Caspase-3抑制剂所致氧化应激状态下肾小管上皮细胞差异表达基因的筛选及功能验证

作者：骆长亮; 张秋红; 孙林春^*

来源：南京医科大学学报(自然科学版), 2023, 43(01): 17-26.

• 肾损伤
• 氧化应激
• 线粒体
• 生物信息学
• β-连环蛋白

目的：研究caspase-3抑制剂引起的氧化应激状态下肾小管上皮细胞基因表达特点，筛选潜在的候选基因，为揭示caspase-3调控活性氧（reactive oxygen species,ROS）损伤肾小管上皮细胞的机制奠定基础。方法：将人肾小管上皮细胞HK-2用H2O2(300μmol/L)处理6 h后，随机分为对照组和caspase-3抑制剂组（Ac-DEVD-CHO,15μmol/L），运用Illumina Hiseq 2500测序平台完成基因测序，筛选差异基因并进行相关富集分析，用定量PCR对筛选到的前10位差异表达基因（differentially expressed gene,DEG）进行验证。将H2O2(300μmol/L)处理6 h后的HK-2细胞随机分为对照组、caspase-3抑制剂组（Ac-DEVDCHO,15μmol/L）、CTNNB1组[pcDNA3.1（+）-CTNNB1]、caspase-3抑制剂+CTNNB1组[Ac-DEVD-CHO,15μmol/L+pcDNA3.1（+）-CTNNB1]以及caspase-3抑制剂+CTNNB1 NC组[Ac-DEVD-CHO,15μmol/L+pcDNA3.1（+）-CTNNB1 NC],MTT法检测细胞增殖，流式细胞技术检测细胞凋亡和ROS水平，Western blot检测细胞凋亡相关蛋白表达。结果：芯片共筛选出185个DEG，经定量PCR验证，显著性差异排名前10的基因中FIS1、EZR、COL7A1、RPL5、MAP4、CEBPB和CTNNB1 mRNA在caspase-3抑制剂组细胞中低表达（P均<0.05）,SNRPB mRNA高表达（P <0.05）。Caspase-3抑制剂组增殖率高于对照组（P <0.05）,CTNNB1组增殖率低于对照组（P <0.05）,caspase-3抑制剂+CTNNB1组增殖率低于caspase-3抑制剂组（P <0.05），但仍高于对照组（P <0.05）。Caspase-3抑制剂组细胞凋亡率、cleaved-caspase-3和cleaved-PARP蛋白水平低于对照组（P均<0.05）,CTNNB1组细胞凋亡率、cleaved-caspase-3和cleaved-PARP蛋白水平高于对照组（P均<0.05）,caspase-3抑制剂+CTNNB1组细胞凋亡率、cleaved-caspase-3和cleaved-PARP蛋白水平均较caspase-3抑制剂组高（P <0.05），但仍低于对照组（P <0.05）。caspase-3抑制剂组ROS较对照组降低（P <0.05）,CTNNB1组ROS较对照组升高（P <0.05）,caspase-3抑制剂+CTNNB1组ROS较caspase-3抑制剂组高（P <0.05），但仍低于对照组（P <0.05）。结论：Caspase-3抑制剂引起的肾小管上皮基因异常表达与氧化应激状态下的肾损伤有关；氧化应激对肾小管上皮细胞的损伤具有caspase-3依赖性，抑制caspase-3对肾损伤有保护作用，CTNNB1参与了这一过程。

• 单位
  苏州大学附属儿童医院; 南京鼓楼医院; 南京医科大学