High Glucose Induces Mouse Mesangial Cell Overproliferation via Inhibition of Hydrogen Sulfide Synthesis in a TLR-4-Dependent Manner

高葡萄糖通過抑制硫化氫合成以TLR-4依賴的方式誘導(dǎo)小鼠系膜細(xì)胞過度增殖

來源：Cellular Physiology and Biochemistry, Volume 41, 2017, pages 1035-1043

《細(xì)胞生理學(xué)與生物化學(xué)》，第41卷，2017年，頁碼1035-1043

 

摘要：

摘要部分闡述了高葡萄糖誘導(dǎo)小鼠系膜細(xì)胞過度增殖的機(jī)制，涉及硫化氫合成的抑制和TLR-4依賴的途徑。研究發(fā)現(xiàn)，高葡萄糖環(huán)境會抑制內(nèi)源性硫化氫的合成，從而導(dǎo)致細(xì)胞過度增殖，而外源性硫化氫補(bǔ)充可以緩解這種增殖。此外，TLR4的激活和PI3K/Akt通路也參與了這一過程。

 

研究目的：

本研究旨在探討高葡萄糖如何通過影響硫化氫合成和TLR4信號通路誘導(dǎo)小鼠系膜細(xì)胞過度增殖，從而為糖尿病腎病的預(yù)防和治療提供新的潛在靶點(diǎn)。研究重點(diǎn)關(guān)注硫化氫在糖尿病腎病中的作用機(jī)制。

 

研究思路：

研究思路包括使用小鼠系膜細(xì)胞模型，通過高葡萄糖處理模擬糖尿病環(huán)境，采用MTT法檢測細(xì)胞活力，Western blot分析蛋白質(zhì)表達(dá)，siRNA技術(shù)敲低TLR4表達(dá)，以及使用PI3K特異性抑制劑LY294002。實時測量硫化氫生成率使用丹麥Unisense微呼吸傳感器。研究通過比較正常葡萄糖和高葡萄糖組，分析硫化氫合成、TLR4表達(dá)和PI3K/Akt通路的變化，以闡明其相互關(guān)系。

 

測量的數(shù)據(jù)及研究意義：

1. 細(xì)胞活力數(shù)據(jù)：通過MTT法測量高葡萄糖處理下小鼠系膜細(xì)胞的增殖情況，研究意義在于直接驗證高葡萄糖誘導(dǎo)細(xì)胞過度增殖的現(xiàn)象，為糖尿病腎病病理提供實驗證據(jù)。數(shù)據(jù)來自Fig.1A。

 

2. 硫化氫生成率數(shù)據(jù)：使用丹麥Unisense微呼吸傳感器實時測量H2S生成率，研究意義在于量化高葡萄糖對內(nèi)源性硫化氫合成的抑制效果，揭示硫化氫在細(xì)胞保護(hù)中的作用。數(shù)據(jù)來自Fig.1B。

3. CSE表達(dá)數(shù)據(jù)：通過Western blot分析CSE蛋白表達(dá)水平，研究意義在于確認(rèn)高葡萄糖抑制硫化氫合成酶的表達(dá)， linking硫化氫缺乏與細(xì)胞增殖異常。數(shù)據(jù)來自Fig.1C。

4. TLR4表達(dá)數(shù)據(jù)：通過Western blot分析TLR4蛋白表達(dá)，研究意義在于證明高葡萄糖激活TLR4通路，參與細(xì)胞過度增殖的機(jī)制。數(shù)據(jù)來自Fig.1D。

5. PI3K/Akt磷酸化數(shù)據(jù)：通過Western blot檢測PI3K和Akt的磷酸化水平，研究意義在于闡明TLR4下游信號通路的作用，表明PI3K/Akt通路在高葡萄糖誘導(dǎo)增殖中的關(guān)鍵性。數(shù)據(jù)來自Fig.3A和Fig.3B。

 

 

結(jié)論：

1. 高葡萄糖通過抑制硫化氫合成誘導(dǎo)小鼠系膜細(xì)胞過度增殖，這一過程依賴于TLR4的激活。

2. TLR4介導(dǎo)的PI3K/Akt通路活化在高葡萄糖誘導(dǎo)的細(xì)胞增殖中起重要作用，抑制該通路可緩解增殖。

3. 外源性硫化氫補(bǔ)充或TLR4敲低可能成為糖尿病腎病治療的潛在策略。

 

使用丹麥Unisense電極測量數(shù)據(jù)的研究意義：

使用丹麥Unisense微呼吸傳感器測量硫化氫生成率的數(shù)據(jù)具有重要研究意義，因為它提供了實時、定量的內(nèi)源性硫化氫合成變化證據(jù)。這種測量方法直接驗證了高葡萄糖抑制硫化氫生成的假設(shè)，增強(qiáng)了實驗結(jié)果的可信度。在糖尿病腎病背景下，該數(shù)據(jù)揭示了硫化氫作為氣體信號分子的保護(hù)作用，為理解細(xì)胞代謝異常提供了分子層面依據(jù)。此外，該方法的應(yīng)用支持了硫化氫在調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖中的關(guān)鍵角色，為開發(fā)針對硫化氫通路的治療干預(yù)奠定了實驗基礎(chǔ)。