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miR-532-3p靶向抑制Notch1信号通路对慢性肾脏病大鼠巨噬细胞极化影响

  2025-03-17    55  上传者:管理员

摘要:目的:分析miR-532-3p靶向抑制Notch1信号通路对慢性肾脏病(CKD)大鼠巨噬细胞极化的影响。方法:将75只SD大鼠分为对照组、CKD组、ago-NC组、ago-miR-532-3p组、FLI-06组,除对照组外均构建CKD模型并注射相应质粒及抑制剂,对照组与CKD组以等量生理盐水代替,ELISA测定大鼠血肌酐(Scr)、血尿素氮(BUN)、TNF-α、IL-1β、IL-10水平,HE染色与Masson染色观察大鼠肾组织病理及肾纤维化,流式细胞术检测巨噬细胞CD11c+和CD206+情况,qRT-PCR检测大鼠肾组织miR-532-3p表达,Western blot检测Notch1蛋白表达;双荧光素酶报告基因测定miR-532-3p与Notch1的靶向结合。结果:对照组大鼠肾小球、肾小管及上皮细胞结构完整,胞界清晰,排列整齐;CKD组大鼠肾小球上皮细胞坏死增多、系膜基质增多、肾小球硬化,炎症细胞浸润,肾纤维化程度加深;与CKD组相比,ago-miR-532-3p组、FLI-06组肾小球、肾小管损伤程度减小,炎症浸润细胞减少,肾纤维化程度减轻;与对照组相比,CKD组大鼠血清Scr、BUN、TNF-α、IL-1β、肾组织巨噬细胞CD11c+比例、CD11c+/CD206+、Notch1蛋白表达升高,血清IL-10水平、肾组织CD206+、miR-532-3p降低(P<0.05);与CKD组相比,ago-miR-532-3p组、FLI-06组大鼠血清Scr、BUN、TNF-α、IL-1β、肾组织巨噬细胞CD11c+比例、CD11c+/CD206+、Notch1蛋白表达降低,血清IL-10水平、肾组织CD206+、miR-532-3p表达升高(P<0.05);miR-532-3p与Notch1靶向结合,miR-532-3p过表达抑制Notch1蛋白表达。结论:促进miR-532-3p表达通过抑制Notch1通路保护CKD大鼠肾组织,其机制可能为调控巨噬细胞极化。

  • 关键词:
  • miR-532-3p
  • Notch1
  • 巨噬细胞极化
  • 慢性肾脏病
  • 肾脏结构
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慢性肾脏病(chronic kidney disease,CKD)是各种原因引发的肾脏结构与功能障碍,病情呈进行性加重,早期治疗预后良好,延误治疗可能引发肾衰竭、尿毒症,严重者可能失去生命[1-2]。CKD逐渐成为威胁人类身体健康的安全问题,影响患者生活质量,大量细胞外基质在肾小球和肾间质沉积,通过肾小管上皮细胞、肌成纤维细胞和免疫细胞相互作用以及炎症加重参与CKD肾纤维化,而肾纤维化是CKD的重要病理表现[3]。M1型巨噬细胞极化增加促炎因子、自由基生成,还可通过调控Th1/Th17维持炎症,因此控制M1型巨噬细胞极化可能是阻止肾脏损伤的免疫方式[4]。MA等[5]研究显示,巨噬细胞内Notch信号通路激活促进肾脏炎症与纤维化。生信网站分析显示miR-532-3p与Notch1存在结合位点,且miR-532-3p参与肾脏炎症与纤维化进程[6]。因此猜测miR-532-3p可能通过调控Notch1通路影响肾脏纤维化与炎症,课题组将对此展开研究。


1、材料与方法


1. 1 材料 

75只SD大鼠[生产许可证号:SCXK(粤)2022-0064、使用许可证号:SYXK(粤)2022-0296]购自广东莱迪生物医药研究院有限公司,本研 究 经 海 南 省 人 民 医 院 医 学 伦 理 委 员 会 批 准(202109521)。腺嘌呤购自上海源叶生物科技有限公司;Notch1抑制剂FLI-06购自MedChemExpress公司;HEK293 T细胞购自武汉普诺赛生命科技有限公司;HE染色试剂盒、Masson染色试剂盒购自上海碧云天生物技术有限公司;ago-NC、ago-miR-532-3p由上海生工提供;血肌酐(serum creatinine,Scr)、血尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)、TNF-α、IL-1β、IL10 ELISA试剂盒购自上海酶联生物科技有限公司;兔抗鼠Notch1、GAPDH、羊抗兔二抗购自美国Ab‐cam公司;显微镜购自美国BRUKER;蛋白电泳仪购自北京君意华鑫;半干转膜仪购自美国Hoefer;凝胶成像仪购自法国Vilber;流式细胞仪购自美国BD。

1. 2 方法 

1. 2. 1 动物造模及分组 

随机选取60只大鼠进行造模,灌胃含腺嘌呤(250 mg/kg)的混悬液及1. 2%高磷饲料4周,5~8周腺嘌呤隔日灌胃。另取15只大鼠作为对照组,喂食普通饲料并灌胃等量生理盐水,连续8周[7]。造模成功大鼠随机分为CKD组、ago-NC组、ago-miR-532-3p组、FLI-06组。ago-miR532-3p组、ago-NC组分别尾静脉注射10 mg/kg agomiR-532-3p及其阴性对照ago-NC,FLI-06组腹腔注射3 mg/kg FLI-06[8],每周1次,持续12周。对照组与CKD组尾静脉注射、灌胃等量生理盐水。

1. 2. 2 Scr、BUN及炎症因子测定 

大鼠末次处理后麻醉,腹主动脉取血,离心得血清,按照ELISA试剂盒说明检测大鼠血清Scr、BUN、TNF-α、IL-1β、IL-10含量。

1. 2. 3 肾脏组织病理学观察 

各组随机取5只大鼠,取肾组织,10%中性甲醛固定,常规制定石蜡切片,常规脱蜡至水,HE染色试剂盒对大鼠肾组织进行染色,显微镜下观察肾组织病理。

1. 2. 4 Masson染 色 观 察

大 鼠 肾 脏 纤 维 化  取1. 2. 3中的石蜡切片常规脱蜡至水,Weigert苏木精染色液染核7 min,水洗,Masson染色8 min,磷钼酸分化3 min,苯胺蓝染5 min,0. 2%冰乙酸浸洗,95%乙醇、无水乙醇脱水、二甲苯透明,中性树胶封固,显微镜下观察。

1. 2. 5 流式细胞术检测巨噬细胞CD11c+和CD206+蛋白表达 

各组随机取5只大鼠,将肾脏组织剪碎,制 备 单 细 胞 悬 液 ,离 心 得 沉 淀 ,重 悬 ,添 加PECD11c+、FITC-CD206染色30 min,染色缓冲液洗涤、4%多聚甲醛固定、100 µl 0. 1%皂素10 min破膜、PBS洗 涤 重 悬 后 转 至 流 式 管 ,流 式 细 胞 仪 检 测CD11c+和CD206+表达,分别代表M1型巨噬细胞与M2型巨噬细胞,并计算M1/M2。

1. 2. 6 qRT-PCR检测大鼠肾组织miR-532-3p水平 

取每组剩余5只大鼠肾组织,Trizol法提取总RNA后检测纯度和浓度,反转录试剂盒将总RNA反转录为cDNA,进行qRT-PCR扩增(n=5),反应体系(50 µl):2×Phanta Max buffer 25 µl、正反向引物各2 µl、dNTP Mix 1 µl、Phanta Max Super-Fidelity DNAPolymerase 1 µl、cDNA 5 µl、DEPCS水14 µl;程序设定:94℃预变性10 min,94℃15 s,60℃30 s,72℃30 s,循环35次,2−∆∆Ct计算miR-532-3p相对表达(U6为内参),引物见表1。

1. 2. 7 Western blot检测大鼠肾组织Notch1蛋白表达 

取1. 2. 6中剩余肾组织,提取总蛋白,BCA定量,10%SDS-PAGE凝胶电泳分离并转至PVDF膜,封闭2 h,加入一抗Notch1(1∶1 000稀释)、GAPDH(1∶5 000稀释)4℃孵育过夜,室温下与HRP偶联的羊抗兔二抗孵育1 h,增强型化学发光试剂盒可视化蛋白,Image J软件分析目的蛋白灰度值。

1. 2. 8 双荧光素酶鉴定靶向关系 

构建Notch1野生 型(WT)与 突 变 型(MUT)质 粒 ,分 别 作 为WTNotch1、MUT Notch1,与mimic NC、miR-532-3p mimic分别共转染至HEK293 T细胞,分别作为mimicsNC+WT Notch1组 、miR-532-3p mimics+WT Notch1组、mimics NC+MUT Notch1组、miR-532-3p mimics+MUT Notch1组,双荧光素酶试剂盒测定各组荧光素酶活性 。Western blot检测miR-532-3p过表达对Notch1蛋白表达的影响(mimic NC组、miR-532-3pmimic组)。

1. 3 统计学方法 

采用SPSS21. 0软件进行统计分析,计量资料采用xˉ±s描述,多组间比较采用单因素方差分析,组间比较采用SNK-q检验,P<0. 05为差异有统计学意义。


2、结果


2. 1 各组大鼠血清Scr、BUN水平比较 

与对照组相 比 ,CKD组 大 鼠 血 清Scr、BUN水 平 升 高(P<0. 05);与CKD组相比,ago-miR-532-3p组、FLI-06组大鼠血清Scr、BUN水平降低(P<0. 05,表2)。

2. 2 各组大鼠TNF-α、IL-1β、IL-10水平比较 

与对照组相比,CKD组大鼠血清TNF-α、IL-1β 水平升高,IL-10水平降低(P<0. 05);与CKD组相比,agomiR-532-3p组、FLI-06组大鼠血清TNF-α、IL-1β 水平降低,IL-10水平升高(P<0. 05,表3)。

2. 3 各组大鼠肾组织病理学比较 

对照组大鼠肾小球、肾小管及上皮细胞结构完整,胞界清晰,排列整齐;CKD组大鼠肾小球上皮细胞坏死增多、系膜基质增多、肾小球硬化,炎症细胞浸润;与CKD组相比,ago-miR-532-3p组、FLI-06组肾小球、肾小管损伤程度减轻,炎症浸润细胞减少(图1)。2

. 4 各组大鼠肾组织纤维化观察 

对照组大鼠可见管状基底膜,未见胶原纤维增殖;CKD组大鼠肾间质可见大量染色,间质纤维组织呈束状或网状增生;与CKD组相比,ago-miR-532-3p组、FLI-06组大鼠肾纤维化程度减轻(图2)。

2. 5 各组大鼠肾组织巨噬细胞CD11c+和CD206+表达比较 

与对照组相比,CKD组大鼠肾组织巨噬细胞CD11c+比例、CD11c+/CD206+升高,CD206+降低(P<0. 05);与CKD组相比,ago-miR-532-3p组、FLI06组大鼠肾组织巨噬细胞CD11c+比例、CD11c+/CD206+降低,CD206+升高(P<0. 05,表4、图3)。

表3 各组大鼠TNF-α、IL-1β、IL-10水平比较

表1 引物序列

表2 各组大鼠Scr、BUN水平比较

图1 各组CKD大鼠肾脏病理观察

2. 6 各组大鼠肾组织miR-532-3p、Notch1蛋白表达比较 

与对照组相比,CKD组大鼠肾组织miR-532-3p水平降低,Notch1蛋白表达升高(P<0. 05);与CKD组相比,ago-miR-532-3p组、FLI-06组大鼠肾组织miR-532-3p水平升高,Notch1蛋白表达降低(P<0. 05,表5、图4)。

图2 各组大鼠肾组织纤维化观察

表4 各 组 大 鼠 肾 组 织

图3 各组大鼠巨噬细胞M1/M2极化流式细胞图

2. 7 miR-532-3p靶向Notch1 Starbase网站预测

miR-532-3p与Notch1具有结合位点(图5),双荧光素酶实验显示,各组差异有统计学意义(F=55. 958,P<0. 05),miR-532-3p mimics+WT Notch1组荧光素酶活性低于mimics NC+WT Notch1组(0. 24±0. 03vs 1. 02±0. 15,P<0. 05),miR-532-3p mimics+MUTNotch1组与mimics NC+MUT Notch1组荧光素酶活性差异无统计学意义(0. 98±0. 14 vs 1. 01±0. 14,P>0. 05)。与mimic NC组相比,miR-532-3p mimic组Notch1蛋白表达降低(0. 82±0. 08 vs 1. 41±0. 13,t=4. 661,P<0. 05,图6)。

表5 各组大鼠肾组织miR-532-3p、Notch1水平比较

图4 各组大鼠肾组织Notch1蛋白表达

图5 Starbase网站预测miR-532-3p与Notch1的结合位点

图6 miR-532-3p过表达对Notch1蛋白的影响


3、讨论


CKD是进行性肾结构与功能损伤性疾病,可发展为尿毒症及死亡,严重威胁患者生命及生活质量。巨噬细胞极化在CKD发展中发挥作用,M1型巨噬细胞可通过释放IL-6、TNF-α 等细胞因子发挥促炎作用,炎症促进肾纤维化进展,导致肾结构与功能损失。CKD早期存在免疫失衡,组织损伤处促炎因子发挥防御作用,驱使巨噬细胞活化,研究认为肾损伤与炎症互相增强[9-11]。M1型巨噬细胞还可调节Th1/Th17平衡参与免疫调控。M2型巨噬细胞分泌抗炎因子促进伤口愈合与组织重塑[12]。因此M1/M2巨噬细胞不平衡参与CKD进展,M1/M2巨噬细胞极化在体内的表现及机制仍需进一步探讨,分析分子调控机制有助于靶向诱导巨噬细胞极化,为CKD治疗提供新方式。目前miR-532-3p研究多集中于肿瘤领域,在肺癌、结直肠癌中呈低表达[13-14]。王春阳等[15]研究显示,缺血后处理后,大鼠肾脏miR-532-3p水平升高,可能参与减弱肾缺血再灌注损伤的作用机制。此外miR-532-3p在调控炎症免疫方面发挥作用。本研究中CKD大鼠肾纤维化、肾损伤严重,CD11c+、CD206+分别为M1型、M2型巨噬细胞标志物,本研究中M1型占比增加,M1/M2升高,细胞因子TNF-α、IL-1β 水平升高,IL-10水平降低,提示CKD出现炎症极化与肾损伤,佐证了CKD大鼠巨噬细胞向M1偏移,提示miR-532-3p可能在CKD中发挥作用,但两个标志物确定巨噬细胞两种亚型的误差较大,可能对结果造成一定影响。促进大鼠miR-532-3p表达后,大鼠肾损伤与肾纤维化水平降低,提示miR532-3p可能发挥CKD大鼠肾保护作用。大鼠M1型巨噬细胞占比以及M1/M2下降提示促进miR-532-3p表达可减少CKD大鼠炎症极化。为解释miR-532-3p调控巨噬细胞极化的机制,本研究通过分析miR-532-3p的下游调控通路发现Notch1与miR-532-3p存在结合位点,双荧光素酶报告基因显示miR-532-3p与Notch1靶向结合,并从蛋白层面验证了miR-532-3p可靶向调控Notch1蛋白。Notch1通路在CKD中的作用有大量研究。沈育丽[16]研究显示,高尿酸血症诱导的CKD中存在Notch通路激活,在肾间质纤维化中扮演重要角色,特异性阻断Notch信号通路可保护肾组织;刘兴梅等[17]研究显示,Notch可抑制自噬促进糖尿病小鼠肾小管间质纤维化;MA等[5]研究显示,巨噬细胞中Notch过度激活可促进肾脏炎症、纤维化与坏死。

本研究Notch1抑制剂可发挥与miR-532-3p过表达同样的作用,保护肾组织,降低肾组织炎症反应,诱导M1/M2极化向M2偏移。也有研究人员关注Notch与巨噬细胞的关系,如HUANG等[18]研究发现,Notch参与弥漫性B细胞淋巴瘤巨噬细胞极化;李娜等[19]研究发现,Notch参与脉络膜新生血管中巨噬细胞极化表型与功能调控;巨噬细胞极化在心肌纤维化进程中存在Notch激活[20]。因此本研究猜测促进miR532-3p表达通过抑制Notch1通路保护肾组织可能与调控巨噬细胞极化有关。

综上,促进miR-532-3p表达通过抑制Notch1通路保护CKD大鼠肾组织,其机制可能是调控巨噬细胞极化。本研究也存在一定不足,未进行回复实验验证miR-532-3p调控Notch1的机制,无法排除miR532-3p对其他信号通路的影响,有待进一步证明。


参考文献:

[4]杨 帆,童婧涵,李 会,等. BTK抑制剂GDC-0853通过TLR4/NF-κB通路抑制M1巨噬细胞极化并改善UUO肾损伤[J].免疫学杂志,2021,37(2):107-114.

[7]石凯峰,张 宁,柳诗意,等.补肾活血方通过调节Bcl-2/Bax凋亡相关蛋白对慢性肾脏病大鼠血管钙化的影响[J].中华中医药杂志,2017,32(5):2188-2193.

[8]李博伟,李 霄,张卓超,等. Notch-Hif-1α信号通路参与调控大鼠肝再生过程的研究[J].现代生物医学进展,2016,16(15):2806-2810.


基金资助:海南省自然科学基金(822MS169);


文章来源:徐明芝,安娜,白亚飞,等.miR-532-3p靶向抑制Notch1信号通路对慢性肾脏病大鼠巨噬细胞极化的影响[J].中国免疫学杂志,2025,41(02):310-314+319.

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