摘要 目的:作为慢性肾脏疾病(chronic kidney diseases, CKD)发展到终末期,甚至完全失去肾脏功能的共同途径,肾间质纤维化(renal interstitial fibrosis, RIF)被认为是这一疾病发展过程的主要环节,而上皮-间质转分化(epithelial-mesenehymal transition,EMT)又是RIF发展过程中的重要组成部分,主要表现为肾间质成分的逐渐增多,如波形蛋白(vimentin)、平滑肌肌动蛋白(SMA)、胶原蛋白等,同时伴随有上皮成分的减少。转化生长因子β1(TGF-β1)是目前公认的最主要的肾脏促纤维化细胞因子,在一定条件和TGF-β1诱导下,肾小管上皮细胞在体外可以发生EMT过程。再有,DNA甲基化修饰是表观遗传修饰的重要方式,可以通过调控某些基因位点的甲基化状态而改变基因表达情况,从而引起相应的细胞表型,甚至功能的变化;甲基化转移酶1(methyltransferase 1,DNMT1)作为调控基因甲基化状态的一种重要酶类,可能参与了某些基因的甲基化修饰过程。因此,我们旨在通过观察体外 TGF-β1 诱导的大鼠肾小管上皮细胞(renal tubular epithelial cells, NRK)转分化(trans-differentiation)过程中,细胞形态的改变,以及上皮细胞源性蛋白(AE1/AE3)和间质细胞源性蛋白(vimentin)表达的变化情况,同时检测 DNMT1 mRNA 和蛋白表达水平及波形蛋白(vimentin)启动子甲基化状态的变化,从而探讨体外诱导的 EMT 过程中可能的发生机制,为进一步研究提供理论基础。方法:首先,体外培养大鼠肾小管上皮细胞(NRK),将 NRK 细胞分为对照组和实验组(TGF-β1诱导组),经过体外细胞诱导后,倒置相差显微镜观察细胞形态的变化情况,并 采用免疫细胞化学染色(ICC)的方法观察两组细胞广谱细胞角蛋白(AE1/AE3)及vimentin表达的情况;然后,应用重亚硫酸盐PCR直接测序(Bisulfite Genomic Sequence, BSP)的方法检测诱导前、后vimentin启动子的甲基化状态变化;最后,采用逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)和蛋白质免疫印迹(Western blot)方法分别检测诱导前、后DNMT1 mRNA和DNMT1蛋白质的表达情况。结果:体外 TGF-β1诱导前、后,NRK 细胞的形态发生了不同程度的改变,并趋于间质细胞生长形态;经灰度值测定及统计学分析显示,体外TGF-β1诱导的NRK细胞转分化模型中,NRK细胞DNMT1 mRNA和DNMT1蛋白质表达明显降低,且差异有统计学意义(P<0.05);同时,诱导前、后vimentin启动子甲基化状态发生改变,诱导后vimentin启动子呈去甲基化状态,且vimentin蛋白质表达明显增加,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:在体外TGF-β1诱导后,NRK细胞发生了上皮细胞到间质细胞的表型转化,主要表现为细胞形态趋于间质细胞,且出现上皮源性抗原标志(AE1/AE3)表达的降低和间叶源性抗原标志(vimentin)表达的升高;诱导前、后 NRK细胞 vimentin 表达量的明显升高可能与其启动子区,即包括转录起始位点附近靠近第一个外显子的 200-300bp 序列在内的某些基因位点甲基化状态的变化有关;DNMT1 mRNA及蛋白质表达在诱导前、后的改变提示,其可能在vimentin甲基化状态的改变过程中起调控作用,并可能间接影响vimentin蛋白的表达,因此vimentin启动子区甲基化状态和DNMT1表达量的变化,可能在体外诱导NRK细胞EMT的过程中扮演着重要的角色,这为进一步研究提供了一定的理论基础,但具体机制有待进一步阐明。
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