内质网应激及其特有凋亡途径Caspase-12与糖尿病大鼠肾组织固有细胞凋亡之间的关系

目的：检测内质网应激（ERS）标志蛋白在糖尿病大鼠肾组织的表达及其与细胞凋亡之间的关系。方法：单侧肾切除大鼠腹腔注射链脲佐菌素诱发糖尿病,于8周应用免疫组织化学检测GRP78、Caspase-12、PCNA的表达与定位,TUNEL染色检测细胞凋亡部位,流式细胞术检测细胞凋亡程度,并对GRP78、Caspase-12表达水平进行半定量分析,同时观察尿蛋白、BUN、尿肌酐等反应肾功能的相关指标。结果：建模8周,糖尿病组大鼠较对照组肾小球、肾小管凋亡细胞数明显增多,GRP78、Caspase-12表达显著增强。PCNA表达与对照组无明显差异。结论：糖尿病肾损害过程中,ERS被诱导并可能通过激活其特有的凋亡途径Caspase-12引起肾脏细胞过多丢失在糖尿病肾病的发病机制中起重要作用。     

Klotho对CsA慢性肾毒性大鼠肾脏内质网应激相关凋亡的影响

24只雄性SD(Sprague dawley)大鼠在低盐饮食的基础上,随机分为3组:对照组、模型组、治疗组。模型组给予环孢素A(Cyclosporin A,Cs A)30 mg/kg/d腹腔注射共28 d建立慢性肾毒性大鼠模型;治疗组在给予等量Cs A的基础上腹腔注射给予重组可溶性Klotho蛋白(0.02 mg/kg/d腹腔注射,隔日一次)。28 d后处死大鼠,收集肾组织标本;行Masson染色观察肾脏病理损害;TUNEL(Td T-mediated d UTP nick end labeling)染色观察细胞凋亡情况;Western-blot检测肾组织内质网应激标志物兔抗葡萄糖调节蛋白78(glucose regulated protein78,GRP78)及CCAAT/增强子结合蛋白同源蛋白(pro-apoptotic protein CCAAT/enhancer binding protein homologous protein,CHOP)的表达情况。分析发现,模型组大鼠肾脏病理损害明显加重,肾小管上皮细胞大量凋亡,GRP78及CHOP表达显著上调,而Klotho治疗组大鼠肾脏病理损害明显减轻,细胞凋亡减少,GRP78及CHOP的表达明显降低。表明Klotho蛋白可通过抑制内质网应激诱导的凋亡缓解Cs A慢性肾毒性的发生。     

卡托普利对高血压大鼠动脉血管平滑肌细胞内质网相关因子葡萄糖调节蛋白78和C/EBP同源蛋白表达的影响

目的:研究卡托普利对早期高血压大鼠动脉血管平滑肌细胞内质网相关因子葡萄糖调节蛋白78(glucose-regulated protein of 78kd,GRPT8)和C/EBP同源蛋白(CAAT/enhancer binding protein homologous protein,CHOP)表达的影响.方法:将18只成年雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠随机分为对照组、模型组和卡托普利组(n=6),模型组和卡托普利组均采用大鼠腹主动脉结扎建立高血压大鼠模型.4周后测量血压,应用免疫组化方法检测主动脉血管平滑肌细胞GRP78和CHOP的表达;缺口末端标记法(TUNEL)检测细胞凋亡.结果:(1)模型组平均动脉压(mean arterial blood pressure,MAP)明显增加,卡托普利组血压低于模型组,高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05);(2)模型组内质网因子GRP78、CHOP表达均增加,卡托普利组GRP78、CHOP表达低于模型组,高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.01);(3)模型组血管平滑肌细胞凋亡率减少,卡托普利组血管平滑肌细胞凋亡率高于模型组,低于对照组,差异具有统计学意义(P<0.01).结论:卡托普利可降低高血压大鼠动脉血管平滑肌细胞GRP78和CHOP的表达,增加细胞凋亡.可能与其减弱高血压所致内质网反应,维持血管平滑肌细胞的增殖/凋亡平衡有关.     

中介素1-53对高磷诱导人主动脉血管平滑肌细胞ERS-线粒体凋亡通路及钙化的影响

摘要 目的：探讨中介素1-53（IMD1-53）对高磷诱导人主动脉血管平滑肌细胞（HA-VSMC）内质网应激（ERS）-线粒体凋亡通路及钙化的影响。方法：体外培养HA-VSMC,MTT法检测IMD1-53对HA-VSMC的毒性作用。HA-VSMC中添加10 mmol/L β-甘油磷酸盐进行高磷诱导,使用0.1 nmol/L或0.5 nmol/L IMD1-53干预,并在0.5 nmol/L IMD1-53干预基础上添加ERS诱导剂衣霉素（TM）,流式细胞仪检测HA-VSMC凋亡率,茜素红S染色观察HA-VSMC中钙盐沉积,酞络合酮比色法测定HA-VSMC中钙含量,分光光度法检测HA-VSMC中碱性磷酸酶（ALP）活性,蛋白质印迹法（Western blot）检测HA-VSMC中钙化以及ERS--线粒体凋亡通路相关蛋白表达。结果：IMD1-53浓度≤2.5 nmol/L时,对HA-VSMC细胞活力无明显影响（P＞0.05）,故选择对细胞无明显毒副作用的低、高2个剂量（0.1、0.5 nmol/L）进行后续实验。高磷诱导后,HA-VSMC凋亡率、钙含量、ALP活性以及Runt相关转录因子-2（Runx2）、骨桥蛋白（OPN）、Bcl-2相关X蛋白（Bax）、裂解的半胱氨酰天冬氨酸蛋白酶-3（cleaved caspase-3）、葡萄糖调节蛋白78（GRP78）、C/EBP同源蛋白（CHOP）、感受器活化转录因子6（ATF6）、p-需肌醇酶1（IRE1）/IRE1蛋白表达水平升高（P＜0.05）,橘红色结节明显增多,骨保护素（OPG）、B细胞淋巴瘤/白血病-2（Bcl-2）蛋白表达水平降低（P＜0.05）。0.1 nmol/L和0.5 nmol/L IMD1-53干预处理均可降低HA-VSMC凋亡率、钙含量、ALP活性以及Runx2、OPN、Bax、cleaved caspase-3、GRP78、CHOP、ATF6、p-IRE1/IRE1蛋白表达水平（P＜0.05）,明显减少橘红色结节,升高OPG、Bcl-2蛋白表达水平（P＜0.05）。ERS诱导剂TM可升高HA-VSMC中GRP78、CHOP、ATF6、p-IRE1/IRE1蛋白表达水平,并减弱IMD1-53抑制高磷诱导的HA-VSMC ERS、凋亡和钙化的作用。结论：IMD1-53可减轻高磷诱导的HA-VSMC钙化,其作用机制可能与抑制ERS-线粒体凋亡通路激活,减少细胞凋亡有关。     

拉西地平对内质网应激导致左室重塑的保护作用

目的：研究在高温高湿应激状态下拉西地平对葡萄糖调节蛋白（glucose-regulated protein78,GRP78）和C/EBP环磷酸腺苷反应元件结合转录因子同源蛋白（C/EBP-homologous protein,CHOP）在大鼠心肌中表达及对心室重塑的影响。方法：将30只雄性Sprague-Dawly（SD）大鼠随机分为对照组、高温高湿组、拉西地平干预组,每组10只。喂养6周后颈动脉插管测定平均动脉压及心率。B超检测左室形态结构。免疫组化法检测大鼠心肌GRP78及CHOP蛋白及表达水平。结果：高温高湿组的大鼠平均动脉压（MBP）、隔厚度（IVST）、左室后壁厚度（LPWT）、左室重量指数（LVWI）,GRP78及CHOP蛋白表达水平与对照组相比均有显著升高（p〈0.01）,拉西地平干预组能显著降低大鼠平均动脉压（MBP）、室间隔厚度（IVST）、左室重量指数（LVWI）,GRP78及CHOP蛋白的表达水平（p〈0.05）。结论：内质网应激可能参与了高温高湿诱导的左室重构;拉西地平可能通过降低GRP78及CHOP的表达干预了ERS介导的心肌肥厚通路,从而改善心脏功能。     

拉西地平对内质网应激导致左室重塑的保护作用

目的:研究在高温高湿应激状态下拉西地平对葡萄糖调节蛋白(glucose-regulated protein78,GRP78)和C/EBP环磷酸腺苷反应元件结合转录因子同源蛋白(C/EBP-homologous protein,CHOP)在大鼠心肌中表达及对心室重塑的影响。方法:将30只雄性Sprague-Dawly(SD)大鼠随机分为对照组、高温高湿组、拉西地平干预组,每组10只。喂养6周后颈动脉插管测定平均动脉压及心率。B超检测左室形态结构。免疫组化法检测大鼠心肌GRP78及CHOP蛋白及表达水平。结果:高温高湿组的大鼠平均动脉压(MBP)、隔厚度(IVST)、左室后壁厚度(LPWT)、左室重量指数(LVWI),GRP78及CHOP蛋白表达水平与对照组相比均有显著升高(p<0.01),拉西地平干预组能显著降低大鼠平均动脉压(MBP)、室间隔厚度(IVST)、左室重量指数(LVWI),GRP78及CHOP蛋白的表达水平(p<0.05)。结论:内质网应激可能参与了高温高湿诱导的左室重构;拉西地平可能通过降低GRP78及CHOP的表达干预了ERS介导的心肌肥厚通路,从而改善心脏功能。     

高糖诱导滋养层细胞内质网应激及凋亡

目的探讨高糖对滋养层细胞系HTR-8内质网应激及凋亡的影响。方法用不同浓度的含糖培养基培养人滋养层细胞系HTR-8细胞24小时,实时定量PCR检测细胞中内质网应激相关分子CHOP、GRP78、ATF6、XBP-1 mRNA的表达水平;Western blot检测CHOP、GRP78蛋白表达水平;流式细胞术检测细胞早期凋亡率。结果实时定量PCR结果显示,与正常血糖及渗透压对照组相比,高糖组CHOP及XBP-1 mRNA表达水平显著升高,GRP78 mRNA表达降低,ATF6表达无差异;Western blot检测显示,CHOP蛋白表达水平升高,GRP78蛋白表达水平降低;流式细胞术检测显示,高糖组细胞早期凋亡率增加。正常血糖组与渗透压对照组相比,CHOP、GRP78、ATF6、XBP-1 mRNA、蛋白表达水平及细胞早期凋亡率均无差异。结论高糖能激活滋养层细胞HTR-8内质网应激,并诱导细胞凋亡。     

辛伐他汀对糖尿病大鼠肾脏的保护作用及其可能机制

目的：观察辛伐他汀对糖尿病大鼠肾脏损伤的保护作用并探讨其可能的分子机制。方法：24只SD大鼠随机分为正常对照（NC,n=8）组和糖尿病造模组（n=16）。糖尿病造模组大鼠采用55 mg/kg链脲佐菌素（STZ）单次腹腔注射的方法建立糖尿病大鼠模型。造模成功后,糖尿病模型大鼠随机分为糖尿病（DM）组和糖尿病+辛伐他汀（DM+Sim）组。DM+Sim组大鼠每天给予辛伐他汀40 mg/kg灌胃,1次/日,连续4周。采用组织病理学方法观察肾脏的形态学改变和间质纤维化;采用分子生物学方法检测肾脏组织中内质网应激、炎性因子的表达以及细胞凋亡。结果：①与NC组相比,DM组可见肾小球和肾小管间质有明显的病理学改变,胶原纤维明显红染,呈不均匀分布;DM+Sim组形态学以及纤维化有明显改善。②DM组大鼠肾组织GRP78、p-IRE1α、NF-κB p65、MCP-1表达均高于NC组（P<0.05）,DM+Sim组GRP78、p-IRE1α、NF-κB p65、MCP-1表达较DM组均下降（P<0.05）。③TUNEL法检测,NC组肾小球及肾小管存在少量凋亡的细胞,DM组肾小球及肾小管存在大量凋亡的细胞（P<0.01）;与DM组比较,DM+Sim组凋亡的细胞明显减少（P<0.01）。结论：给予糖尿病大鼠辛伐他汀后,肾脏形态学以及纤维化明显改善,细胞凋亡明显减少。其对糖尿病肾脏的保护作用与抑制内质网应激和NF-κB炎症信号通路及减少肾脏细胞的凋亡有关。     

离体大鼠心肌内质网应激模型构建条件的优化

目的探讨构建体外心肌内质网应激（endoplasmic reticulum stress,ERS）模型的方法及实验条件。方法应用Langendorff灌流装置制作大鼠心脏离体缺血/再灌注模型,采用PowerLab系统持续监测血流动力学参数,Western blot检测缺血（停止灌流）不同时间/再灌注120 min后心肌ERS标志性分子糖调节蛋白（GRP）78的表达,并检测C/EBP同源蛋白（CHOP）的表达;逆转录-聚合酶链反应（RT-PCR）检测二者mRNA的表达;体外孵育心肌组织切片,分别应用不同浓度的衣霉素（tunicamycin,Tm）和二硫苏糖醇（dithiothreitol,DTT）处理3 h和6 h,Western-blot检测心肌GRP78及CHOP的表达。结果与对照组相比,离体灌注心脏缺血40 min/再灌注120 min时,心肌GRP78表达最高（P〈0.01）,CHOP蛋白、GRP78 mRNA及CHOP mRNA表达均明显升高（P〈0.01,P〈0.05和P〈0.05）,同时,各项血流动力学参数受损（均P〈0.01）;Tm 10μg/mL和DTT 2 mmol/L孵育心肌组织切片3 h时,GRP78表达较对照组显著升高（均P〈0.001）,CHOP表达亦均明显升高（P〈0.05和P〈0.01）。结论使用离体大鼠心脏缺血/再灌注和孵育心肌组织切片的方法,均可成功构建体外心肌ERS模型。     

内质网应激特有Caspase-12凋亡途径在高糖刺激的条件永生型小鼠足细胞中的作用

目的检测内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS)标志蛋白GRP78在高糖刺激的条件永生型小鼠足细胞中的表达及其特有Caspase-12凋亡途径与该细胞凋亡之间的关系,探讨高糖是否通过ERS特有Caspase-12凋亡途径诱导了小鼠足细胞凋亡。方法体外培养的小鼠足细胞(mouse podocyte,PC),分为正常糖对照组(NG,1g/l D-glucose)、甘露醇对照组(M,1g/L D-glucose plus 24.4mmol/l mannitol)、高糖组(HG,4.5g/l D-glucose)。分别经细胞同步化、分组干预及刺激12、24、48、72h后收集细胞,应用TUNEL法及流式细胞术检测细胞凋亡;免疫细胞化学、Western blot检测GRP78、Caspase-12蛋白的动态表达。结果与正常糖对照组及甘露醇对照组相比,高糖组小鼠足细胞于48h及72h凋亡率明显增高(all P0.01);ERS标志蛋白GRP78从12h表达开始增高,提示永生型小鼠足细胞在高糖刺激下激活了ERS,ERS特有凋亡途径caspase-12随时间的延长表达逐渐增高;相关性分析显示Caspase-12蛋白表达与足细胞凋亡率呈正相关(r=0.915,P0.01)。结论高糖刺激可以引起足细胞凋亡,ERS在高糖对足细胞的损害过程中被诱导,其特有Caspase-12凋亡途径参与了足细胞的凋亡,可能在糖尿病(diabetes mellitus,DM)肾组织损害病理过程中发挥重要作用。     

Exercise protects against diabetic cardiomyopathy by the inhibition of the endoplasmic reticulum stress pathway in rats

To explore the protective effect of exercise training on the injury of myocardium tissues induced by streptozotocin (STZ) in diabetic rats and the relationship with endoplasmic reticulum stress (ERS), the male sprague-dawley (SD) rats were fed with high-fat and high-sugar diet for 4 weeks, followed by intraperitoneal injection of STZ, 40 mg/kg, to establish a diabetes model, and then 10 rats were randomly selected as diabetes mellitus (DM) controls and 20 eligible diabetic rats were randomized into two groups: low-intensity exercise training (n = 10) and high-intensity exercise training (n = 10). After 12 weeks of exercise training, rats were killed and serum samples were used to determine cardiac troponin-I (cTn-I). Myocardial tissues were sampled for morphological analysis to detect myocardial cell apoptosis, and to analyze protein expression of glucose-regulated protein 78 (GRP78), C/EBP homologous protein (CHOP), and caspase-12. Different intensities (low and high) significantly reduced serum cTn-I levels compared with the DCM group (p < 0.01), and significantly reduced the percentage of apoptotic myocardial cells and improved the parameters of cardiac function. Hematoxylin and eosin and Masson staining indicated that exercise training could attenuate myocardial apoptosis. Additionally, exercise training significantly reduced GRP78, CHOP, and cleaved caspase-12 protein expression in an intensity-dependent manner. These findings suggest that exercise appeared to ameliorate diabetic cardiomyopathy by inhibiting endoplasmic reticulum stress-induced apoptosis in diabetic rats.     

Ginsenoside Rg1 ameliorates diabetic cardiomyopathy by inhibiting endoplasmic reticulum stress‐induced apoptosis in a streptozotocin‐induced diabetes rat model

Ginsenoside Rg1 has been demonstrated to have cardiovascular protective effects. However, whether the cardioprotective effects of ginsenoside Rg1 are mediated by endoplasmic reticulum (ER) stress‐induced apoptosis remain unclear. In this study, among 80 male Wistar rats, 15 rats were randomly selected as controls; the remaining 65 rats received a diet rich in fat and sugar content for 4 weeks, followed by intraperitoneal injection of streptozotocin (STZ, 40 mg/kg) to establish a diabetes model. Seven days after STZ injection, 10 rats were randomly selected as diabetic model (DM) controls, 45 eligible diabetic rats were randomized to three treatment groups and administered ginsenoside Rg1 in a dosage of 10, 15 or 20 mg/kg/day, respectively. After 12 weeks of treatment, rats were killed and serum samples obtained to determine cardiac troponin (cTn)‐I. Myocardial tissues were harvested for morphological analysis to detect myocardial cell apoptosis, and to analyse protein expression of glucose‐regulated protein 78 (GRP78), C/EBP homologous protein (CHOP), and Caspase‐12. Treatment with ginsenoside Rg1 (10–20 mg/kg) significantly reduced serum cTnI levels compared with DM control group (all P < 0.01). Ginsenoside Rg1 (15 and 20 mg/kg) significantly reduced the percentage of apoptotic myocardial cells and improved the parameters of cardiac function. Haematoxylin and eosin and Masson staining indicated that ginsenoside Rg1 could attenuate myocardial lesions and myocardial collagen volume fraction. Additionally, ginsenoside Rg1 significantly reduced GRP78, CHOP, and cleaved Caspase‐12 protein expression in a dose‐dependent manner. These findings suggest that ginsenoside Rg1 appeared to ameliorate diabetic cardiomyopathy by inhibiting ER stress‐induced apoptosis in diabetic rats.     

Reactive oxygen species-mediated endoplasmic reticulum stress contributes to aldosterone-induced apoptosis in tubular epithelial cells

Apoptosis contributes to tubular epithelial cell death and atrophy in aldosterone (Aldo)-induced renal injury. This study aimed to determine mechanisms underlying Aldo-induced reactive oxygen species (ROS) and endoplasmic reticulum (ER) stress in tubular epithelial cells. Intracellular ROS generation was evaluated by 2',7'-dichlorofluorescin diacetate fluorescence. Apoptosis was detected by annexin V/propidium iodide staining and flow cytometry. ER stress induced protein and mRNA were evaluated by Western blot and real-time PCR, respectively. Aldo promoted tubular epithelial cell apoptosis, increased intracellular ROS production and induced ER stress, as evidenced by increased expression of glucose-regulated protein 78 (GRP78) and CAAT/enhancer-binding protein homologous protein (CHOP) in a dose- and time-dependent manner. Additionally, siRNA knockdown of CHOP and antioxidant N-acetyl-l-cysteine (NAC) attenuated ER stress-mediated apoptosis. NAC also could inhibit Aldo-induced expression of GRP78 and CHOP. Altogether, these observations suggest that Aldo induces apoptosis via ROS-mediated, CHOP-dependent activation in renal tubular epithelial cells.     

蒙药新Ⅱ号对扩张型心肌病大鼠心功能、心肌细胞内质网应激及凋亡的作用

目的：探讨蒙药新Ⅱ号对阿霉素性扩张型心肌病大鼠心功能、心肌病理、心肌细胞内质网应激及凋亡作用。方法：30 只SD 雄性大鼠分为3组（n=10）： 正常对照组、模型组（腹腔注射阿霉素2 mg/kg体重,1次/周,用药4周后观察4周）和蒙药新Ⅱ号组（腹腔注射阿霉素2 mg/kg体重,1次/周,用药4周后,给予蒙药新Ⅱ号30 mg/kg·d灌胃,共4周）。观察大鼠的一般情况,8 周后行高频超声心动图检查,测定各项心功能指标,检查结束后处死大鼠,取心脏,行HE 染色、VG染色及电镜观察。用TUNEL 法检测各组大鼠心肌细胞凋亡, Western blot 检测各组大鼠心肌细胞内质网伴侣蛋白GRP78、GRP94及促凋亡因子CHOP、caspase-3表达。结果：与模型组相比较,①蒙药新Ⅱ号组大鼠心脏左室结构及血流动力学各项指标均有明显改善（P<0.05）。②蒙药新Ⅱ号组大鼠心肌病理积分明显下降（P<0.01）。③蒙药新Ⅱ号组大鼠心肌细胞内质网应激伴侣蛋白GRP78、GRP94、CHOP、caspase-3表达及细胞凋亡明显减少 （P<0.01）。结论：蒙药新Ⅱ号可改善扩张型心肌病大鼠心脏功能,减轻心肌病理变化,缓解内质网应激,减少心肌细胞凋亡。这一实验结果可能是蒙药新Ⅱ号治疗扩张型心肌病作用机制之一。     

衣霉素诱导大鼠心肌细胞内质网应激凋亡模型的构建

目的：通过衣霉素诱导内质网应激建立新生大鼠心肌细胞凋亡模型。方法：不同浓度、不同时间的衣霉素作用于原代培养乳鼠心肌细胞,通过MTT实验和流式细胞术测定心肌细胞的存活率和凋亡率,Western blot检测内质网应激蛋白GRP78,CHOP表达水平。结果：①与阴性对照组相比,衣霉素具有损伤心肌细胞的作用,并呈现剂量与时间依赖关系（P〈0.05,n=12）。②通过流式细胞术判断心肌细胞死亡的性质,当衣霉素浓度为100ng/ml,作用72h时,心肌细胞存活率和凋亡率分别为57.4±3.2%（n=12）,25.9±5.8%（n=3）。提示衣霉素损伤细胞的形式主要为凋亡性死亡。③内质网应激蛋白GRP78和CHOP表达于6h开始增加,24h达到峰值,随后呈下降趋势。结论：应用衣霉素成功诱导SD乳鼠心肌细胞内质网应激凋亡模型,衣霉素的最佳诱导浓度为100ng/ml,作用时间为72h。