毒阴性对照(AdshNC)后进行H/R处理,Old+Ad-shGSK3β+H/R组即使用Etoposide诱导衰老后再转染靶向沉默GSK3β的短发夹RNA腺病毒(Ad-shGSK3β)后进行H/R处理。采用流式细胞术检测各组细胞凋亡水平和线粒体活性氧水平,采用免疫荧光染色法检测各组钙离子水平,采用蛋白质印迹法检测各组GSK3β、线粒体相关的内质网膜(MAM)相关蛋白肌醇1,4,5-三磷酸受体1(ITPR1)、电压依赖性阴离子通道1(VDAC1)、葡萄糖调节蛋白75(GRP75)表达及磷酸化水平,采用免疫共沉淀分析GSK3β与MAM相关蛋白的相互作用。结果与Young组比较,Old组细胞凋亡水平、线粒体活性氧水平及线粒体钙离子水平均较高;与Old组比较,Old+AdshNC+H/R组细胞凋亡水平、线粒体活性氧水平及线粒体钙离子水平均较高;与Old+Ad-shNC+H/R组比较,Old+Ad-shGSK3β+H/R组细胞凋亡水平、线粒体活性氧水平及线粒体钙离子水平均较低,差异均有统计学意义(均为P<0.05)。与Young组比较,Old组ITPR1、GRP75和GSK3β总蛋白表达增多,ITPR1和GRP75磷酸化水平升高,而VDAC1总蛋白和磷酸化水平均下降;与Old组比较,Old+Ad-shNC+H/R组GSK3β蛋白表达不变,ITPR1和GRP75总蛋白和磷酸化水平升高,VDAC1总蛋白表达不变,磷酸化水平增高;与Old+AdshNC+H/R组比较,Old+Ad-shGSK3β+H/R组GSK3β蛋白表达减少,ITPR1、GRP75和VDAC1总蛋白表达不变,磷酸化水平均下降。免疫共沉淀结果显示,GSK3β能够与ITPR1、GRP75和VDAC1蛋白发生相互作用。结论GSK3β在衰老RTEC中表达升高,抑制GSK3β表达能够降低ITPR1-GRP75-VDAC1复合体磷酸化水平,限制线粒体钙离子超负荷,保护线粒体功能,减少再灌注时细胞损伤。

下调XBP1s通过抑制ITPR介导的线粒体功能障碍改善肾小管上皮细胞缺氧/复氧损伤

目的 探讨剪接型X盒结合蛋白1(XBP1s)对小鼠肾小管上皮细胞缺氧/复氧(H/R)损伤的影响及其作用机制。方法 将小鼠肾小管上皮细胞分为腺病毒阴性对照组(Ad-shNC组)、靶向沉默XBP1s腺病毒组(Ad-shXBP1s组)、Ad-shNC+H/R组、Ad-shXBP1s+H/R组。检测各组细胞凋亡水平、线粒体活性氧活性、线粒体膜电位及线粒体钙离子水平。使用染色质免疫共沉淀测序(ChIP-seq)分析XBP1s调控肌醇1,4,5-三磷酸受体(ITPR)家族的结合位点。检测各组XBP1s和ITPR家族信使RNA(mRNA)和蛋白表达水平。结果 与AdshNC组比较,Ad-shNC+H/R组细胞凋亡水平更高,线粒体活性氧水平升高,线粒体膜电位降低,线粒体钙离子水平升高;与Ad-shNC+H/R组比较,Ad-shXBP1s+H/R组细胞凋亡水平较低,线粒体活性氧水平下降,线粒体膜电位升高,线粒体钙离子水平降低(均为P<0.05)。与Ad-shNC组比较,Ad-shXBP1s组XBP1s、ITPR1、ITPR2和ITPR3 mRNA和蛋白相对表达量降低(均为P<0.05)。与Ad-shNC组相比,Ad-shNC+H/R组XBP1s、ITPR1、ITPR2和ITPR3蛋白相对表达量升高;与Ad-shNC+H/R组相比,Ad-shXBP1s+H/R组XBP1s、ITPR1、ITPR2和ITPR3蛋白相对表达量下降(均为P<0.05)。ChIP-seq结果显示,XBP1s能够结合ITPR1的启动子和外显子、ITPR2外显子和ITPR3外显子。结论 XBP1s可能通过直接调控ITPR转录和翻译而影响线粒体相关的内质网膜结构功能,下调XBP1s能够抑制ITPR表达,改善线粒体损伤。

下调XBP1s通过Sirt3/SOD2/mtROS轴减轻缺氧/复氧诱导的肾小管上皮细胞衰老

目的探讨剪接型X-盒结合蛋白1(XBP1s)在缺氧/复氧(H/R)诱导的原代肾小管上皮细胞衰老中的作用及机制。方法将原代肾小管上皮细胞分为空白对照组(NC组)、H/R组、空载腺病毒阴性对照组(Ad-shNC组)、靶向沉默XBP1s腺病毒组(Ad-shXBP1s组)、空载腺病毒+H/R处理组(Ad-shNC+H/R组)、靶向沉默XBP1s腺病毒+H/R处理组(Ad-shXBP1s+H/R组)。检测NC组、H/R组、Ad-shNC组、Ad-shXBP1s组XBP1s的表达情况。检测Ad-shNC组、Ad-shNC+H/R组、Ad-shXBP1s+H/R组β-半乳糖苷酶染色情况,细胞衰老标志物p53、p21、γH2AX表达情况,氧化应激相关指标活性氧(ROS)、丙二醛(MDA)和超氧化物歧化酶(SOD)水平。采用染色质免疫共沉淀验证XBP1s转录调控沉默信息调节因子3(Sirt3),检测下调XBP1s后Sirt3及下游SOD2表达,采用流式细胞术检测线粒体活性氧簇(mt ROS)。结果与NC组比较,H/R组XBP1s表达增多;与Ad-sh NC组比较,Ad-sh XBP1s组XBP1s表达减少(均为P<0.001)。与Adsh NC组比较,Ad-sh NC+H/R组β-半乳糖苷酶染色阳性细胞数增加,p53、p21、γH2AX表达增多,ROS、MDA、mt ROS水平升高,SOD活性下降,Sirt3表达量降低,Ac-SOD2/SOD2比值升高;与Ad-sh NC+H/R组相比,Ad-sh XBP1s+H/R组β-半乳糖苷酶染色阳性细胞数减少,p53、p21、γH2AX表达减少,ROS、MDA、mt ROS水平下降,SOD活性升高,Sirt3表达量升高,Ac-SOD2/SOD2比值下降(均为P<0.05)。结论下调XBP1s可减轻H/R诱导的原代肾小管上皮细胞衰老,可能是通过Sirt3/SOD2/mt ROS信号轴发挥作用。