人重组骨形态发生蛋白7通过下调半胱氨酸蛋白酶-1/焦孔素D信号通路抑制高糖诱导的近曲小管上皮细胞的焦亡

作者：魏凯悦; 米焱; 王彩丽^*; 吴雅茹; 张丁予; 高和平

来源：临床肾脏病杂志, 2023, 23(05): 403-411.

• 人肾皮质近曲小管上皮细胞
• 人重组骨形态发生蛋白-7
• 细胞焦亡
• 半胱氨酸蛋白酶-1/焦孔素D

目的 观察人重组骨形态发生蛋白-7(recombinant human bone morphogenetic protein-7,rhBMP-7)对高糖诱导的人肾皮质近曲小管上皮细胞（human kidney-2,HK-2）的焦亡和炎症反应的作用。方法 体外培养高糖（high glucose,HG）刺激的HK-2细胞模拟糖尿病肾病模型。分为正常浓度葡萄糖对照组（Control）、高浓度葡萄糖组（HG）、Control+rhBMP-7组、HG+rhBMP-7组。采用免疫荧光方法检测HK-2细胞中E-钙黏蛋白（E-cadherin）、α平滑肌肌动蛋白（α-smooth muscle actin, α-SAM）、焦孔素D(gasderminD, GSDMD)蛋白和焦孔素E(gasderminE, GSDME)蛋白；TUNEL染色检测细胞死亡情况；蛋白质印迹法检测各组HK-2细胞中焦亡相关蛋白半胱氨酸蛋白酶-1(caspase-1)、半胱氨酸蛋白酶-4(caspase-4)、半胱氨酸蛋白酶-5(caspase-5)、 N-GSDMD和GAPDH的表达；酶联免疫吸附试验（enzyme linked immunosorbent assay,ELISA）检测各组HK-2细胞培养上清液中炎症因子白细胞介素-18(interleukin-18,IL-18)和白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)的表达。结果 与Control组相比，高糖组HK-2细胞Tunel染色的阳性率明显增加，差异具有统计学意义（P<0.000 1）,α-SMA蛋白和α-SMA mRNA表达量也显著增加（P<0.000 1）,E-cadherin蛋白和Ecadherin mRNA表达量显著下降（P=0.000 6,P<0.000 1）;HG组添加rhBMP-7后α-SMA蛋白和m RNA水平显著下降（P=0.011 7, P=0.002）, E-cadherin蛋白和m RNA水平明显升高（P=0.001 5,P<0.000 1）。与对照组比较，HG组HK-2细胞GSDME/GSDMD蛋白的荧光信号明显增强。进而，HG组添加rhBMP-7后GSDME/GSDMD蛋白荧光信号显著减弱。同样，HG组HK-2细胞中焦亡相关蛋白caspase-1、caspase-4、caspase-5以及GSDMD的表达量显著高于对照组，差异明显（均P<0.001）。HG组添加rhBMP-7后焦亡相关蛋白的表达明显下降（分别P<0.001,P=0.002,P<0.001）。与对照组比较，HG组HK-2细胞培养上清液中IL-1β和IL-18蛋白浓度显著增加（均P<0.001）。进而导致rhBMP-7干预后HG组细胞上清液中IL-10和IL-1β蛋白浓度明显减少（P<0.001）。结论 rhBMP-7具有抑制HK-2细胞焦亡的作用，其通过调控caspase-1/GSDMD信号通路减缓高糖诱导的HK-2细胞焦亡。

• 单位
  内蒙古科技大学包头医学院第一附属医院