摘要

背景/目的：系膜細(xì)胞的過度增殖被認(rèn)為在糖尿病腎病（糖尿病的主要并發(fā)癥之一）的進展中起重要作用。硫化氫（H?S），一種眾所周知的具有臭雞蛋刺激性氣味的氣體，被發(fā)現(xiàn)對糖尿病腎病具有保護作用。方法：采用MTT法檢測系膜細(xì)胞的活力。使用小干擾RNA敲低TLR4的表達(dá)，同時使用特異性抑制劑LY294002抑制PI3K的功能。使用H?S微呼吸傳感器測定H?S生成速率。結(jié)果：25mM葡萄糖誘導(dǎo)了顯著的系膜細(xì)胞增殖，同時伴隨著內(nèi)源性H?S合成的顯著抑制。而通過NaHS進行外源性H?S處理顯著減輕了小鼠系膜細(xì)胞的過度增殖。此外，發(fā)現(xiàn)H?S缺乏可導(dǎo)致TLR4激活。而補充H?S顯著抑制了TLR4的表達(dá)并抑制了系膜細(xì)胞的過度增殖。此外，抑制PI3K/Akt通路也顯著改善了細(xì)胞過度增殖。結(jié)論：高葡萄糖（HG）通過TLR4依賴性方式抑制硫化氫合成誘導(dǎo)小鼠系膜細(xì)胞過度增殖。PI3K/Akt通路也可能在HG誘導(dǎo)的系膜細(xì)胞過度增殖中起重要作用。

引言

糖尿病是一種常見的慢性代謝性疾病，其特征是一組血液流變學(xué)、微循環(huán)和細(xì)胞代謝的紊亂，可導(dǎo)致缺血、缺氧、組織水腫，更嚴(yán)重的是終末器官的不可逆損傷。腎病是糖尿病并發(fā)癥死亡的主要原因之一，其特征是系膜細(xì)胞的過度增殖。本文旨在探討系膜細(xì)胞過度增殖的潛在機制，并為糖尿病腎病的預(yù)防和治療提供新的潛在靶點。

先前的研究表明，糖尿病中的高血漿葡萄糖可導(dǎo)致一些相關(guān)基因和表型的可逆變化。隨后發(fā)生系膜溶解和旺盛的系膜修復(fù)，最終導(dǎo)致系膜基質(zhì)的顯著增加。然而，所涉及的機制和通路尚未完全闡明。

硫化氫（H?S）是一種眾所周知且具有臭雞蛋刺激性氣味的氣體，被發(fā)現(xiàn)可在哺乳動物和人體組織中酶促合成。在發(fā)現(xiàn)其在哺乳動物中的作用之前，關(guān)于硫化氫的研究主要集中在其造成的空氣/水污染以及對中樞神經(jīng)系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)的毒性/抑制作用上。自1980年代在哺乳動物中發(fā)現(xiàn)以來，硫化氫已被證明在涉及海馬體、消化和血管平滑肌的各種生理和通路中發(fā)揮作用。

在哺乳動物和人體組織中，大部分內(nèi)源性H?S合成似乎來自PLP（吡哆醛-5'-磷酸）依賴性酶胱硫醚-γ-裂解酶（CSE）和胱硫醚-β-合酶（CBS），通過氨基酸半胱氨酸、同型半胱氨酸和胱硫醚進行。廣泛認(rèn)為，嚙齒動物和人類中CSE和CBS的表達(dá)顯示出顯著的組織特異性。目前的文獻共識是，CBS是大腦和神經(jīng)組織中H?S的主要來源，而在血管系統(tǒng)（如平滑肌和內(nèi)皮）中，CSE是H?S的主要來源。它還與一氧化碳（CO）和一氧化氮（NO）等其他公認(rèn)的“氣體遞質(zhì)”具有其他相似之處，即它們在低濃度時發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)，在高濃度時產(chǎn)生毒性效應(yīng)。由于其廣泛的生物學(xué)應(yīng)用，這些氣體遞質(zhì)在受體和作用機制方面尚未完全闡明。

硫化氫被證明可以調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖。H?S是血管平滑肌細(xì)胞中ATP敏感性K?通道的首個被確定的內(nèi)源性氣體開放劑。通過激活A(yù)TP敏感性K?通道，H?S降低血壓，保護心臟免受缺血再灌注損傷，抑制胰腺β細(xì)胞中的胰島素分泌，并發(fā)揮抗炎、抗傷害感受和抗凋亡作用。Yang等人也表明，在生理上生成H?S的酶CSE基因敲除的小鼠中，其血清、心臟、主動脈和其他組織中的H?S水平顯著降低。有趣的是，H?S被許多人報道在糖尿病腎病中起重要作用。因此，這暗示外源性H?S可能通過抑制系膜細(xì)胞增殖來減輕糖尿病腎病的進展。

Toll樣受體（TLR）家族是一類公認(rèn)的病原體相關(guān)分子模式（PAMPs）受體。此外，已證明TLR可通過識別各種內(nèi)源性細(xì)胞成分（如熱休克蛋白90和透明質(zhì)酸）觸發(fā)無菌性炎癥。更重要的是，TLR4似乎在介導(dǎo)糖尿病的病理生理中起作用：2型糖尿病受試者的單核細(xì)胞中TLR4 mRNA及相關(guān)配體與對照受試者相比顯著增加；在體外，高葡萄糖誘導(dǎo)人單核細(xì)胞中toll樣受體的表達(dá)。為了研究TLR4在糖尿病系膜細(xì)胞過度增殖中的參與，我們在體外采用siRNA技術(shù)，在體內(nèi)采用基因敲除模型構(gòu)建TLR4缺陷模型。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，高葡萄糖以濃度依賴性方式誘導(dǎo)TLR4的mRNA表達(dá)，這在體外被siRNA敲低TLR4所減弱，在C3H/HeouJ小鼠中被TLR4敲除所減輕。更有趣的是，在體外和體內(nèi)，TLR4抑制后CBS/CSE的表達(dá)均增加。

因此，我們假設(shè)TLR4的過表達(dá)導(dǎo)致內(nèi)源性硫化氫缺乏，從而導(dǎo)致糖尿病腎病中系膜細(xì)胞的過度增殖。因此，將采用微電極技術(shù)、siRNA轉(zhuǎn)染（針對CSE）、基因共免疫沉淀等來證明我們的假設(shè)。