脂质合成异常增多加重糖尿病肾病和叶酸诱导的肾损伤

摘要

【目的】探讨叶酸诱导的肾损伤模型和糖尿病肾病（DN）模型中脂肪酸代谢的改变及其影响。【方法】通过腹腔注射叶酸构建叶酸诱导的肾损伤模型。将9只成年C57BL/6J小鼠随机分为2组：生理盐水对照组（Saline,n=5）和叶酸干预组（FA, n=4）。FA组小鼠腹腔单次注射叶酸（250 mg/kg）,Saline组则注射相应体积的生理盐水。采用高脂饮食联合链脲佐菌素注射构建DN模型。取11只成年C57BL/6J小鼠，随机分为2组：对照组（ND, n=6）和模型组（DN, n=5）。ND组全程饲喂正常饲料；DN组饲喂高脂饲料8周后单次腹腔注射链脲佐菌素（100 mg/kg），并继续饲喂高脂饲料至第16周。（1）采用HE和天狼星红染色观察4组小鼠肾脏的病理改变。（2）小鼠的肾脏组织进行RNA-Seq分析，筛选差异表达基因（DEGs）并进行GO、KEGG和GSEA分析。采用RT-qPCR检测各组小鼠的脂肪酸合成基因和纤维化相关基因的mRNA水平；制备肾脏冰冻切片进行油红O染色检测脂滴蓄积情况。（3）经10 ng/mL重组人TGF-β1处理或高糖条件培养的人肾皮质近曲小管上皮细胞（HK-2）通过RT-qPCR分析脂肪酸合成基因、纤维化相关基因的mRNA水平；利用Bodipy 493/503染色检测HK-2细胞和同样处理的原代肾小管上皮细胞（PTECs）的脂滴蓄积情况。（4）经100μmol/L棕榈酸（PA）处理的HK-2细胞通过Bodipy 493/503染色评估脂滴蓄积情况。（5）利用SA-β-gal染色分别检测4组小鼠肾脏组织的衰老情况。利用SA-β-gal染色、Western blot和RT-qPCR评估PA处理的HK-2细胞衰老及衰老相关分泌表型因子的表达情况；利用免疫荧光分析PA处理的PTECs对肾脏成纤维细胞活化的影响。【结果】（1）FA和DN组小鼠肾脏组织出现肾小管结构损伤和胶原纤维沉积的病理学改变。（2）FA和DN组的差异表达基因显著富集于代谢相关通路，尤其是脂代谢相关通路。与Saline对照组相比，FA组脂肪酸合成基因Srebp1和Fasn的表达显著上调（Srebp1:t=2.445, P=0.044 4; Fasn:t=2.571, P=0.037 0）；与ND组相比，DN组Srebp1、Acc1和Fasn基因表达上调（Srebp1:t=3.354, P=0.010 0; Acc1:t=2.602, P=0.031 5; Fasn:t=2.358, P=0.046 1）。FA和DN组的纤维化相关基因Col1a1均呈现表达上调（FA:t=2.628, P=0.034 0; DN:t=3.602,P=0.007 0），并伴有脂质蓄积的病理表现。（3）TGF-β1或高糖处理的HK-2细胞中SREBP1(F=15.41, P=0.004 3;TGFβ组：P=0.002 9; HG组：P=0.045 2)、ACC1(F=30.30, P=0.000 7; HG组：P=0.001 4)和FASN(F=18.76, P=0.002 6; TGFβ组：P=0.001 7; HG组：P=0.031 0)的mRNA水平显著上调，且两种处理均诱导HK-2细胞和PTECs脂质蓄积。（4）FA和DN组肾脏中衰老细胞增多，并且PA处理可诱导肾小管上皮细胞脂质蓄积并加快细胞衰老和成纤维细胞活化。【结论】叶酸性肾病和糖尿病肾病模型的肾脏中脂代谢相关基因的转录均发生异常，脂肪酸合成过度则会引发脂质蓄积，诱导PTECs衰老，最终促进纤维化发生发展。

关键词

叶酸性肾病 / 糖尿病肾病 / 脂肪酸代谢 / 脂质蓄积 / 细胞衰老 / 纤维化