銳博生物-IGF-1如何通過ERK/MAPK信號通路來保護腎管狀上皮細胞？
銳博生物--Nature子刊：IGF-1如何幫助患者免受腎病之苦？
腎臟管狀上皮細胞受損能誘發(fā)急性腎衰竭與梗阻性腎病。服用類胰島素生長因子（insulin-like growth factor-1, IGF-1）能改善小鼠單側輸尿管結扎（UOO）引起的腎臟損傷，但其潛在機理不完全了解。今年6月，上海交大醫(yī)學院的研究團隊在Nature子刊Scientific Reports上發(fā)表文章，他們發(fā)現(xiàn)當腎受損時IGF-1可能通過ERK/MAPK信號通路來保護腎管狀上皮細胞。
首先，我們來看看研究團隊是怎么設置實驗組與對照組的：第一組小鼠進行UUO手術，其中一半每天腹腔注射IGF-1，剩下的注射生理鹽水進行對照；第二組小鼠進行假手術，并進行與第一組相同的處理，即UUO/IGF-1組、UUO組、假手術/IGF-1組、假手術組。
這個實驗的設計思路與方法比較清晰簡單，讓我們一起一探究竟吧。
知道了大致的實驗思路與方法，我們再來在看看他們得出的實驗結果。
IGF-1：我跟UUO為敵
UUO是一個成熟的腎臟損傷模式，能造成持續(xù)性腎纖維化。IGF-1已被證明能改善腎損傷以及由其引發(fā)的腎纖維化。研究者對這個結論進行了驗證并探究了是否IGF-1會影響UUO誘導的腎上皮細胞凋亡。通過熒光凋亡實驗進行分析后得出UUO誘發(fā)腎上皮細胞凋亡，而IGF-1降低UUO誘導的腎上皮細胞凋亡的發(fā)生。
IGF-1：抗凋亡蛋白Bcl-2，我來助你一臂之力
接著檢測各實驗組與對照組小鼠中凋亡相關蛋白的表達情況，UUO/IGF-1組中Bcl-2在蛋白質水平而非mRNA水平顯著增加。這表明IGF-1可能可以通過修飾Bcl-2蛋白翻譯來增加抗凋亡蛋白Bcl-2，從而減少UUO組中腎上皮細胞凋亡。
IGF-1與miR-429的宿敵之爭
基于上述結論，研究者假設IGF-1能通過miRNAs影響腎上皮細胞中的Bcl-2。通過生物學信息分析與檢測。他們發(fā)現(xiàn)，miR-429在Bcl-2的3’端UTR有一個結合位點，而在UUO/IGF-1組小鼠腎上皮細胞中miR-429的水平顯著降低。
接著，研究者將miR-429 mimic或antisense轉染到腎上皮細胞中，通過RT-qPCR與熒光素酶報告實驗證明miR-429結合到Bcl-2 mRNA的3’端UTR會抑制Bcl-2蛋白翻譯。數(shù)據(jù)表明miR-429確實抑制腎上皮細胞中的Bcl-2蛋白翻譯。
IGF-1：miR-429，看我用ERK1/2信號通路制服你
為了了解UUO小鼠中IGF-1如何抑制miR-429，他們在體外UUO/IGF-1組細胞中用了IGF-1下游信號抑制劑，測試他們對Bcl-2的影響。結果表明，用PD98059（ERK/MAPK-p42/44抑制劑）抑制ERK1/2信號途徑不僅會導致IGF-1對miR-429影響的減弱，而且降低了Bcl-2的激活水平。數(shù)據(jù)表明，IGF-1能抑制依賴于ERK/MAPK信號途徑的miR-429來保護腎上皮細胞免受腎損傷，miR-429抑制依賴于Bcl-2的抗細胞凋亡。
預防腎臟上皮細胞凋亡是腎損傷后保護腎功能的關鍵。作為一個眾所周知的抗凋亡基因，Bcl-2穩(wěn)固線粒體，阻礙經(jīng)典凋亡途徑，并通過結合Beclin1來抑制自嗜。在這個研究中，研究者發(fā)現(xiàn)Bcl-2在UUO條件下受IGF-1控制，作為腎上皮細胞抵抗損傷與存活的主要機制，并證明了Bcl-2是在轉錄后水平上受IGF-1調節(jié)的。在胃癌細胞與內皮細胞中，miR-429表現(xiàn)出能抑制Bcl-2蛋白翻譯。這篇文章首次報道了IGF-1調節(jié)miRNA-429，且是用ERK/MAPK-p42/p44信號通路依賴型的方式調節(jié)的。
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