Downregulatie van LINC00426 bevordert de progressie van diabetische nierziekte (DKD) door apoptose in niercellen op te wekken en ontsteking te verhogen.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Onderzoeksartikel
* These authors contributed equally
Downregulatie van LINC00426 bevordert de progressie van diabetische nierziekte (DKD) door apoptose in niercellen op te wekken en ontsteking te verhogen.
De studie onderzoekt de diagnostische waarde van LINC00426 bij type 2 diabetes (T2DM) en diabetische nierziekte (DKD), samen met de regulerende effecten op niercellen. De studie omvatte 280 T2DM-patiënten (146 gevallen van DKD) en 186 gezonde controles die in dezelfde periode op bezoek kwamen. Reverse transcription quantitative real-time polymerase chain reaction (RT-qPCR) bevestigde dat serum LINC00426 wordt verlaagd bij patiënten met T2DM en DKD. De analyse van de ontvanger-bedieningskenmerken (ROC) beoordeelde de diagnostische waarde van LINC00426 voor T2DM en DKD. Multivariate logistische regressie identificeerde onafhankelijke DKD-risicofactoren. LINC00426 toonde diagnostische waarde voor beide ziekten en correleerde negatief met de urine-albumine-creatinineverhouding (UACR). De downregulering ervan voorspelde onafhankelijk de ontwikkeling van DKD. Een omgeving met een hoog glucosegehalte (HG) remt LINC00426 expressie in HK-2- en HGMC-cellen. CCK8-assay, flowcytometrie en enzym-gekoppelde immunosorbent-assays bevestigden dat HG ook proliferatie onderdrukte en apoptose en ontsteking bevorderde. Daarentegen verhoogt overexpressie van LINC00426 de proliferatieve capaciteit van HK-2- en HGMC-cellen, remt apoptose en vermindert ontstekingsreacties. Downregulatie van LINC00426 kan de progressie van DKD verergeren door de proliferatie van niercellen (HK-2 en HGMC) te remmen en apoptose en ontstekingsreacties te bevorderen.
Type 2 diabetes mellitus (T2DM) is een chronische stofwisselingsaandoening1. Rapporten geven aan dat T2DM en de complicaties ervan een belangrijk wereldwijd volksgezondheidsprobleemzijn geworden, wat bedreigingen vormt voor de menselijke gezondheid en maatschappelijke ontwikkeling. Door ongezonde leefgewoonten die in de loop van de tijd zijn aangedaan4, neemt de prevalentie van T2DM jaarlijks toe5. Diabetische nefropathie (DN) werd in 2007 hernoemd tot diabetische nierziekte (DKD) 6,7. Als veelvoorkomende complicatie van T2DM8 blijven de incidentie en sterftecijfers onder diabetische patiënten jaarlijks stijgen met9. DKD blijft vaak latent bij patiënten met langdurige diabetes10 of manifesteert zich abrupt11. DKD kan nierstoornissen en endotheelschade veroorzaken12,13. DKD manifesteert zich voornamelijk als het urineverlies van grote moleculen zoals eiwitten na schade aan het nierfiltratiesysteem 14. Voor patiënten dienen biochemische markers in het bloed (nuchtere glucose, insuline) echter als gouden standaard voor het diagnosticeren van T2DM, maar DKD blijft moeilijk te detecteren. Conventionele behandelmethoden slagen er niet in om DKD-progressie15 snel te identificeren of te beoordelen. Daarom is het vergroten van het bewustzijn over de ziekte en het identificeren van nieuwe diagnostische biomarkers cruciaal voor de preventie en behandeling van zowel T2DM als DKD.
In de afgelopen jaren is de betrokkenheid van long non-coding RNA (lncRNA) bij diverse functies zoals immuniteit16, kankerregulatie en metabolisme steeds meer erkend17. Steeds meer bewijs wijst nu op een ontregelde lncRNA-expressie in de pathogenese van complexe chronische ziekten, met name DKD18,19. Zo identificeerden Zhang et al.20 via high-throughput sequencing dat lncRNA evf-2 interageert met hnRNP, wat de ontwikkeling van DKD bevordert door de expressie van celcyclusgerelateerde genen en ontstekingsfactoren te versterken. In een DKD-rattenmodel werd lncRNA USR0000B2476D geïdentificeerd als betrokken bij immuunregulatie21. LINC00426 is een nieuw ontdekt lncRNA dat een belangrijke rol speelt bij de regulatie van ontstekingsfactoren22. Recente vergelijkende microarraystudies suggereren dat LINC00426 potentieel kan hebben als biomarker voor de ontwikkeling van T2DM23. Bovendien hebben bio-informatica-strategieën de betrokkenheid van LINC00426 bij immuunregulatie binnen niercelcarcinoom24 vastgelegd. Talrijke studies hebben ook de cruciale rol van ontsteking bij diabetes en DKD25 bij diabetes en DKD en DKD benadrukt. Bestaande studies hebben aangetoond dat T2DM26 en prediabetes-gerelateerde aandoeningen27, waaronder metabool syndroom28, obesitas29 en cardiovaat-metabole hartziekte30, allemaal geassocieerd zijn met een hoge ontstekingslast. Daarnaast zijn diabetische microvasculaire complicaties, zoals neuropathie31, nefropathie32 en retinopathie33, evenals macrovasculaire complicaties34, allemaal chronische ontstekingsreacties. Daarom is het bestuderen van de relatie tussen LINC00426 en T2DM en DKD zeer belangrijk om nieuwe diagnostische markers te ontdekken en de mechanismen van DKD te onthullen. Desalniettemin blijft de huidige literatuur over de rol van LINC00426 in TD2M en DKD beperkt, zonder klinisch bewijs dat het expressiepatroon, de onafhankelijke risicowaarde en de diagnostische effectiviteit bij DKD-patiënten verduidelijkt.
Om deze onderzoekskloof te dichten, namen 466 deelnemers deel in de huidige studie, detecteerde serum-LINC00426-expressie via RT-qPCR, identificeerde onafhankelijke risicofactoren voor DKD met behulp van logistische regressie en evalueerde het diagnostisch potentieel van LINC00426 voor T2DM en DKD verder via ROC-analyse. Onze bevindingen verduidelijken voorlopig de expressiekenmerken en klinische betekenis van LINC00426 in DKD, waarmee de bestaande kenniskloof wordt opgevuld en nieuwe inzichten wordt opgeleverd in DKD-pathogenese en biomarkeronderzoek.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Deze studie is goedgekeurd door de Medische Ethische Commissie van het Derde Xiangya Ziekenhuis van de Central South University. Alle patiënten en hun families betuigden hun steun en ondertekenden schriftelijke formulieren voor geïnformeerde toestemming.
Monsterverzameling
De steekproefgrootte werd berekend met behulp van G*Power-software. Het significantieniveau (α) werd vastgesteld op 0,05, statistische kracht (1-β) op 0,8, effectgrootte (f) op 0,25, en een uitvalpercentage van 10% werd overwogen. De berekeningsresultaten gaven aan dat er minstens 123 deelnemers per groep nodig waren bij het bestuderen van de controlegroep, T2DM en DKD-populaties. In de daadwerkelijke studie werden 186 deelnemers opgenomen in de controlegroep, 134 patiënten in de T2DM-groep en 146 patiënten in de DKD-groep. Allen waren vrijwilligers die van juli 2022 tot juni 2023 behandeld werden in het Third Xiangya Hospital van Central South University. Hiervan hadden 72 patiënten geen complicaties, terwijl 208 patiënten zich presenteerden met één of meer complicaties. De complicaties omvatten voornamelijk diabetische neuropathie, diabetische retinopathie en diabetische nierziekte (DKD), waarbij 146 patiënten de diagnose DKD kregen. De diabetesclassificatie werd bepaald op basis van nuchtere insuline en nuchtere bloedsuikerspiegels; Patiënten met type 1 diabetes werden uitgesloten om diagnostische onduidelijkheid te voorkomen. Gevallen van zwangerschapsdiabetes en speciale diabetesaandoeningen werden uitgesloten.
De inclusiecriteria waren als volgt: Leeftijd ≥ 18 jaar; volledige medische dossiers en documentatie beschikbaar; Naleving van de Chinese richtlijnen van 2020 voor de preventie en behandeling van type 2 diabetes37. Uitsluitingscriteria omvatten comorbide psychiatrische stoornissen, cognitieve achteruitgang of het onvermogen om mee te werken aan de studie; acute infectieziekten; orgaanfalen; en kwaadaardige tumoren.
Een controlegroep van 186 gezonde personen die in dezelfde periode routinematige medische onderzoeken ondergingen, werd geselecteerd. Deelnemers aan de controlegroep moeten aan de volgende criteria voldoen: geen voorgeschiedenis van diabetes of andere metabole aandoeningen; normale nuchtere bloedglucose (<6,1 mmol/L), 2-uur postprandiale glucose (<7,8 mmol/L) en geglyceerde hemoglobine (<5,7%); en geen voorgeschiedenis van nierziekte of complicaties, met normale nierfunctie-indicatoren (glomerulaire filtratiesnelheid, urinealbumine/creatinine-ratio).
Diabetesgerelateerde indicatortesten
Bij toelating werd basisdemografische informatie vastgelegd voor elke deelnemer. De volgende ochtend werd 5 ml veneus bloed van elke persoon in nuchtere toestand afgenomen om biochemische indicatoren te testen. De nuchtere bloedsuikerspiegels (FBG) werden geanalyseerd met een bloedglucosemeter35. Glycated hemoglobine (HbA1c) werd gemeten met een volledig geautomatiseerde HbA1c-analyzer36. Urinemonsters werden binnen 24 uur na opname van de studie afgenomen. De urinealbumineconcentratie werd gemeten met een eiwitanalyzer37 via de immuun-turbidimetrische methode38. De mate van nieriniciëntie bij DKD-patiënten werd beoordeeld met de urinaire albumine-creatinineverhouding (UACR), een goed gevestigde index voor het beoordelen van vroege nierschade en ziekteprogressie bij DKD 3,39.
Celkweek en verwerking
Menselijke nierepitheelcellen HK-2 en glomerulaire mesangiale cellen HGMC werden aangekoopt. Specifiek werden HK-2-cellen gekweekt in een K-SFM-medium met 10% foetaal rundserum, aangevuld met 1% antibioticaoplossing. HGMC-cellen werden gekweekt in het primaire cel complete medium. De cellen werden gehouden in een incubator van 37 °C, 5%CO2 . Passaging en transfectie werden uitgevoerd wanneer de confluentie meer dan 70% bedroeg. Voor inductie met hoge glucose (HG) werden cellen in 6-well platen geplaatst en blootgesteld aan 30 mM D-glucose in 2 mL kweekmedium per put gedurende 48 uur (HK-240 en HGMC cellen41). Een controlegroep met een laag glucose niveau werd behandeld met 5,5 mM D-glucose + 24,5 mM mannitol.
De volledige sequentie van LINC00426 werd gekloond tot het eukaryote expressieplasmide pcDNA3.1 om het pcDNA3.1 LINC00426 overexpressieplasmide te construeren. De lege pcDNA3.1-vector werd gebruikt als negatieve controle. De celtransfectie werd uitgevoerd met behulp van het Lipofectamine 3000-reagens volgens de instructies van de fabrikant. Kort gezegd werden HG-geïnduceerde HK-2- en HGMC-cellen ingezaaid in 6-wellplaten en getransfecteerd bij 70%–80% confluentie. Voor elke put werd 2,5 μg plasmide-DNA (pcDNA 3.1 of pcDNA3.1 LINC00426) gemengd met 5 μL Lipofectamine 3000-reagens in 250 μL Opti-MEM gedurende 15 minuten bij kamertemperatuur, volgens eerder onderzoek10. Het transfectiecomplex werd vervolgens druppelgewijs aan cellen toegevoegd in een volledig kweekmedium. Na 6 uur incubatie bij 37 °C werd het medium vervangen door een nieuw medium, en werden de cellen nog eens 42 uur gekweekt voordat verdere experimenten plaatsvonden.
Totale RNA-extractie en omgekeerde transcriptie
Het resterende bloed werd opnieuw gecentrifugeerd bij 3000 x g gedurende 15 minuten, en het supernatant werd opgevangen en opgeslagen bij -80 °C. Totaal RNA werd geëxtraheerd uit serum- en celmonsters met behulp van de Trizol-fenol-chloroformmethode, geprecipiteerd met ethanol van gelijke volumes volgens eerder onderzoek42. De RNA-concentratie en zuiverheid werden beoordeeld met een UV-spectrofotometer. Totaal cDNA werd gesynthetiseerd uit monsters met behulp van de RT-reagensmix via een gen-PCR-versterker. De reactiecondities waren 42 °C gedurende 15 minuten, gevolgd door 85 °C gedurende 5 seconden. Monsters werden kort opgeslagen bij 4 °C.
Omgekeerde transcriptie kwantitatieve real-time polymerasekettingreactie (RT-qPCR)
RT-qPCR werd uitgevoerd met behulp van de SYBR qPCR mastermix. Serum LINC00426-expressie werd gekwantificeerd via het kwantitatieve PCR-instrument. De gegevens werden genormaliseerd met behulp van β-tubuline als intern referentiegen, berekend via de 2−ΔΔCt-methode . De gemiddelde CT-waarde van β-tubuline was ongeveer 25, variërend van 23 tot 27 over alle serummonsters. De CT-variatiecoëfficiënt (CV) was 2,5%. Eenrichtings-ANOVA toonde geen significant verschil in β-tubuline CT-waarden tussen de controle-, T2DM- en DKD-groepen, wat de stabiele expressie en geschiktheid als interne referentie voor serum-LINC00426-normalisatie bevestigde. De primers die bij de reactie betrokken zijn, worden vermeld in Aanvullende Tabel 1. Reactieomstandigheden: pre-denaturatie bij 95 °C gedurende 10 minuten; 40 cycli van 95 °C voor 10 seconden en 60 °C voor 30 seconden; definitieve verlenging bij 60 °C voor 15 seconden.
Western blot-analyse
Western blot-analyse werd uitgevoerd volgens onze vastgestelde experimentele protocollen. Kort gezegd werden cellen gelyseerd met een RIPA-lysisbuffer aangevuld met een proteaseremmercocktail van 1%. Na 30 minuten incubatie bij kamertemperatuur werd de eiwitkwantificatie uitgevoerd. Eiwitmonsters werden gedenatureerd bij 95 °C, en gelijke hoeveelheden 30 μg eiwit werden gescheiden door SDS-PAGE, gevolgd door elektrotransfer op 0,45 μm PVDF-membranen. De membranen werden 2 uur lang geblokkeerd met magere melk op kamertemperatuur. Primaire antistoffen tegen Bax, Bcl-2, Caspase-3, IκBα en p-P65 werden verdund bij 1:1000 met TBST, terwijl β-actine werd verdund bij 1:3000. De membranen werden 's nachts geïncubeerd met primaire antilichamen bij 4 °C. Vervolgens werden membranen geïncubeerd met overeenkomstige mierikswortelperoxidase-geconjugeerde secundaire antilichamen bij kamertemperatuur gedurende 1 uur. Eiwitbanden werden gevisualiseerd met behulp van een ECL-substraat op een gelbeeldvormingssysteem. Bandgrijswaarden werden gekwantificeerd met ImageJ-software.
Celtellingskit-8 (CCK8)
Verwerk getransfecteerde cellen met 0,25% trypsine (EDTA-vrij) ongeveer 3 minuten, en centrifugeer dan op 800 x g gedurende 5 minuten. Verzamel de pellet en laat het opnieuw ophangen in celkweekmedium. Zaad 100 μL celsuspensie (2 x 103 cellen ) in een 96-well-plaat. Na 24 uur incubatie bij 37 °C met 5%CO2 om celhechting mogelijk te maken, voeg je 10 μL CCK8-oplossing toe. De initiële toevoeging van CCK8-oplossing wordt aangeduid als 0 h. De absorptie bij 450 nm wordt gemeten met een microplaatmeter op 0, 24, 48 en 72 uur.
Flowcytometrie
Het effect van transfectie op celapoptose werd beoordeeld met behulp van de Annexine V-fluoresceïne isothiocyanaat (FITC)/propidiumjodide (PI) kleuroplossing. Na transfectie werden cellen verteerd met dezelfde trypsine-verteringsprocedure als hierboven beschreven. De cellen werden gewassen met fosfaatgeborrelde zoutoplossing (PBS) en opnieuw gesuspendeerd. Celpellets werden verzameld door centrifugatie op 800 x g gedurende 5 minuten. Breng 100 μL (ongeveer 1 x 105 cellen ) over in een flowcytometriebuis, centrifugeer op 800 x g gedurende 5 minuten bij kamertemperatuur en gooi het supernatant weg. Suspensie-cellen in 195 μL Annexine V-FITC bindingsbuffer. Voeg 5 μL Annexin V-FITC en 10 μL PI kleuringsoplossing toe aan het mengsel en meng dan grondig. Incubeer 20 minuten in het donker op kamertemperatuur. Vervolgens plaats je de behandelde flowcytometriebuis in een ijsbad voor tijdelijke opslag. Voor de analyse filter je de celsuspensie door een 200-micron gaasfilter en sussie je opnieuw op. Verzamel celsignalen met behulp van het flowcytometriesysteem onder excitatie bij 488 nm/636 nm.
Enzym-gekoppelde immunosorbent-assay (ELISA)
Celinflammatoire cytokines werden gemeten met commercieel verkrijgbare ELISA-kits voor tumornecrosefactor alfa (TNF-α), interleukine-6 (IL-6) en IL-1 beta (IL-1β). De specifieke detectieprocedure is als volgt: Voeg 100 μL van de passend verdunde standaard toe aan de standaardputten. Voeg 100 μL celbasaal medium toe aan alle blanco putten. Voeg 50 μL celsupernatant en 50 μL 1x detectiebuffer toe aan de monsterputten. Voeg vervolgens 50 μL van de detectie-antistofoplossing toe aan de juiste putten. Bedek de microplaat en incubeer op kamertemperatuur gedurende 2 uur. Gooi de vloeistof uit de putjes en was 6 keer met een wasbuffer. Om optimale resultaten te behalen, zorg ervoor dat de putten grondig worden gedroogd. Voeg opnieuw 100 μL streptavidine werkoplossing toe aan elke put, sluit de plaat af en incubeer 45 minuten bij kamertemperatuur. Voeg tot slot 100 μL chromogeen substraat toe en breng ze vervolgens 20 minuten in het donker uit. Voeg dan 100 μL stopoplossing toe en meng voorzichtig. De oplossing zal nu verschijnen als een heldere, gelige vloeistof met wisselende intensiteit. Meet de optische dichtheid (OD) van de oplossing op 450 nm en 630 nm met behulp van een microplaatlezer. Het verschil tussen deze twee waarden komt overeen met de concentratie van de ontstekingsfactor in het monster.
Statistische analyse
De gegevens werden verwerkt en geanalyseerd met commercieel beschikbare statistische software. Alle experimentele resultaten bestonden uit drie geldige replicata. Intergroepsvergelijkingen maakten gebruik van onafhankelijke steekproeven t-tests en variantieanalyse (ANOVA). Meerdere vergelijkingen werden uitgevoerd met behulp van de Tukey-methode. De ROC-curve werd gebruikt om de diagnostische waarde van LINC00426 voor T2DM en DKD te evalueren. Logistische regressieanalyse beoordeelde risicofactoren voor DKD. P < 0,05 gaf statistische significantie aan voor de respectievelijke dataresultaten.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Vergelijking van basiskenmerken tussen gezonde personen en T2DM-patiënten
De studie nam 280 T2DM-patiënten en 186 gezonde personen als controles in. Analyse van de medische dossiers van de deelnemers (zie Tabel 1) toonde aan dat de gemiddelde leeftijd van de controlegroep 58,91 ± 17,63 jaar was, vergeleken met 59,50 ± 17,14 jaar voor de T2DM-patiënten. Er waren echter geen significante verschillen in geslacht of obesitas tussen de twee patiëntengroepe...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
DKD vormt een ernstige microvasculaire complicatie bij T2DM. De vroegste manifestatie is de aanwezigheid van microalbuminurie; het detecteren hiervan in de vroege stadia kan mogelijk de voortgang van DKD vertragen. Microalbuminurie mist echter gevoeligheid bij routinematige urineanalyse en wordt daarom vaak over het hoofd gezien43. Deze studie vond dat LINC00426 wordt verlaagd bij T2DM-patiënten en diagnostische waarde heeft voor zowel T2DM als DKD. Daarnaast kan ...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Er is geen belangenconflict in deze studie.
Niet van toepassing.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 0.25% trypsin | Gibco | 25200056 | |
| Annexin V-FITC Apoptosis Detection Kit | Beyotime | C1062S | |
| Antibiotics voor celcultuur | Gibco | R-015-10 | |
| Aristo specifiek eiwitdetector | GOLDSITE | GPP-100 | |
| Bax Antilichaam | Cell signaling Technology | 2772 | |
| BCA-eiwitbepalingskit | Beyotime | P0013B | |
| Bcl-2 (124) Muis Monoklonaal Antilichaam | Cell signaling Technology | 15071 | |
| beta-Actin (13E5) Konijn Monoklonaal Antilichaam | Cell signaling Technology | 4970 | |
| Bloedglucosemeter | Yuwell | 710 | |
| Caspase-3 Antilichaam | Cell signaling Technology | 9662 | |
| CCK-8 reagens | Sigma | 96992 | |
| ChamQ Universal SYBR qPCR Master Mix | Vazyme | Q711 | |
| Chloroform | Sigma-Aldrich | C2432 | |
| Clarity Western ECL Substraat | Bio-Rad | 1705061 | |
| Cel-incubator met constante temperatuur | SaiLun | DHP-9032 | |
| D-Glucose | MedChemExpress | HY-B0389 | |
| Flow cytometer | Beckman coulted | CytoFLEX | Chloroform |
| Fluorescente kwantitatieve PCR-instrument | Roche | Light Cycler 96 | |
| Foetaal bovien serum | Sigma-Aldrich | F0193 | |
| Volautomatische geglyceerde hemoglobine-analyzer | Hanyu medical | HLC-723G11 | FenoL |
| Gen-PCR-versterker | Bio Rad | S1000 | |
| Glomerulair mesangiale cellen, HGMC | Sunncell Biotechnology Co., Ltd. | SNP-H252 | |
| Human Basic IL-1 beta ELISA Kit | Invitrogen | ECH002 | |
| Human IL-6 ELISA Kit | Invitrogen | EH2IL6 | |
| Humane nierepitheelcellen, HK-2 | Sunncell Biotechnology Co., Ltd. | SNL-165 | |
| Human TNF alpha ELISA Kit | Invitrogen | KAC1751 | |
| IkappaB alpha (L35A5) Muis Monoklonaal Antilichaam | Cell signaling Technology | 4814 | |
| K-SFM medium | Invitrogen | 17005-042 | |
| Lipofectamine 3000 | Invitrogen | L3000015 | |
| Mannitol | Sigma-Aldrich | M9647 | |
| Multifunctionele enzym-gekoppelde immunosorbeertest-lezer | TECAN | GENios Plus | |
| NF-kappaB p65 (D14E12) Konijn Monoklonaal Antilichaam | Cell signaling Technology | 8242 | |
| Vetvrije melk | Biosharp | BS102-500g | |
| Opti-MEM™ I Reduced Serum Medium | Invitrogen | 31985062 | |
| P3000 Reagens | Invitrogen | L3000-015 | |
| PBS-buffer | Sangon Biotech | E607080 | |
| FenoL | Sigma-Aldrich | P1037 | |
| Phospho-NF-kappaB p65 (Ser536) (93H1) Konijn Monoklonaal Antilichaam | Cell signaling Technology | 3033 | |
| Primair celcompleet medium | Sunncell Biotechnology Co., Ltd. | SNPM-H252 | |
| Prime Script RT Reagens Kit | Takara | RR037A | |
| PVDF-membranen | Merck Millipore | SE1M003M00 | |
| Rotease en fosfataseremmercocktail | Beyotime | P1045 | |
| Trizol | Invitrogen | 15596026CN | |
| Ultraviolette spectrofotometer | Thermo | Nanodrop 2000 |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.