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.2019年3月1日;129(3):1129-1151.
doi:10.1172/JCI121987。 Epub 2019年2月11日。

PTEN诱导的部分上皮间质转化导致糖尿病肾病

附属机构

PTEN诱导的部分上皮间质转化导致糖尿病肾病

李亚娟等。 临床研究杂志. .

摘要

上皮-间充质转化(EMT)对糖尿病肾病(DKD)的间质基质沉积起重要作用。然而,在肾脏组织中检测EMT是不可行的,抗EMT治疗长期受到阻碍。我们报道了当PTEN被MEX3C催化的K27连接多泛素化赖氨酸80修饰时,磷酸酶和张力蛋白同源物(PTEN)促进转化生长因子β1(TGF-β)、声波刺猬(SHH)、结缔组织生长因子(CTGF)、白介素6(IL-6)和高血糖诱导的EMT(简称PTEN)。PTENK27-polyUb的基因抑制减轻了Col4a3敲除、叶酸和链脲佐菌素诱导的肾损伤。糖尿病患者血清和尿液PTENK27-polyUb浓度与肾小球滤过率(GFR)呈负相关。从机制上讲,PTENK27-polyUb促进肾上皮细胞中TWIST、SNAI1和YAP的去磷酸化和蛋白质稳定,导致EMT增强。我们发现一种小分子雷公藤内酯醇抑制MEX3C催化的肾上皮细胞PTENK27-polyUb和EMT。雷公藤甲素治疗可同时降低Col4a3敲除型叶酸损伤疾病模型和STZ诱导型BTBR ob/ob糖尿病肾病模型的TWIST、SNAI1和YAP,并改善肾脏健康。因此,我们证明了PTENK27-polyUb在DKD中的重要作用,以及抑制DKD进展的有希望的治疗策略。

关键词:细胞生物学;慢性肾脏疾病;糖尿病;肾脏学;蛋白酶。

PubMed免责声明

利益冲突声明

利益冲突:提交人声明,不存在利益冲突。

数字

图1
图1。铂族K27-polyUb是肾纤维化所必需的。
(A类)实验方法的方案。(B类)H&E染色、天狼星红染色、PAS染色和免疫荧光染色的代表性图像第4a3列+/– 铂族重量/K80R,第4a3列+/– 铂族K80R/K80R,第4a3列–/– 铂族重量/K80R、和第4a3列–/– 铂族K80R/K80R肾脏。黑眼圈:硬化性肾小球;比例尺:100μm。(C类F类)每Na中Ub PTEN(K80)的统计分析+K(K)+-ATP酶-阳性小管(C类),肾小管损伤评分(D类),天狼星红百分比-阳性面积(E类)和硬化性肾小球百分比(F类)每Na+K(K)+-ATP酶–每个视野的阳性小管。所有误差条指示SD;n个计算=5只动物和每只动物6-8个独立场(单向方差分析)。NS表示P(P)> 0.05, *P(P)< 0.05, **P(P)< 0.01, ***P(P)< 0.001, ****P(P)< 0.0001.
图2
图2。Pten K80R突变可降低肾纤维化期间的EMT。
(A类)使用指示抗体的免疫荧光染色的代表性图像第4a3列+/– 铂族重量/K80R,第4a3列+/– 铂族K80R/K80R,第4a3列–/– 铂族重量/K80R、和第4a3列–/– 铂族K80R/K80R肾脏。比例尺:100μm。(B类C类)MEX3C染色强度的统计分析(B类)和α-SMA(C类)每Na+K(K)+-ATP酶-阳性小管。误差条表示SD;n个计算=5只动物和每只动物6个独立场(单向方差分析)。(D类)Ub-PTEN(K80)染色强度与每Naα-SMA的皮尔逊相关+K(K)+-ATP酶+小管(n个=20,皮尔逊χ2测试)。(E类G公司)TWIST训练强度的统计分析(E类),SNAI1-染色强度(F类),和YAP染色强度(G公司)每Na+K(K)+-ATP酶阳性小管。误差条,SD,n个计算=5只动物和每只动物6个独立场(单向方差分析)。(H(H))Ub-PTEN(K80)染色强度与TWIST、SNAI1和YAP/Na的皮尔逊相关+K(K)+-ATP酶+小管(n个=20,皮尔逊χ2测试)。(J型)BUN检测(),或ACR(J型)在血液或尿液样本中第4a3列+/– 铂族重量/K80R,第4a3列+/– 铂族K80R/K80R,第4a3列–/– 铂族重量/K80R、和第4a3列–/– 铂族K80R/K80R动物。误差条表示SD;n个= 6, 7, 9, 7 ();n个= 5, 8, 9, 6 (J型)分别(单因素方差分析)。(K(K))Kaplan-Meier生存分析第4a3列+/– 铂族重量/K80R,第4a3列+/– 铂族K80R/K80R,第4a3列–/– 铂族重量/K80R、和第4a3列–/– 铂族K80R/K80R动物(n个分别=5、5、17和18,对数秩检验)。NS表示P(P)> 0.05, *P(P)< 0.05, **P(P)< 0.01, ***P(P)<0.001,以及****P(P)< 0.0001.
图3
图3。PTEN公司K27-polyUb是生长因子诱导的EMT所必需的。
(A类)PTEN的夹心ELISA检测K27-polyUb将Ub-PTEN(K80)抗体用于经25 mM葡萄糖或指示生长因子处理1小时的HK-2细胞。错误栏指示SD;n个=3个独立实验(学生的t吨测试)。(B类C类)使用转染指定siRNA的HK-2或MCT细胞的指定抗体进行免疫印迹检测(C类)然后用指定的人类或小鼠生长因子治疗1小时。Scr:加扰。(D类F类)代表性图片(D类)波形蛋白阳性细胞的统计分析(E类)和SNAI1-阳性细胞(F类)在带有或不带有PTEN sgRNAs的HK-2细胞中,用指示慢病毒转导。细胞接受载体或指示生长因子处理72小时。比例尺:50μm。错误栏指示SD;n个=6个独立实验(单向方差分析)。NS表示P(P)> 0.05, *P(P)< 0.05, **P(P)< 0.01, ***P(P)< 0.001.
图4
图4。PTEN公司K27-polyUb与DKD相关。
(A类)PTEN的存在K27-polyUb来自健康捐赠者、1型糖尿病患者、2型糖尿病患者或DKD患者的人类血清样本(n个分别为16、12、13、13份血清样本;单向方差分析)。(B类)血清PTEN的Pearson相关性K27-polyUb使用eGFR(n个=54血清,Pearsonχ2测试)。(C类)血清PTEN的皮尔逊相关性K27-polyUbDKD患者的eGFR(n个=13血清,皮尔逊χ2测试)。(D类)血清PTEN中分析物的ROC曲线K27-polyUb用于DKD患者的诊断。(E类)血清PTEN的皮尔逊相关性K27-polyUb1/2型糖尿病和DKD患者的血糖水平(n个=38血清,皮尔逊χ2测试)。(F类G公司)代表性图片(F类)MEX3C免疫荧光染色的统计分析(G公司,左)和PTENK27-polyUb(G公司(右)和健康捐赠者和DKD患者的肾组织中。误差条表示每个组织6个随机场的染色强度SD(n个分别=9和9;学生的t吨测试)。比例尺:100μm。(H(H))MEX3C与PTEN的Pearson相关性K27-polyUb在人体肾组织中(n个=18,皮尔逊χ2测试)。()PTEN的测量K27-polyUb健康献血者或DKD患者(n=10和6个尿液样本)的人尿液样本中的浓度,误差线,SD,Student t检验。(J型)尿PTEN的皮尔逊相关性K27-polyUb健康和DKD患者的eGFR(n=16份尿样,Pearsonχ2测试)。(K(K))PTEN的测量K27-polyUb健康献血者、2型糖尿病患者和DKD患者配对血清和尿液样本中的浓度(n个=11,皮尔逊χ2测试)。NS表示P(P)> 0.05, *P(P)< 0.05, **P(P)< 0.01, ***P(P)< 0.001, ****P(P)< 0.0001.
图5
图5。雷公藤内酯醇作为MEX3C抑制剂的特性。
(A类)上图:使用His的夹心ELISA的流程图6-TUBE和Ub-PTEN(K80)抗体筛查定制复合文库及PTEN的生成K27-polyUbOD450检测到。底部面板:日志2显示了polyUb链形成活性的相对折叠变化。(B类)Bio-Linker和Bio-TPL的插图。(C类)使用Bio-Linker或Bio-TPL和第4a3列+/+第4a3列–/–肾脏。切除Bio-TPL结合蛋白(蓝盒)并进行LC-MS分析。(D类)LC-MS蛋白质鉴定的蛋白质得分(E类)竞争曲线的确定K(K)D类TPL值和指示重组蛋白的2倍稀释。误差条表示SD;n个=3个独立实验。(F类)IC竞争曲线的确定50TPL对所示E3连接酶酶活性的值。IC50显示了每个E3连接酶的TPL值。误差条表示SD;n个=3个独立实验。(G公司)使用带有或不带有TPL的指示重组蛋白进行体外泛素化分析,然后进行免疫印迹检测(ERCC3/MEX3C摩尔比10:1)。(H(H))使用Bio-TPL下拉链霉亲和素,显示MEX3C重组蛋白,然后使用抗FLAG抗体进行免疫印迹检测。
图6
图6。雷公藤内酯醇抑制PTENK27-polyUb和EMT。
(A类)E3连接酶抑制剂分子机制的图示。(B类D类)竞争曲线的确定K(K)D类PTX、TPL和RG7388对抗MDM2-p53相互作用的价值(B类),MEX3C-UBE2S(C类)和MEX3C-PTEN(D类). 误差条指示SD;n个=3个独立实验。(E类)用指示的抑制剂和葡萄糖刺激(5或25 mM,1小时)处理HK-2细胞,然后使用指示的抗体进行Biotin-TUBE下拉和免疫印迹检测。(F类)用指示的生长因子处理HK-2细胞(1小时)后,使用指示的抗体进行免疫印迹。(G公司)使用RPTEC在葡萄糖存在下使用指示抗体进行48小时的免疫荧光染色。比例尺:50μm。(H(H))用DMSO或TPL(1μM,2小时)处理的RPTEC或D-RPTEC中的指示抗体,用葡萄糖5 mM或25 mM处理1小时,进行免疫印迹检测。
图7
图7。雷公藤内酯醇减轻肾纤维化。
(A类)H&E染色、天狼星红染色、PAS染色、α-SMA、MEX3C和Ub-PTEN(K80)每Na的免疫荧光染色的代表性图像+K(K)+-ATP酶+小管。比例尺:100μm。(B类G公司)肾小管损伤评分的统计分析(B类),天狼星红染色面积百分比(C类),硬化性肾小球百分比(D类),α-SMA染色强度(E类)、MEX3C(F类)和Ub-PTEN(K80)(G公司)每Na+K(K)+-ATP酶+小管第4a3列+/+,第4a3列+/–+车辆,第4a3列–/–+车辆,以及第4a3列–/–+TPL肾脏。误差条表示SD;n个=5、8、8和8只动物;计算每只动物的6个独立场(单因素方差分析)。NS表示P(P)> 0.05, **P(P)< 0.01, ***P(P)<0.001,以及****P(P)< 0.0001.
图8
图8。雷公藤内酯醇改善纤维化肾脏的肾功能。
(A类D类)代表性图片(A类)和TWIST免疫荧光染色的统计分析(B类)、SNAI1(C类)和YAP(D类)每纳+K(K)+-ATP酶+小管第4a3列+/+,第4a3列+/–+车辆,第4a3列–/–+车辆,以及第4a3列–/–+TPL肾脏。误差条表示SD;n个=5、8、8、八只动物;计算每只动物的6个独立场(单因素方差分析)。比例尺:100μm。(E类)PTEN的测量K27-polyUb在尿液中第4a3列+/+,第4a3列+/–+车辆,第4a3列–/–+车辆,以及第4a3列–/–+TPL动物。误差条表示SD;n个分别=5、6、5、7只动物(单向方差分析)。(F类)BUN的测量第4a3列+/+小鼠(8周),第4a3列+/–+载鼠(8周),第4a3列–/–+载具小鼠(8周),以及第4a3列–/–+TPL小鼠。错误栏指示SD;n个分别=5、8、10、8只动物(单向方差分析)。(G公司H(H))LC-MS法测定血清肌酐(G公司)或ACR(H(H))第页,共页第4a3列+/+,第4a3列+/–+车辆,第4a3列–/–+车辆,以及第4a3列–/–+8周龄TPL小鼠。错误栏指示SD;n个分别=5、8、8、八只动物(单向方差分析)。()生存曲线第4a3列+/+,第4a3列+/–+车辆,第4a3列–/–+车辆,以及第4a3列–/–+TPL动物(n个分别=5、5、13和16只动物,对数秩检验)。NS表示P(P)> 0.05, *P(P)< 0.05, **P(P)< 0.01, ***P(P)<0.001,以及****P(P)< 0.0001.
图9
图9。铂的抑制K27-polyUb减少FA诱导的肾纤维化。
(A类)实验方法的方案。(B类)BUN的测量铂族重量/K80R+FA小鼠(8周)和铂族k80转/k80转+FA小鼠(8周),注射FA前和注射FA后3天。误差条表示SD;n=8、8、8和8只动物(单向方差分析)。(C类)H&E染色、天狼星红染色和使用指示抗体的免疫荧光染色的代表性图像铂族重量/K80R使用生物碳酸盐(bic),铂族重量/K80R带FA,以及铂族K80R/K80R用FA注射肾脏。比例尺:100μm。(D类)肾小管损伤评分的统计分析(D类),天狼星红百分比-阳性面积(E类),Ub-PTEN(K80)(F类),α-SMA染色强度(G公司)、MEX3C(H(H))、和扭转()每Na+K(K)+-ATP酶–每个视野的阳性小管。误差条表示SD;n个=8只动物;计算每只动物的6个独立场(单因素方差分析)。NS表示P(P)> 0.05, *P(P)< 0.05, **P(P)< 0.01, ***P(P)<0.001,以及****P(P)< 0.0001.
图10
图10。雷公藤内酯醇降低FA诱导的肾纤维化。
(A类)实验方法的方案。C57BL/6J小鼠用溶媒或FA治疗,然后用溶媒和TPL治疗。(B类)H&E染色、天狼星红染色和免疫荧光染色的代表性图像,使用载体、FA和FA+TPL肾脏中的指示抗体。比例尺:100μm。(C类H(H))肾小管损伤评分的统计分析(C类),天狼星红百分比-阳性面积(D类),Ub-PTEN(K80)(E类),α-SMA染色强度(F类)、MEX3C(G公司)、和TWIST(H(H))每Na+K(K)+-ATP酶–每个视野的阳性小管。误差条指示SD;n个=8只动物;计算每只动物的6个独立场(单因素方差分析)。NS表示P(P)> 0.05, *P(P)< 0.05, **P(P)< 0.01, ***P(P)<0.001,以及****P(P)< 0.0001.
图11
图11。铂的抑制K27-polyUb缓解STZ诱导的糖尿病肾病。
(A类)实验方法的方案。对三组动物进行比较:铂族重量/K80R车辆喷射,铂族重量/K80RSTZ注入,以及铂族K80R/K80RSTZ注入。(B类)ACR的测量铂族重量/K80R+车辆喷射,铂族重量/K80R+STZ和铂族K80R/K80R+STZ动物。错误栏指示SD;n个分别=8、9、8只动物(单向方差分析)。(C类)使用指示抗体的H&E染色、PAS染色和免疫荧光染色的代表性图像铂族重量/K80R+车辆喷射;铂族重量/K80R+STZ和铂族K80R/K80R+STZ肾脏。比例尺:50μm(黑色)和100μm(白色)。白圈:肾小球;黑色箭头:系膜区扩大。(D类H(H))PAS阳性系膜面积的统计分析(D类),α-SMA染色强度(E类),Ub-PTEN染色(K80)(F类)、MEX3C(G公司)、和扭转(H(H))每Na+K(K)+-每个视野中的ATP酶-肾小球阴性(左侧)或-肾小管阳性(右侧)。误差条表示SD;n个=8只动物;计算每只动物的6个独立场(单因素方差分析)。NS表示P(P)> 0.05, *P(P)< 0.05, **P(P)< 0.01, ***P(P)<0.001,以及****P(P)< 0.0001.
图12
图12。雷公藤甲素预防糖尿病肾病。
(A类)实验方法的方案。C57BL/6J小鼠用溶媒或STZ治疗,然后用溶媒和TPL治疗。(B类D类)尿铂的测定K27-polyUb(B类)、BUN(C类),或ACR(D类)注射后2周和25周,STZ和STZ+TPL动物。误差条表示SD;n个=8、8、12、10、12、12只动物(B类C类)或n个=8、10、12只动物(D类)分别为(单因素方差分析)。(E类)H&E染色、PAS染色和免疫荧光染色的代表性图像,使用载体、STZ和STZ+TPL肾脏中的指示抗体。比例尺:50μm(黑色)或100μm(白色)。白圈:肾小球;黑色箭头:系膜区扩大。(F类J型)PAS阳性系膜面积的统计分析(F类),α-SMA染色强度(G公司),Ub-PTEN染色(K80)(H(H)),墨西哥3c()和TWIST1(J型)每Na+K(K)+-每个视野中的ATP酶-肾小球阴性(左侧)或-肾小管阳性(右侧)。误差条表示SD;n个=8只动物;计算每只动物的6个独立场(单因素方差分析)。NS表示P(P)> 0.05, *P(P)< 0.05, **P(P)< 0.01, ***P(P)<0.001,以及****P(P)< 0.0001.
图13
图13。铂的药物抑制K27-polyUb缓解糖尿病肾病。
(A类)实验方法的方案。比较三组动物:BTBR重量/重量+车辆,BTBR对象/对象+车辆和BTBR对象/对象+TPL注入。(B类C类)血糖测量(B类)或ACR(C类)BTBR的重量/重量+车辆,BTBR对象/对象+车辆和BTBR对象/对象+6、8、10和12周龄的TPL动物(n个=每组5只动物)。误差条表示SD(单向方差分析)。(D类)使用BTBR中指示抗体的H&E染色、PAS染色和免疫荧光染色的代表性图像重量/重量+车辆,BTBR对象/对象+车辆和BTBR对象/对象+TPL肾脏。比例尺:50μm(黑色)和100μm(白色)。白色圆圈:肾小球。(E类H(H))肾小球簇面积的统计分析(E类),PAS阳性系膜区(F类),Ub-PTEN染色强度(K80)(G公司)、和扭转(H(H))每Na+K(K)+-每个视野中的ATP酶-肾小球阴性(左侧)或-肾小管阳性(右侧)。误差条表示SD;n个=5只动物;计算每只动物的6个独立场(单因素方差分析)。NS表示P(P)> 0.05, *P(P)< 0.05, **P(P)< 0.01, ***P(P)<0.001,以及****P(P)< 0.0001.

中的注释

  • PTEN泛素化导致糖尿病肾病纤维化。
    Allison SJ公司。 Allison SJ公司。 Nat Rev Nephrol公司。2019年5月;15(5):254. doi:10.1038/s41581-019-0130-y。 Nat Rev Nephrol公司。2019 采购管理信息:30804524 没有可用的摘要。

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