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文獻(xiàn)解讀：南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院在糖尿病腎病發(fā)展進(jìn)程研究中的新發(fā)現(xiàn)
南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院內(nèi)分泌代謝科-薛姚明老師團(tuán)隊(duì)近期在BMC子刊分子醫(yī)藥（6.376/Q1）在糖尿病腎病發(fā)展進(jìn)程研究中發(fā)現(xiàn)通過(guò)管狀上皮細(xì)胞外泌體穩(wěn)定表達(dá)HIF-1α（低氧誘導(dǎo)因子蛋白）后可誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞糖酵解反應(yīng)。
前沿背景: 蛋白尿（Albuminuria）是糖尿病腎病(DKD)的一個(gè)標(biāo)志，促進(jìn)其進(jìn)展，導(dǎo)致腎纖維化。腎巨噬細(xì)胞功能復(fù)雜，并受巨噬細(xì)胞代謝狀態(tài)的影響。然而，糖尿病腎巨噬細(xì)胞的代謝狀態(tài)以及蛋白尿?qū)奘杉?xì)胞代謝狀態(tài)的影響尚不清楚。
醫(yī)學(xué)診斷: 正常尿液中含少量小分子蛋白，若尿蛋白超過(guò)150 mg/24h或100 mg/L，蛋白定性試驗(yàn)陽(yáng)性，稱(chēng)為蛋白尿。蛋白尿持續(xù)超過(guò)0.15 g/d，常為病理性，是人體腎臟疾病的可靠指標(biāo)(引自msdmanuals.cn )
研究方法: 利用透射電鏡、納米顆粒追蹤分析和Western Blotting對(duì)來(lái)自管狀上皮細(xì)胞(HK-2)的胞外囊泡(EV )進(jìn)行評(píng)價(jià)。用RT-qPCR和WB檢測(cè)HSA 處理的HK-2細(xì)胞來(lái)源EV 共培養(yǎng)的巨噬細(xì)胞中糖酵解酶的表達(dá)。在HIF-1α 相關(guān)的siRNA干擾預(yù)轉(zhuǎn)染的巨噬細(xì)胞與人血清白蛋白(HSA)處理的HK-2細(xì)胞來(lái)源的EV 共培養(yǎng)中，作者探索了EV分泌相關(guān)的HIF-1α蛋白在介導(dǎo)糖酵解中的潛在作用，并使用WB測(cè)定了HIF-1α羥基化的程度。
如上圖所示，敲低HIF-1α可逆轉(zhuǎn)GLUT1、HK2、LDHA表達(dá)水平、乳酸生成以及IL1β、TGF-β1表達(dá)的升高。這些結(jié)果表明，HSA刺激的HK-2細(xì)胞EV通過(guò)HIF-1α信號(hào)通路介導(dǎo)巨噬細(xì)胞糖酵解。然后，作者探索了HSA處理的HK-2細(xì)胞來(lái)源的EV如何調(diào)節(jié)HIF-la的穩(wěn)定，并發(fā)現(xiàn)了一些miRNAs (Jiao等人2017;Sun等人2020;)和IncRNAs (Guo et al. 2018;) 此外，作者還通過(guò)尾靜脈給db/db小鼠注射囊泡EV，每周兩次一共4周。用CD11b微球分離腎巨噬細(xì)胞，用免疫組織熒光法確定這些巨噬細(xì)胞中糖酵解酶和HIF-1α的水平。
結(jié)論: 糖尿病腎巨噬細(xì)胞與HSA 處理的HK-2細(xì)胞共培養(yǎng)后糖酵解被激活；從機(jī)制上看，HSA 刺激的HK-2細(xì)胞產(chǎn)生的EV 通過(guò)穩(wěn)定HIF-1α來(lái)加速巨噬細(xì)胞的糖酵解。作者還發(fā)現(xiàn)，在HSA 處理的HK-2細(xì)胞來(lái)源的EV 中，一些miRNAs和IncRNAs被報(bào)道可以穩(wěn)定HIF-1α的表達(dá)。目前研究表明，蛋白尿通過(guò)穩(wěn)定HIF-1α，經(jīng)小管上皮細(xì)胞來(lái)源的EV 誘導(dǎo)腎巨噬細(xì)胞糖酵解，表明調(diào)控巨噬細(xì)胞糖酵解可能為糖尿病腎病患者，特別是大量蛋白尿患者提供一種新的治療策略。
關(guān)鍵詞: #糖尿病腎病 #細(xì)胞外囊泡EV #巨噬細(xì)胞聽(tīng) #HIF-1α蛋白調(diào)控糖酵解反應(yīng) 文中WB免疫印記-ECL實(shí)驗(yàn)使用廣州博鷺騰多功能凝膠成像工作站(#Gelview6000Pro），我們可以清晰地看到隨時(shí)間積累的不同豐度HIF-1α二聚體差異以及羥化水平（圖6-B）
參考文獻(xiàn)
①Jia Y, Chen J, Zheng Z, Tao Y, Zhang S, Zou M, Yang Y, Xue M, Hu F, Li Y, Zhang Q, Xue Y, Zheng Z. Tubular epithelial cell-derived extracellular vesicles induce macrophage glycolysis by stabilizing HIF-1α in diabetic kidney disease. Mol Med. 2022 ②A(yíng)ug 12;28(1):95. Doi: 10.1186/s10020-022-00525-1. PMID: 35962319; PMCID: PMC9373297.
③https://www.msdmanuals.cn/professional/genitourinary-disorders/glomerular-disorders/overview-of-nephrotic-syndrome
④Coresh, Josef, et al. “Change in albuminuria and subsequent risk of end-stage kidney disease: an individual participant-level consortium meta-analysis of observational studies.” The lancet Diabetes & endocrinology 7.2 (2019): 115-127.
⑤Guo, Jian-Rong, et al. "Autologous blood transfusion augments impaired wound healing in diabetic mice by enhancing lncRNA H19 expression via the HIF-1α signaling pathway." Cell Communication and Signaling 16.1 (2018): 1-17.
⑥Jiao X, Xu X, Fang Y, Zhang H, Liang M, Teng J, et al. miR-21 contributes to renal protection by targeting prolyl hydroxylase domain protein 2 in delayed ischaemic preconditioning. Nephrology. 2017;22(5):366–73.
前沿背景: 蛋白尿（Albuminuria）是糖尿病腎病(DKD)的一個(gè)標(biāo)志，促進(jìn)其進(jìn)展，導(dǎo)致腎纖維化。腎巨噬細(xì)胞功能復(fù)雜，并受巨噬細(xì)胞代謝狀態(tài)的影響。然而，糖尿病腎巨噬細(xì)胞的代謝狀態(tài)以及蛋白尿?qū)奘杉?xì)胞代謝狀態(tài)的影響尚不清楚。
醫(yī)學(xué)診斷: 正常尿液中含少量小分子蛋白，若尿蛋白超過(guò)150 mg/24h或100 mg/L，蛋白定性試驗(yàn)陽(yáng)性，稱(chēng)為蛋白尿。蛋白尿持續(xù)超過(guò)0.15 g/d，常為病理性，是人體腎臟疾病的可靠指標(biāo)(引自msdmanuals.cn )
研究方法: 利用透射電鏡、納米顆粒追蹤分析和Western Blotting對(duì)來(lái)自管狀上皮細(xì)胞(HK-2)的胞外囊泡(EV )進(jìn)行評(píng)價(jià)。用RT-qPCR和WB檢測(cè)HSA 處理的HK-2細(xì)胞來(lái)源EV 共培養(yǎng)的巨噬細(xì)胞中糖酵解酶的表達(dá)。在HIF-1α 相關(guān)的siRNA干擾預(yù)轉(zhuǎn)染的巨噬細(xì)胞與人血清白蛋白(HSA)處理的HK-2細(xì)胞來(lái)源的EV 共培養(yǎng)中，作者探索了EV分泌相關(guān)的HIF-1α蛋白在介導(dǎo)糖酵解中的潛在作用，并使用WB測(cè)定了HIF-1α羥基化的程度。
如上圖所示，敲低HIF-1α可逆轉(zhuǎn)GLUT1、HK2、LDHA表達(dá)水平、乳酸生成以及IL1β、TGF-β1表達(dá)的升高。這些結(jié)果表明，HSA刺激的HK-2細(xì)胞EV通過(guò)HIF-1α信號(hào)通路介導(dǎo)巨噬細(xì)胞糖酵解。然后，作者探索了HSA處理的HK-2細(xì)胞來(lái)源的EV如何調(diào)節(jié)HIF-la的穩(wěn)定，并發(fā)現(xiàn)了一些miRNAs (Jiao等人2017;Sun等人2020;)和IncRNAs (Guo et al. 2018;) 此外，作者還通過(guò)尾靜脈給db/db小鼠注射囊泡EV，每周兩次一共4周。用CD11b微球分離腎巨噬細(xì)胞，用免疫組織熒光法確定這些巨噬細(xì)胞中糖酵解酶和HIF-1α的水平。
結(jié)論: 糖尿病腎巨噬細(xì)胞與HSA 處理的HK-2細(xì)胞共培養(yǎng)后糖酵解被激活；從機(jī)制上看，HSA 刺激的HK-2細(xì)胞產(chǎn)生的EV 通過(guò)穩(wěn)定HIF-1α來(lái)加速巨噬細(xì)胞的糖酵解。作者還發(fā)現(xiàn)，在HSA 處理的HK-2細(xì)胞來(lái)源的EV 中，一些miRNAs和IncRNAs被報(bào)道可以穩(wěn)定HIF-1α的表達(dá)。目前研究表明，蛋白尿通過(guò)穩(wěn)定HIF-1α，經(jīng)小管上皮細(xì)胞來(lái)源的EV 誘導(dǎo)腎巨噬細(xì)胞糖酵解，表明調(diào)控巨噬細(xì)胞糖酵解可能為糖尿病腎病患者，特別是大量蛋白尿患者提供一種新的治療策略。
關(guān)鍵詞: #糖尿病腎病 #細(xì)胞外囊泡EV #巨噬細(xì)胞聽(tīng) #HIF-1α蛋白調(diào)控糖酵解反應(yīng) 文中WB免疫印記-ECL實(shí)驗(yàn)使用廣州博鷺騰多功能凝膠成像工作站(#Gelview6000Pro），我們可以清晰地看到隨時(shí)間積累的不同豐度HIF-1α二聚體差異以及羥化水平（圖6-B）
參考文獻(xiàn)
①Jia Y, Chen J, Zheng Z, Tao Y, Zhang S, Zou M, Yang Y, Xue M, Hu F, Li Y, Zhang Q, Xue Y, Zheng Z. Tubular epithelial cell-derived extracellular vesicles induce macrophage glycolysis by stabilizing HIF-1α in diabetic kidney disease. Mol Med. 2022 ②A(yíng)ug 12;28(1):95. Doi: 10.1186/s10020-022-00525-1. PMID: 35962319; PMCID: PMC9373297.
③https://www.msdmanuals.cn/professional/genitourinary-disorders/glomerular-disorders/overview-of-nephrotic-syndrome
④Coresh, Josef, et al. “Change in albuminuria and subsequent risk of end-stage kidney disease: an individual participant-level consortium meta-analysis of observational studies.” The lancet Diabetes & endocrinology 7.2 (2019): 115-127.
⑤Guo, Jian-Rong, et al. "Autologous blood transfusion augments impaired wound healing in diabetic mice by enhancing lncRNA H19 expression via the HIF-1α signaling pathway." Cell Communication and Signaling 16.1 (2018): 1-17.
⑥Jiao X, Xu X, Fang Y, Zhang H, Liang M, Teng J, et al. miR-21 contributes to renal protection by targeting prolyl hydroxylase domain protein 2 in delayed ischaemic preconditioning. Nephrology. 2017;22(5):366–73.
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