基于PERK/ATF4/CHOP的益肾通络方抑制内质网应激改善肾小管上皮细胞凋亡的作用机制

目的:验证益肾通络方(YSTLP)对肾小管上皮细胞凋亡的影响,并基于内质网应激通路蛋白激酶R样内质网激酶(PERK)/活化转录因子4(ATF4)/转录因子C/EBP同源蛋白(CHOP)探讨其作用机制。方法:将db/db小鼠随机分为模型组、缬沙坦组(10 mg·kg^(-1)·d^(-1))、YSTLP低、中、高剂量组(1、2.5、5 g·kg^(-1)·d^(-1))给予药物干预8周后取材。同窝的db/m小鼠作为正常组。体外培养人肾小管上皮细胞(HK-2),分为正常组、糖基化终产物(AGEs)组、AGEs+益肾通络方低、中、高质量浓度组(100、200、400 mg·L^(-1));原位末端标记(TUNEL)染色检测HK-2细胞的凋亡情况;细胞活力测定实验检测HK-2细胞存活率;钙离子荧光探针染色,以及荧光素酶报告基因法检测为折叠蛋白反应元件(UPRE)荧光素酶活力,检测内质网应激情况;免疫组化法(IHC)检测小鼠肾脏中磷酸化(p)-PERK蛋白的表达(p-PERK)、CHOP、ATF4的蛋白表达水平;实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-time PCR)检测小鼠肾脏、HK-2细胞中CHOP、X盒结合蛋白1(XBP1)的mRNA表达水平;蛋白免疫印迹法(Western blot)检测小鼠肾脏、HK-2细胞中p-PERK、PERK、CHOP、ATF4、B细胞淋巴瘤-2(Bcl-2)、Bcl-2相关X蛋白(Bax)、切割型胱天蛋白酶-3(cleaved Caspase-3)的蛋白表达水平。结果:细胞实验中,与正常组比较,AGEs组HK-2细胞活力显著降低,凋亡率显著升高(P<0.01),凋亡相关因子Bcl-2的mRNA和蛋白表达水平显著降低(P<0.01),Bax的mRNA和蛋白表达水平显著升高(P<0.01),cleaved Caspase-3的蛋白表达水平显著升高(P<0.01);与AGEs组比较,YSTLP给药处理后,细胞活力提升,凋亡率降低(P<0.01),Bcl-2的mRNA和蛋白表达水平呈时间、剂量依赖性显著升高(P<0.01),Bax的mRNA和蛋白表达水平呈时间、剂量依赖性显著降低,cleaved Caspase-3的蛋白表达水平呈时间、剂量依赖性显著降低(P<0.01)。与正常组比较,AGEs组细胞内Ca2+失衡,UPRE荧光素酶荧光强度增加(P<0.01),内质网应激相关因子CHOP、XBP1的mRNA水平显著升高(P<0.01),p-PERK、CHOP、ATF4的蛋白表达水平明显提高(P<0.05);与AGEs组比较,YSTLP可有效改善HK-2细胞内Ca2+失衡,剂量依赖性降低UPRE荧光强度(P<0.01),降低内质网应激相关因子CHOP、XBP1的mRNA水平(P<0.01),剂量、时间依赖性降低细胞内p-PERK、CHOP、ATF4的蛋白表达水平(P<0.01)。动物实验中,与正常组比较,模型组小鼠Bcl-2的蛋白表达水平显著降低(P<0.01),cleaved Caspase-3、Bax的蛋白表达水平明显升高(P<0.05);与模型组比较,YSTLP组Bcl-2的蛋白表达水平呈剂量依赖性提升,cleaved Caspase-3、Bax的蛋白表达水平呈剂量依赖性降低(P<0.01)。与正常组比较,模型组小鼠CHOP、XBP1 mRNA表达水平明显升高(P<0.05,P<0.01),p-PERK、CHOP、ATF4的蛋白表达水平明显提高(P<0.05);与模型组比较,YSTLP可显著降低CHOP、XBP1的mRNA表达水平(P<0.01),降低p-PERK、CHOP、ATF4的蛋白表达水平(P<0.01)。结论:YSTLP可有效抑制内质网应激、改善肾小管上皮细胞凋亡情况,其作用机制可能与调节PERK/AFT4/CHOP通路有关。

基于PERK/ATF4/CHOP途径探讨当归补血汤含药血清抑制糖尿病肾病内质网应激改善足细胞凋亡的机制

目的:观察当归补血汤对高糖刺激小鼠永生化足细胞MPC5内质网应激通路蛋白激酶样内质网激酶(PERK)/活化转录因子4(ATF4)/CCAAT增强子结合蛋白同源蛋白(CHOP)及凋亡蛋白B细胞淋巴瘤-2(Bcl-2)、Bcl-2相关X蛋白(Bax)、切割型胱天蛋白酶-3(cleaved Caspase-3)的影响,通过体外研究阐明当归补血汤调控糖尿病肾病(DKD)足细胞凋亡的具体机制及靶点。方法:制备好含药血清、筛选好最适干预浓度后,将小鼠永生化足细胞MPC5分为5组:正常组(NG)、高糖组(HG)、空白血清组(KB)、当归补血汤含药血清组(DBT)、ERS抑制剂组(4-PBA)。NG组中足细胞用含5.5 mmol·L^(-1)葡萄糖的完全培养基培养;HG组中足细胞用含30 mmol·L^(-1)葡萄糖的完全培养基培养;KB组即HG组+10%空白血清;DBT组即HG组+10%当归补血汤含药血清;4-PBA组即HG组+4-PBA(2.5 mmol·L^(-1))。各组予对应药物进行干预刺激,作用48 h,然后将细胞收集。原位末端标记法(TUNEL)测细胞DNA损伤,免疫荧光检测葡萄糖调节蛋白78(GRP78)、磷酸化(p)-PERK、ATF4、CHOP、足细胞膜蛋白(Podocin)、突触足蛋白(Synaptopodin)表达,同时提取足细胞蛋白,蛋白免疫印迹法(Western blot)检测GRP78、PERK、p-PERK、真核翻译起始因子2α(eIF2α)、p-eIF2α、ATF4、CHOP、Bcl-2、Bax、cleaved Caspase-3蛋白表达。结果:与正常组比较,高糖组GRP78、p-PERK、ATF4和CHOP荧光强度显著增加,Podocin、Synaptopodin荧光强度减弱,足细胞TUNEL荧光阳性细胞核明显增多,GRP78、p-PERK/PERK、p-eIF2α/eIF2α、ATF4、CHOP、Bax、cleaved Caspase-3蛋白表达显著上升,Bcl-2表达显著下降(P<0.01)。与高糖组比较,当归补血汤含药血清组及ERS抑制剂组GRP78、p-PERK、ATF4和CHOP的荧光强度明显减弱,Podocin、Synaptopodin荧光表达增强,TUNEL阳性染色细胞核的数量明显减少,细胞核损伤减轻,GRP78、p-PERK/PERK、p-eIF2α/eIF2α、ATF4、CHOP、Bax、cleaved Caspase-3蛋白表达显著下调,Bcl-2蛋白表达显著升高(P<0.01)。高糖组和空白血清组以上结果比较差异无统计学意义。结论:当归补血汤含药血清可通过拮抗PERK/ATF4/CHOP信号通路的活化实现对足细胞凋亡的抑制,保护足细胞。

不同强度及时程电针干预对非酒精性脂肪肝病大鼠肝脏PERK/ATF4/CHOP通路的影响

目的:基于肝脏蛋白激酶R样内质网激酶(PERK)-活化转录因子4(ATF4)-转录因子C/EBP同源蛋白(CHOP)信号通路,分析不同强度、不同时程电针“丰隆”“足三里”对非酒精性脂肪肝病大鼠的影响,探讨其作用机制。方法:将SD大鼠随机分为普通饮食组、高脂模型组、假电针组、强刺激电针组、弱刺激电针组,每组15只,每组再分为2、3、4周3个亚组。采用高脂饲料喂养建立非酒精性脂肪肝病大鼠模型。造模成功后电针双侧“丰隆”“足三里”,疏密波(4 Hz/20 Hz),电流强度分别为4 mA、2 mA,持续20 min,1次/d,每周治疗5 d,休息2 d;假电针组只连接电针仪,不通电。不同时程亚组分别干预2、3、4周。干预结束后采用全自动生化分析仪检测大鼠血清谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)含量,油红O染色观察肝组织形态学变化,实时荧光定量PCR、Western blot法检测大鼠肝脏组织PERK、ATF4、CHOP mRNA与蛋白的表达。结果:高脂模型组大鼠肝细胞红色脂滴聚积明显,强刺激电针组4周时大鼠肝细胞红色脂滴明显减少。与同时程普通饮食组比较,高脂模型组大鼠血清ALT、AST含量与肝脏组织PERK、ATF4、CHOP mRNA与蛋白表达均升高(P<0.01)。与同时程高脂模型组比较,强、弱刺激电针组血清ALT、AST含量及肝脏组织PERK、ATF4、CHOP mRNA与蛋白表达降低(P<0.01,P<0.05)。与同时程假电针组比较,强、弱刺激电针组大鼠血清ALT、AST含量与肝脏组织PERK、ATF4、CHOP mRNA表达降低(P<0.01,P<0.05),强刺激电针组大鼠肝脏组织PERK、ATF4、CHOP蛋白表达降低(P<0.01),弱刺激电针组大鼠2、3、4周时肝脏组织PERK、CHOP蛋白表达降低(P<0.01),2周时ATF4蛋白表达降低(P<0.05)。与同时程强刺激电针组比较,弱刺激电针组大鼠血清ALT、AST含量及肝脏组织PERK、ATF4、CHOP mRNA与蛋白表达升高(P<0.05,P<0.01)。与本组2周时比较,强、弱刺激电针组大鼠3、4周时血清ALT、AST含量及肝脏组织PERK、ATF4、CHOP mRNA与PERK蛋白表达降低(P<0.01,P<0.05),强刺激电针组3、4周时肝脏组织ATF4蛋白表达降低(P<0.01),强刺激电针组4周时、弱刺激电针组3周和4周时肝脏组织CHOP蛋白表达降低(P<0.01)。与本组3周时比较,强、弱刺激电针组大鼠4周时血清ALT、AST含量,PERK、ATF4、CHOP mRNA表达明显降低(P<0.05,P<0.01),强、弱刺激电针组4周时肝脏组织PERK、CHOP蛋白表达降低(P<0.01),强刺激电针组4周时肝脏组织ATF4蛋白表达降低(P<0.05)。结论:电针“丰隆”“足三里”可显著改善非酒精性脂肪肝病大鼠肝功能,其作用机制可能是通过抑制PERK表达进而靶向调控下游ATF4/CHOP信号通路,抑制内质网应激,从而发挥肝脏保护效应;电针强度4 mA治疗4周时效果最佳。

大黄泄浊方对5/6肾切除大鼠肾脏保护作用及对PERK/ATF4/CHOP通路的影响

目的 通过观察大黄泄浊方对慢性肾衰竭大鼠内质网应激凋亡途径相关蛋白的影响,探讨其延缓肾间质纤维化的可能作用机制。方法 90只SD雄性健康大鼠随机分为假手术组,模型组,大黄泄浊方低、中、高剂量组(6.825g·kg^(-1)、13.65g·kg^(-1)、27.30g·kg^(-1))和尿毒清颗粒组(2.60g·kg^(-1)),除假手术组外其余分组大鼠均采用5/6肾切除术造模。模型诱导成功后,各药物干预组分别给予规定剂量的中药混悬液灌胃,每日1次,连续8周。给药结束后,检测大鼠血清中血肌酐(SCr)、血尿素氮(BUN)、血白蛋白(ALB)水平及大鼠24h尿蛋白定量(UTP)水平;苏木素-伊红(HE)、马松(Masson)染色观察肾脏病理学改变;实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测大鼠肾组织中α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、IV胶原蛋白(collegen IV)mRNA的相对表达量情况;免疫组织化学法(IHC)检测肾组织中B淋巴细胞瘤-2(Bcl-2)蛋白、大分子B淋巴细胞瘤(Bcl-xl)蛋白、Bcl-2相关X蛋白(Bax)、Bcl-2基因相关启动子重组蛋白(Bad)的表达情况;蛋白免疫印迹法(Western-blot)检测肾组织中蛋白激酶RNA样内质网激酶(PERK)、转录激活因子4(ATF4)、转录因子C/EBP同源蛋白(CHOP)蛋白的表达情况。结果 与假手术组相比,模型组大鼠血SCr、BUN水平显著增高(P<0.05),ALB水平显著降低(P<0.05),UTP水平显著增高(P<0.05),肾组织中α-SMA、collegenIV mRNA相对表达量显著增高(P<0.05),Bcl-2、Bcl-xl表达水平显著降低(P<0.05),Bax、Bad、PERK、ATF4、CHOP蛋白表达水平显著增加(P<0.05);与模型组相比,各药物干预组血SCr、BUN水平均有不同程度降低(P<0.05),ALB水平均有不同程度增高(P<0.05),UTP水平均有不同程度降低(P<0.05),肾组织中α-SMA、collegenIV mRNA相对表达量均有不同程度降低(P<0.05),Bcl-2、Bcl-xl表达水平均有不同程度增高(P<0.05),Bax、Bad、PERK、ATF4、CHOP蛋白表达均有不同程度降低(P<0.05)。结论 大黄泄浊方可改善肾功能、延缓肾纤维化,其机制可能是通过调控PERK/ATF4/CHOP通路相关蛋白的表达,抑制内质网应激,减少细胞凋亡有关。