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第一部分 H/R处理对HK-2细胞中23KD ALR的表达及铁死亡的影响
目的:体外观察在缺氧复氧(Hypoxia reoxygenation,H/R)对人肾小管上皮细胞(Human renal tubular epithelial cells,HK-2)的损伤中,23KD肝再生增强因子(augmenter of liver regeneration,ALR)及铁死亡相关蛋白的表达变化。
方法:采用三气培养箱(含有 94%N2、5%CO2、1%O2)和无糖无血清的培养基模拟HK-2细胞缺氧,结合正常培养箱复氧的方法,模拟HK-2细胞缺血再灌注(Ischemia reperfusion,I/R)损伤。Western Blot检测HK-2细胞中23KDALR及铁死亡相关蛋白xCT、TFR、ACSL4、GPX4表达变化。透射电镜观察HK-2细胞发生铁死亡后,线粒体形态学的变化。免疫荧光检测HK-2细胞中GPX4荧光光点表达情况。流式细胞学检测HK-2细胞在缺氧复氧下及加入铁死亡特异性抑制剂Fer-1后,对HK-2细胞内活性氧(reactive oxygen, ROS)水平的影响。
结果:Western Blot结果显示H/R处理HK-2后,细胞内23KDALR表达逐渐增高,后逐渐降低。在缺氧6h,复氧不同时间(3h、6h、12h、24h),铁死亡相关蛋白GPX4、xCT表达逐渐降低,TFR、ACSL4表达逐渐增高。免疫荧光提示在HK-2细胞中,GPX4荧光光点缺氧后表达减弱,且在复氧12h达到最低水平。HK-2细胞内ROS水平逐渐上升,外源性加入铁死亡特异性抑制剂Fer-1处理HK-2细胞后,细胞内ROS水平受到明显抑制。
结论:1. HK-2细胞在H/R 过程中,ALR 表达逐渐增高后降至正常,提示ALR与急性缺血再灌注肾损伤过程相关。
2. 肾小管上皮细胞在H/R下发生了铁死亡,且在复氧12h时间点达到高峰。
第二部分 构建23KD ALR 表达下调的HK-2细胞株
目的:将干扰人的23KD ALR表达的慢病毒转染HK-2细胞后,通过嘌呤霉素筛选出23 KDALR表达下调的HK-2细胞株。
方法:将特异性干扰人23KD ALR表达的慢病毒shRNA/ALR转染到HK-2细胞中。利用慢病毒载体含有嘌呤抗性特点,用嘌呤霉素对转染的HK-2细胞进行筛选,筛选出下调23KDALR的HK-2细胞株。Western Blot及Real-time PCR验证HK-2细胞中ALR转染的效果情况。通过CCK8检测HK-2细胞增值活性。
结果:Real-time PCR及WesternBlot结果均提示,与未处理组和shRNA/control对照组相比,shRNA/ALR组细胞内的ALR蛋白表达及mRNA水平明显减少(P<0.05)。细胞增殖活性结果提示,干扰23KD ALR的表达后,对HK-2细胞的增殖无明显影响(P>0.05)。
结论:成功构建并筛选出下调23 KD ALR表达的HK-2细胞株。
第三部分 下调23KD ALR表达后对H/R状态下处理的HK-2细胞铁死亡水平的影响及机制研究
目的:探讨下调23KD ALR表达后,对H/R状态下处理的HK-2细胞铁死亡水平的影响并探讨其作用机制。
方法:利用三气培养箱结合正常培养箱的方法,在体外对 HK-2 细胞进行H/R 处理,观察 HK-2 细胞铁死亡的发生。慢病毒 siRNA/ALR 及其对照siRNA/control转染HK-2细胞株后,Western Blot检测铁死亡相关蛋白GPX4、xCT、TFR、ACSL4蛋白的表达情况;电镜检测HK-2细胞铁死亡发生的形态学变化;流式细胞学检测HK-2细胞内活性氧的水平变化;检测细胞内GPX4酶活性;免疫荧光和免疫共沉淀分别检测 ALR 与铁死亡关键调节蛋白 GPX4 的共定位及相互作用。
结果:Western Blot结果提示,与shRNA/control组相比,shRNA/ALR组发生铁死亡明显;电镜结果提示在H/R处理状态下,HK-2细胞线粒体体积缩小,基质颜色加深,线粒体嵴形态紊乱,在下调ALR的表达后,形态学变化更明显;流式细胞学结果提示干扰 ALR 表达后,HK-2 细胞在 H/R 下,细胞内 ROS 水平与shRNA/control组相比,明显增高;细胞内GPX4酶活性在H/R下,下调ALR表达后,与对照组相比,GPX4酶活性下降。免疫荧光提示GPX4主要在HK-2细胞包浆和细胞核皆有表达,但主要以包浆表达为主,ALR 主要在包浆表达;免疫共沉淀提示在HK-2细胞内,GPX4与ALR具有相互作用。
结论:23KD ALR参与了H/R诱导的HK-2细胞铁死亡的过程,下调23KD ALR表达后,加重了HK-2细胞铁死亡的水平发生,而这一作用可能与23KD ALR表达下调引起铁死亡关键通路胱氨酸/谷氨酸转运系统,进而影响GPX4酶活性,增加HK-2细胞内ROS水平。
目的:体外观察在缺氧复氧(Hypoxia reoxygenation,H/R)对人肾小管上皮细胞(Human renal tubular epithelial cells,HK-2)的损伤中,23KD肝再生增强因子(augmenter of liver regeneration,ALR)及铁死亡相关蛋白的表达变化。
方法:采用三气培养箱(含有 94%N2、5%CO2、1%O2)和无糖无血清的培养基模拟HK-2细胞缺氧,结合正常培养箱复氧的方法,模拟HK-2细胞缺血再灌注(Ischemia reperfusion,I/R)损伤。Western Blot检测HK-2细胞中23KDALR及铁死亡相关蛋白xCT、TFR、ACSL4、GPX4表达变化。透射电镜观察HK-2细胞发生铁死亡后,线粒体形态学的变化。免疫荧光检测HK-2细胞中GPX4荧光光点表达情况。流式细胞学检测HK-2细胞在缺氧复氧下及加入铁死亡特异性抑制剂Fer-1后,对HK-2细胞内活性氧(reactive oxygen, ROS)水平的影响。
结果:Western Blot结果显示H/R处理HK-2后,细胞内23KDALR表达逐渐增高,后逐渐降低。在缺氧6h,复氧不同时间(3h、6h、12h、24h),铁死亡相关蛋白GPX4、xCT表达逐渐降低,TFR、ACSL4表达逐渐增高。免疫荧光提示在HK-2细胞中,GPX4荧光光点缺氧后表达减弱,且在复氧12h达到最低水平。HK-2细胞内ROS水平逐渐上升,外源性加入铁死亡特异性抑制剂Fer-1处理HK-2细胞后,细胞内ROS水平受到明显抑制。
结论:1. HK-2细胞在H/R 过程中,ALR 表达逐渐增高后降至正常,提示ALR与急性缺血再灌注肾损伤过程相关。
2. 肾小管上皮细胞在H/R下发生了铁死亡,且在复氧12h时间点达到高峰。
第二部分 构建23KD ALR 表达下调的HK-2细胞株
目的:将干扰人的23KD ALR表达的慢病毒转染HK-2细胞后,通过嘌呤霉素筛选出23 KDALR表达下调的HK-2细胞株。
方法:将特异性干扰人23KD ALR表达的慢病毒shRNA/ALR转染到HK-2细胞中。利用慢病毒载体含有嘌呤抗性特点,用嘌呤霉素对转染的HK-2细胞进行筛选,筛选出下调23KDALR的HK-2细胞株。Western Blot及Real-time PCR验证HK-2细胞中ALR转染的效果情况。通过CCK8检测HK-2细胞增值活性。
结果:Real-time PCR及WesternBlot结果均提示,与未处理组和shRNA/control对照组相比,shRNA/ALR组细胞内的ALR蛋白表达及mRNA水平明显减少(P<0.05)。细胞增殖活性结果提示,干扰23KD ALR的表达后,对HK-2细胞的增殖无明显影响(P>0.05)。
结论:成功构建并筛选出下调23 KD ALR表达的HK-2细胞株。
第三部分 下调23KD ALR表达后对H/R状态下处理的HK-2细胞铁死亡水平的影响及机制研究
目的:探讨下调23KD ALR表达后,对H/R状态下处理的HK-2细胞铁死亡水平的影响并探讨其作用机制。
方法:利用三气培养箱结合正常培养箱的方法,在体外对 HK-2 细胞进行H/R 处理,观察 HK-2 细胞铁死亡的发生。慢病毒 siRNA/ALR 及其对照siRNA/control转染HK-2细胞株后,Western Blot检测铁死亡相关蛋白GPX4、xCT、TFR、ACSL4蛋白的表达情况;电镜检测HK-2细胞铁死亡发生的形态学变化;流式细胞学检测HK-2细胞内活性氧的水平变化;检测细胞内GPX4酶活性;免疫荧光和免疫共沉淀分别检测 ALR 与铁死亡关键调节蛋白 GPX4 的共定位及相互作用。
结果:Western Blot结果提示,与shRNA/control组相比,shRNA/ALR组发生铁死亡明显;电镜结果提示在H/R处理状态下,HK-2细胞线粒体体积缩小,基质颜色加深,线粒体嵴形态紊乱,在下调ALR的表达后,形态学变化更明显;流式细胞学结果提示干扰 ALR 表达后,HK-2 细胞在 H/R 下,细胞内 ROS 水平与shRNA/control组相比,明显增高;细胞内GPX4酶活性在H/R下,下调ALR表达后,与对照组相比,GPX4酶活性下降。免疫荧光提示GPX4主要在HK-2细胞包浆和细胞核皆有表达,但主要以包浆表达为主,ALR 主要在包浆表达;免疫共沉淀提示在HK-2细胞内,GPX4与ALR具有相互作用。
结论:23KD ALR参与了H/R诱导的HK-2细胞铁死亡的过程,下调23KD ALR表达后,加重了HK-2细胞铁死亡的水平发生,而这一作用可能与23KD ALR表达下调引起铁死亡关键通路胱氨酸/谷氨酸转运系统,进而影响GPX4酶活性,增加HK-2细胞内ROS水平。