Fer-1通过HSF-1/HO-1通路抑制铁死亡减轻糖尿病肾病损伤

摘要

目的 探索铁死亡抑制剂Ferrostatin-1(Fer-1)在糖尿病肾病(diabetic nephropathy, DN)损伤中的作用机制。方法 体内实验采用自发糖尿病小鼠20只和阴性对照小鼠10只。前者随机分为模型组和铁死亡抑制剂Fer-1治疗组，治疗组腹腔注射Fer-1(1 mg/kg)。检测小鼠血清尿素氮(BUN)、血肌酐(Scr)、葡萄糖、尿微量白蛋白、还原型谷胱甘肽(GSH)水平以及铁含量。肾脏组织病理染色观察小鼠肾脏病理形态。Western blot、免疫组化法检测小鼠肾脏组织铁死亡标志蛋白、热休克因子1(heat shock factor 1,HSF-1)和血红素氧合酶1(heme oxygenase-1,HO-1)的表达。体外实验培养人肾皮质近曲小管上皮细胞，分为3组：对照组、高糖组和Fer-1治疗组(1μmol/L)。检测细胞GSH、丙二醛(MDA)、4-羟基壬烯醛(4-HNE)水平和铁含量。免疫荧光法检测活性氧(reactive oxygen species, ROS)的含量。Western blot检测细胞铁死亡标志蛋白、肾损伤分子-1(kidney injury molecule 1,KIM-1)、中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(neutrophil gelatinase associated lipocalin, NGAL)、HO-1和HSF-1的表达。结果 模型组小鼠肾脏出现肾小球肥大、系膜基质扩张、糖原堆积和纤维化；模型组小鼠相对于对照组小鼠血清BUN、Scr、葡萄糖水平上升，尿微量白蛋白水平增加，GSH含量降低，铁含量增加(均P<0.05);模型组小鼠肾脏HSF-1蛋白表达低于对照组，HO-1蛋白表达高于对照组(均P<0.05);Fer-1治疗组趋势相反。高糖组细胞中检测到GSH表达下降，铁含量、MDA和4-HNE含量增加(均P<0.05);免疫荧光结果显示相比于对照组，高糖组ROS含量提高(均P<0.05);高糖组KIM-1、NGAL、HO-1表达上调，HSF-1表达降低(均P<0.05),Fer-1治疗组细胞趋势相反。结论 体内和体外实验均表明，铁死亡在DN的发生和进展中起着重要作用，Fer-1可能通过上调HSF-1/HO-1信号通路抑制铁死亡，进而减轻DN损伤。

关键词

糖尿病肾病 / 细胞死亡 / 铁死亡 / 热休克因子1 / 血红素氧合酶1

基金资助

武汉市科技局应用基础前沿项目(No.2020020601012214)