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Nature子刊:IGF-1如何帮助患者免受肾病之苦?

发布日期:2016/8/11 14:30:56      浏览量:

肾脏管状上皮细胞受损能诱发急性肾衰竭与梗阻性肾病。服用类胰岛素生长因子(insulin-like growth factor-1, IGF-1)能改善小鼠单侧输尿管结扎(UOO)引起的肾脏损伤,但其潜在机理不完全了解。今年6月,上海交大医学院的研究团队在Nature子刊Scientific Reports上发表文章,他们发现当肾受损时IGF-1可能通过ERK/MAPK信号通路来保护肾管状上皮细胞。

首先,我们来看看研究团队是怎么设置实验组与对照组的:第一组小鼠进行UUO手术,其中一半每天腹腔注射IGF-1,剩下的注射生理盐水进行对照;第二组小鼠进行假手术,并进行与第一组相同的处理,即UUO/IGF-1组、UUO组、假手术/IGF-1组、假手术组。

这个实验的设计思路与方法比较清晰简单,让我们一起一探究竟吧。

知道了大致的实验思路与方法,我们再来在看看他们得出的实验结果。

IGF-1:我跟UUO为敌

UUO是一个成熟的肾脏损伤模式,能造成持续性肾纤维化。IGF-1已被证明能改善肾损伤以及由其引发的肾纤维化。研究者对这个结论进行了验证并探究了是否IGF-1会影响UUO诱导的肾上皮细胞凋亡。通过荧光凋亡实验进行分析后得出UUO诱发肾上皮细胞凋亡,而IGF-1降低UUO诱导的肾上皮细胞凋亡的发生。

IGF-1:抗凋亡蛋白Bcl-2,我来助你一臂之力

接着检测各实验组与对照组小鼠中凋亡相关蛋白的表达情况,UUO/IGF-1组中Bcl-2在蛋白质水平而非mRNA水平显著增加。这表明IGF-1可能可以通过修饰Bcl-2蛋白翻译来增加抗凋亡蛋白Bcl-2,从而减少UUO组中肾上皮细胞凋亡。

IGF-1与miR-429的宿敌之争

基于上述结论,研究者假设IGF-1能通过miRNAs影响肾上皮细胞中的Bcl-2。通过生物学信息分析与检测。他们发现,miR-429在Bcl-2的3’端UTR有一个结合位点,而在UUO/IGF-1组小鼠肾上皮细胞中miR-429的水平显著降低。

接着,研究者将miR-429 mimic或antisense转染到肾上皮细胞中,通过RT-qPCR与荧光素酶报告实验证明miR-429结合到Bcl-2 mRNA的3’端UTR会抑制Bcl-2蛋白翻译。数据表明miR-429确实抑制肾上皮细胞中的Bcl-2蛋白翻译。

IGF-1:miR-429,看我用ERK1/2信号通路制服你

为了了解UUO小鼠中IGF-1如何抑制miR-429,他们在体外UUO/IGF-1组细胞中用了IGF-1下游信号抑制剂,测试他们对Bcl-2的影响。结果表明,用PD98059(ERK/MAPK-p42/44抑制剂)抑制ERK1/2信号途径不仅会导致IGF-1对miR-429影响的减弱,而且降低了Bcl-2的激活水平。数据表明,IGF-1能抑制依赖于ERK/MAPK信号途径的miR-429来保护肾上皮细胞免受肾损伤,miR-429抑制依赖于Bcl-2的抗细胞凋亡。

预防肾脏上皮细胞凋亡是肾损伤后保护肾功能的关键。作为一个众所周知的抗凋亡基因,Bcl-2稳固线粒体,阻碍经典凋亡途径,并通过结合Beclin1来抑制自嗜。在这个研究中,研究者发现Bcl-2在UUO条件下受IGF-1控制,作为肾上皮细胞抵抗损伤与存活的主要机制,并证明了Bcl-2是在转录后水平上受IGF-1调节的。在胃癌细胞与内皮细胞中,miR-429表现出能抑制Bcl-2蛋白翻译。这篇文章首次报道了IGF-1调节miRNA-429,且是用ERK/MAPK-p42/p44信号通路依赖型的方式调节的。




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