一个糖尿病肾病相关新基因的筛选、克隆和序列分析

利用Affymetrix寡核苷酸基因表达谱芯片对2型糖尿病肾病模型动物——db/db小鼠的肾脏基因表达谱进行了研究.在此基础上,利用末端快速扩增法和RT-PCR方法,对筛选出来的一个糖尿病肾病相关表达序列标签(EST)进行了cDNA克隆和表达分析.得到了一长为1.4 kb的cDNA,并暂时命名为mdnr411(mouse diabetic nephropathy related mRNA No.411).序列分析和网上数据库比对说明,这是一个新的cDNA序列.利用DNA序列分析软件对此cDNA阅读框进行的预测性分析表明,此cDNA包含了一个完整的阅读框序列.其编码的蛋白质由90个氨基酸残基组成.以氨基酸序列进行的同源性搜索表明,此多肽只与Archaeoglobus fulgidus 的Na⁺/H⁺ antiporter (napA-2)具有局部的同源性.以上结果表明,mdnr411是一个功能完全未知的小鼠糖尿病肾病相关新基因.mdnr411 cDNA的成功克隆,为进一步研究其生物学功能及其在糖尿病肾病发生、发展过程中的作用创造了条件.     

db/db小鼠糖尿病肾病相关基因的分析和克隆

用GM-U74A基因芯片分别检测了正常对照组（db/m小鼠）、糖尿病肾病组（db/db小鼠）、大黄酸治疗组（大黄酸150 mg/kg治疗12周）肾脏基因表达谱.发现在12 437个基因（包括表达序列标签）中,与正常对照组相比,糖尿病肾病组有1 085个基因表达下调,37个基因表达上调,其中变化幅度大于2倍,表达下调的有166个和表达上调的有29个.与糖尿病肾病组相比,大黄酸治疗组有384个基因表达下调,155个表达上调,其中变化幅度大于2倍,表达下调的有47个和表达上调的有30个.在此基础上,对其中的一个差异表达的表达序列标签(EST)进行了详细的生物信息学分析,发现它是一个未知功能基因——“REKEN cDNA 0610006H10”基因的一部分.在用RT-PCR进一步验证了其与糖尿病肾病的相关性后,对“REKEN cDNA 0610006H10”基因进行了克隆.     

过敏毒素受体(C3aR)在db/db糖尿病肾病小鼠肾脏中的表达及病理意义分析

利用半定量RT-PCR、免疫组化和Western blotting的方法,同时从mRNA水平和蛋白质水平对过敏毒素受体(C3aR)在不同病理阶段的2型糖尿病肾病模型小鼠——db/db小鼠肾脏中的表达情况进行了较为系统的分析．结果发现：a．在糖尿病前的db/db小鼠(4周龄的db/db小鼠),C3aR与作为正常对照的db/m小鼠相比没有明显差异．随着肥胖的加剧,高血糖、蛋白尿的发生和发展,C3aR在db/db小鼠肾脏中的表达显著升高．b．免疫组化分析显示,C3aR广泛地表达于db/m和db/db小鼠肾脏的皮质和髓质,分布于肾脏的上皮细胞中(包括肾小管上皮细胞、肾小球中的脏层上皮细胞(足细胞)和壁层上皮细胞)．从部位来看,皮髓交界处的肾小管中C3aR表达量明显要比其他部位的多．在肾小球,C3aR特异地存在于足细胞部位．在db/m小鼠,不同周龄小鼠肾脏中C3aR的表达量并没有明显变化,但在db/db小鼠,从8周龄开始,分布在db/db小鼠肾小管上皮细胞和小球足细胞中的C3aR均随小鼠周龄的增加而增加,至少在时间上,与小鼠糖尿病肾病的发生发展相关,其中尤以足细胞中和皮髓交界处肾小管上皮细胞中的变化最为明显． c．在糖尿病肾病小鼠中高表达C3aR的肾小管上皮细胞常有空泡变性的情况．上述工作印证了先前对2型糖尿病肾病患者肾小球基因表达谱的分析结果,更加明确了C3aR与糖尿病肾病的相关性,同时揭示了C3aR在正常小鼠和糖尿病肾病小鼠肾脏中的表达、分布和变化规律,有利于进一步揭示C3aR的功能及其在糖尿病肾病发生、发展过程中的可能作用,探讨糖尿病肾病的分子机制．     

糖尿病小鼠胚胎早期发育的差异表达基因

目的利用小鼠糖尿病模型,探讨母体糖尿病环境对早期胚胎基因表达的影响。方法ICR雌性小鼠腹腔注射150mg／kg剂量STZ诱发糖尿病,与正常雄鼠交配受孕,取14d胎龄的胚胎,提取胚胎的总RNA。将Cy3和Cy52种荧光分别标记到实验组和对照组的RNA上,制成RNA探针,并与包含24859个基因的表达谱芯片进行杂交及扫描,重复3次实验,采用Agilent扫描仪进行扫描软件读取数据。结果筛选出差异表达基因397个,其中有328个基因在实验组表达量比对照组大2倍,69个基因在实验组表达量比对照组小2倍。结论母体糖尿病环境能影响早期胎儿的基因表达,通过上调代谢相关基因和下调发育相关基因影响小鼠胚胎的早期发育。为深入探讨糖尿病胚胎病理和代谢疾病的分子机理提供了基本数据和研究的方向。     

血管生成素样蛋白2在糖尿病肾病小鼠肾脏中的表达研究

利用半定量RT-PCR和免疫组化的方法同时从mRNA水平和蛋白质水平对血管生成素样蛋白2在不同病理阶段的2型糖尿病肾病模型小鼠--db/db小鼠肾脏中的表达情况进行了较为系统的分析.结果发现:a.在糖尿病前的db/db小鼠(4周龄的db/db小鼠),血管生成素样蛋白2与作为正常对照的db/m小鼠相比,差异不是很大,随着肥胖的加剧,高血糖、蛋白尿的出现,血管生成素样蛋白2在db/db小鼠肾脏中的表达无论从mRNA水平还是从蛋白质水平均显著升高.b.从免疫组化的分析结果来看,血管生成素样蛋白2主要分布于小鼠肾脏的肾小球部分,主要是沿毛细血管袢呈线性分布,其位置与足细胞的位置重叠,足细胞是小鼠肾脏中血管生成素样蛋白2的主要分泌细胞.c.小鼠肾脏血管生成素样蛋白2的表达水平似乎还与鼠龄相关:虽然变化幅度不是很大,但在周龄较大的小鼠(如20周龄以上),其表达水平相对较高.上述工作不仅印证了先前对2型糖尿病肾病患者肾小球基因表达谱的分析结果,更加明确了血管生成素样蛋白2与糖尿病肾病的相关性,同时揭示了血管生成素样蛋白2在正常小鼠和糖尿病肾病小鼠肾脏中的表达、分布和变化规律,有利于进一步揭示血管生成素样蛋白2的功能及其在糖尿病肾病发生、发展过程中的可能作用,探讨糖尿病肾病的分子机制.     

诱发性2型糖尿病小鼠模型与自发性db/db小鼠特性的比较

目的建立诱发性2型糖尿病小鼠模型,并将其与自发性2型糖尿病小鼠db/db进行比较分析。客观评价两种2型糖尿病小鼠模型,为糖尿病研究中动物模型的选择与实际应用提供实验依据。方法高脂饲料喂养C57BL/6J小鼠4周,腹腔连续3次注射STZ,建立诱发性2型糖尿病小鼠模型。感染后4周,大体肉眼观察小鼠的肝脏、肾脏,测定糖耐量,血清生化指标及血清细胞因子IL-2、IL-4、IL-6、IFN-γ、TNF-α、IL-17、IL-10表达量,将其与同龄的自发性2型糖尿病小鼠db/db进行比较分析。结果肉眼观察发现,两组模型小鼠的肝脏、肾脏与对照组均具有明显差异。糖耐量分析中,两组模型小鼠与对照组小鼠各时间点的血糖值均具有统计学差异（P〈0.05）,耐糖功能低下,两组模型小鼠间血糖值无统计学差异。血液生化指标中,与对照组小鼠相比,两组模型小鼠GLU、CHOL、LDLC明显升高（P〈0.05）;两组模型小鼠相互比较,诱发性2型糖尿病小鼠血脂水平较高（P〈0.05）。免疫指标比较显示：除IL-2外,两组模型小鼠血清中细胞因子水平均较对照组小鼠明显升高（P〈0.05）,而db/db小鼠血清中细胞因子表达较诱发性糖尿病小鼠高,其中IL-6、IFN-γ、TNF-α具有显著性差异（P〈0.05）。结论两组2型糖尿病模型小鼠均在一定程度上模拟了人类糖尿病患者症状,但由于糖尿病产生的原因不同而存在着一定的差异,研究者可根据实际需要参照相关数据进行选择。     

2型糖尿病模型小鼠造模时间的选择

目的:分析不同时期的2型糖尿病小鼠血生化指标及心肌和肾脏的病理变化情况,为选择2型糖尿病模型小鼠造模时间提供依据。方法:32只健康雄性ICR小鼠高脂饲料喂养6周后,腹腔注射链脲佐菌素(STZ,30mg/kg),连续5d,制备糖尿病模型。9d后测空腹血糖(FBG),高于11.1mmol/L视为糖尿病模型。分别于成模后第4、6、8周处死一组小鼠。另取8只雄性ICR小鼠作为对照组,常规饲料喂养,于糖尿病组小鼠成模后第8周处死。分析小鼠生化及病理情况:①心脏、肾脏脏器系数计算;②血清乳酸脱氢酶(LDH)、肌酸激酶(CK)、肌酐(Cr)和尿素氮(BUN)含量测定;③HE染色观察心肌和肾脏组织病变的整体情况;Masson染色观察心肌组织纤维化情况;PAS染色观察肾脏组织病理变化。结果:与对照组小鼠进行比较,第4、6、8周的糖尿病小鼠心脏器系数升高,血清LDH、CK升高,病理组织学见心肌细胞肥大,纤维化;肾脏脏器系数升高,肾功能肌酐(Cr)、尿素氮(BUN)显著升高,病理组织学见肾小球肥大,肾小管基底膜增厚,管腔萎缩。结论:第6周糖尿病小鼠相关生化病理指标改变相对明显且饲养时间相对较短,故2型糖尿病模型小鼠造模后第6周是进行药物干预和病理、生理、生化等研究的最佳时间。     

维吾尔族2 型糖尿病患者糖尿病肾病相关因素分析

目的:探讨维吾尔族2型糖尿病肾病(DN)发病的相关临来因素。方法:分析292例维吾尔族2型糖尿病患者的临床资科。结果:维吾尔族2型糖尿病患者糖尿病肾病(DN)发病率为43.49%(127/292)。DN患者的病程、SBP、TC、TG、FBG、HbAIC、LDL-C、BUN和Cr均显著高于NDN患者(P<0.05);但DBP、HDL-C、BMI之间无统计学差异(P>0.05)。Logistic归分析结果显示,DM病程、患病年龄、SBP、FBP、TC、TG、LDL-C、HbA1c、BUN、Cr是DN的危险因素(OR值>1)。结论:维吾尔族2型糖尿病患者的DM病程、患病年龄、SBP、FBP、TC、TG、LDL-C、HbA1c、BUN、Cr等参数与糖尿病肾病并发率之间有相关性。     

维吾尔族2型糖尿病患者糖尿病肾病相关因素分析

目的：探讨维吾尔族2型糖尿病肾病（DN）发病的相关临来因素。方法：分析292例维吾尔族2型糖尿病患者的临床资科。结果：维吾尔族2型糖尿病患者糖尿病肾病（DN）发病率为43,49％（127／292）。DN患者的病程、SBP、TC、TG、FBG、HbAIC、LDL—C、BUN和Cr均显著高于NDN患者（P〈0．05）;但DBP、HDL．C、BMI之间无统计学差异（P〉0．05）。Logistic归分析结果显示,DM病程、患病年龄、SBP、FBP、TC、TG、LDL—C、HbAlc、BUN、Cr是DN的危险因素（OR值〉1）。结论：维吾尔族2型糖尿病患者的Did病程、患病年龄、SBP、FBP、TC、TG、LDL—C、HbAlc、BUN、Cr等参数与糖尿病肾病并发率之间有相关性。     

松果菊苷对db/db糖尿病小鼠心肌的保护作用

糖尿病心肌病(diabetic cardiomyopathy, DCM)是指发生于糖尿病患者,不能用冠心病、高血压性心脏病及其他心脏病变来解释的心肌疾病。目前,DCM的病因和发病机制尚未完全阐明,且缺乏特异性治疗手段。中药管花肉苁蓉提取物松果菊苷(echinacoside, ECH)对心肌细胞具有保护作用。以db/m小鼠为正常对照组(db/m组),db/db小鼠分为模型组(db/db组)和ECH干预组(db/db+ECH组),探讨了ECH对糖尿病db/db小鼠心肌的影响及机制。db/db+ECH组小鼠给予松果菊苷灌胃,db/m组和db/db组小鼠给予0.9%氯化钠溶液灌胃。心脏超声观察心脏功能,Masson染色观察组织胶原纤维含量,逆转录聚合酶链式反应检测Ⅰ型胶原和Ⅲ型胶原mRNA的表达,蛋白质免疫印迹技术检测转化生长因子-β1(transforming growth factor-β1, TGF-β1)、phospho-Smad2(p-Smad2)和phospho-Smad3(p-Smad3)的表达。结果显示,ECH能够改善db/db小鼠左心室肥大和心脏功能,降低胶原沉积(P<...     

Gene Expression of Inflammatory Cytokines in Peripheral Leukocytes in db/db Mice Rose with Progression of Diabetes

Fourteen-week-old db/db mice showed significant higher blood glucose levels than 7 week-old mice. The mRNA levels of IL-1β and S100a4/a6/a9 in peripheral leukocytes were higher in 14 week-old mice than in 7 week-old mice. Together, inflammatory cytokine/cytokine-like factor mRNA levels in peripheral leukocytes were associated with progression of diabetes in db/db mice.     

Establishment of an Inflamed Animal Model of Diabetic Nephropathy

Aims Inflammatory stress plays a crucial role in the progression of diabetic nephropathy (DN). This study aimed to establish a novel inflamed animal model of DN and to evaluate its significance in DN.Methods Nondiabetic db/m mice and diabetic db/db mice were randomly divided into four groups: db/m, db/m+casein, db/db, and db/db+casein for eight weeks. Casein was subcutaneously injected to induce chronic inflammation. Body weight and albumin to creatinine ratio (ACR) in the urine were measured every week. The plasma levels of serum amyloid protein A (SAA) and tumour necrotic factor-α (TNF-α) were determined with the enzyme-linked immunosorbent assay. The morphological changes to the renal pathology and ultra-microstructures were checked by pathological staining and electron microscopy. Immunofluorescent staining and Western blotting were used to determine the protein expression of podocyte-specific molecules and inflammatory cytokines in kidneys.Results ACR, plasma levels of SAA and TNF-α, protein expression of inflammatory cytokines, mesangial expansion, collagen accumulation, and foot process effacement in kidneys of casein-injected db/db mice were significantly increased compared with the db/db mice. Casein injection markedly decreased the protein expression of Wilms'' tumor-1 and nephrin in kidneys of db/db mice, which are specific podocyte biomarkers, suggesting that chronic inflammation accelerates podocyte injuries in db/db mice. Interestingly, no obvious urinary protein, inflammatory cytokine expression, or histological changes in the kidneys of casein-injected db/m mice were found compared with the db/m mice.Conclusion An inflamed animal model of DN was successfully established and may provide a useful tool for investigating the pathogenesis of DN under inflammatory stress.     

Alterations of the Ca2+ signaling pathway in pancreatic beta-cells isolated from db/db mice

Upon glucose elevation, pancreatic beta-cells secrete insulin in a Ca²⁺-dependent manner. In diabetic animal models, different aspects of the calcium signaling pathway in beta-cells are altered, but there is no consensus regarding their relative contributions to the development of beta-cell dysfunction. In this study, we compared the increase in cytosolic Ca²⁺ ([Ca²⁺]_i) via Ca²⁺ influx, Ca²⁺ mobilization from endoplasmic reticulum (ER) calcium stores, and the removal of Ca²⁺ via multiple mechanisms in beta-cells from both diabetic db/db mice and nondiabetic C57BL/6J mice. We refined our previous quantitative model to describe the slow [Ca²⁺]_i recovery after depolarization in beta-cells from db/db mice. According to the model, the activity levels of the two subtypes of the sarco-endoplasmic reticulum Ca²⁺-ATPase (SERCA) pump, SERCA2 and SERCA3, were severely down-regulated in diabetic cells to 65% and 0% of the levels in normal cells. This down-regulation may lead to a reduction in the Ca²⁺ concentration in the ER, a compensatory up-regulation of the plasma membrane Na⁺/Ca²⁺ exchanger (NCX) and a reduction in depolarizationevoked Ca²⁺ influx. As a result, the patterns of glucosestimulated calcium oscillations were significantly different in db/db diabetic beta-cells compared with normal cells. Overall, quantifying the changes in the calcium signaling pathway in db/db diabetic beta-cells will aid in the development of a disease model that could provide insight into the adaptive transformations of beta-cell function during diabetes development.