肾脏5-羟色胺合成和降解在高血糖诱导肾损伤时的作用研究

糖尿病患者常出现高血糖性肾损伤(hyperglycemic kidney injury,HKI)并发症。本文研究了高血糖致肾脏5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)系统表达异常与HKI的关系。动物实验用高脂饲料喂养结合腹腔注射链脲佐菌素建立小鼠2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)模型,用5-HT_(2A)受体(5-HT_(2A)receptor,5-HT_(2A)R)拮抗剂盐酸沙格雷酯(sarpogrelate hydrochloride,SH)及5-HT合成抑制剂卡比多巴(carbidopa,CDP)分别或联合给药治疗。细胞实验用D-葡萄糖(D-glucose,D-Glu)刺激人肾小球系膜细胞(human glomerular mesangial cells,HMC),并用SH、CDP或单胺氧化酶A(monoamine oxidase A,MAO-A)抑制剂氯吉兰分别抑制5-HT_(2A)R、5-HT合成及5-HT降解。实验用PAS染色法(periodic acid-Schiff stain)和Masson染色、免疫组化和Western blot、荧光探针、酶联免疫吸附剂测定(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)和酶试剂分别检测组织病理学、蛋白表达、细胞内活性氧和生化指标。本文中,动物福利和实验过程均遵循中国药科大学动物伦理委员会的规定。结果表明,小鼠肾脏的肾小球基底膜、肾小管上皮细胞和HMC细胞均存在5-HT_(2A)R、5-HT合成酶及MAO-A表达,且在T2DM小鼠及高浓度D-Glu刺激HMC细胞时被上调;以肾功能异常、肾小球肿胀及基底膜增厚和纤维化为主要表现的HKI与肾脏5-HT_(2A)R表达上调、5-HT合成及5-HT降解的增加密切相关。其中,5-HT_(2A)R可介导细胞的5-HT合成酶及MAO-A的表达;而MAO-A通过催化5-HT降解、使线粒体活性氧(reactive oxygen species,ROS)产生增多,导致核因子κB(nuclear factor kappa B,NF-κB)的磷酸化、炎症因子产生及基质金属蛋白酶-2(matrix metalloproteinases-2,MMP-2)、α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)表达上调及胶原产生。用SH和CDP可有效治疗HKI,且联合用药有协同效应。