Pobniżenie ekspresji LINC00426 wspomaga postęp choroby nerek cukrzycowych (DKD), poprzez indukowanie apoptozy w komórkach nerkowych i zwiększenie stanu zapalnego.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł badawczy
* These authors contributed equally
Pobniżenie ekspresji LINC00426 wspomaga postęp choroby nerek cukrzycowych (DKD), poprzez indukowanie apoptozy w komórkach nerkowych i zwiększenie stanu zapalnego.
Badanie bada wartość diagnostyczną LINC00426 w cukrzycy typu 2 (T2DM) i cukrzycowej chorobie nerek (DKD), wraz z jej regulacyjnymi efektami na komórki nerkowe. Badanie objęło 280 pacjentów z T2DM (146 przypadków DKD) oraz 186 zdrowych kontroli, które odwiedziły w tym samym okresie. Odwrotna transkrypcja ilościowa reakcji polimerazy łańcuchowej w czasie rzeczywistym (RT-qPCR) potwierdziła, że LINC00426 w surowicy jest downregulowany u pacjentów z T2DM i DKD. Analiza charakterystyki operacyjnej odbiornika (ROC) ocenił wartość diagnostyczną LINC00426 dla T2DM i DKD. Wielowymiarowa regresja logistyczna zidentyfikowała niezależne czynniki ryzyka DKD. LINC00426 wykazał wartość diagnostyczną dla obu chorób i występował w ujemnej korelacji ze stosunkiem albuminy do kreatyniny w moczu (UACR). Jego downregulacja niezależnie przewidywała rozwój DKD. Środowisko o wysokiej zawartości glukozy (HG) hamuje ekspresję LINC00426 w komórkach HK-2 i HGMC. Test CCK8, cytometria przepływowa oraz enzymatyczne testy immunosorbentowe potwierdziły, że HG hamuje również proliferację, jednocześnie promując apoptozę i stany zapalne. W przeciwieństwie do tego, nadekspresja LINC00426 zwiększa zdolność proliferacyjną komórek HK-2 i HGMC, hamuje apoptozę i zmniejsza reakcje zapalne. Downregulacja LINC00426 może zaostrzać przebieg DKD poprzez hamowanie proliferacji komórek nerkowych (HK-2 i HGMC) oraz promowanie apoptozy i reakcji zapalnych.
Cukrzyca typu 2 (T2DM) jest przewlekłym zaburzeniem metabolicznym1. Raporty wskazują, że T2DM i jej powikłania stały się istotnym globalnym problemem zdrowia publicznego2,3, stanowiąc zagrożenie dla zdrowia ludzi i rozwoju społecznego. Ze względu na niezdrowe nawyki życiowe nabyte w czasie4, częstość występowania T2DM wzrasta corocznie5. Nefropatia cukrzycowa (DN) została przemianowana na chorobę nerek cukrzycowych (DKD) w 2007 roku6,7. Jako powszechne powikłanie T2DM8, jej zachorowalność i wskaźniki śmiertelności wśród pacjentów z cukrzycą nadal rosną corocznie9. DKD często pozostaje ukryta u pacjentów z długotrwałą cukrzycą10 lub manifestuje się nagłym wybuchem11. DKD może powodować dysfunkcję nerek i uszkodzenie śródbłonka12,13. DKD objawia się głównie jako utraty w moczu dużych cząstek, takich jak białka, po uszkodzeniu układu filtrującego nerek 14. Jednakże dla pacjentów, markery biochemiczne krwi (glukoza na czczo, insulina) służą jako złoty standard w diagnozowaniu T2DM, ale DKD nadal jest trudne do wykrycia. Konwencjonalne podejścia terapeutyczne nie pozwalają na szybkie zidentyfikowanie lub ocenę progresji DKD15. Dlatego podnoszenie świadomości choroby i identyfikowanie nowych biomarkerów diagnostycznych jest kluczowe dla zapobiegania i leczenia zarówno T2DM, jak i DKD.
W ostatnich latach coraz bardziej rozpoznaje się zaangażowanie długiego niekodującego RNA (lncRNA) w różne funkcje, takie jak odporność16, regulacja raka i metabolizm17. Narastające dowody implikują dysregulację ekspresji lncRNA w patogenezie złożonych przewlekłych chorób, szczególnie DKD18,19. Na przykład Zhang i wsp.20 zidentyfikowali za pomocą sekwencjonowania wysokoprężnościowego, że lncRNA evf-2 współpracuje z hnRNP, promując rozwój DKD poprzez wzmocnienie ekspresji genów cyklu komórkowego i czynników zapalnych. W modelu DKD na szczurach, lncRNA USR0000B2476D został zidentyfikowany jako zaangażowany w regulację odporności21. LINC00426 jest nowo odkrytym lncRNA, które odgrywa ważną rolę w regulacji czynników zapalnych22. Ostatnie komparatywne badania mikroarray sugerują, że LINC00426 może mieć potencjał jako biomarker rozwoju T2DM23. Ponadto, strategie bioinformatyczne uchwyciły zaangażowanie LINC00426 w regulacji odporności w raku nerczycowym24. Liczne badania podkreśliły również kluczową rolę zapalenia w cukrzycy i DKD25 w cukrzycy i DKD. Istniejące badania wykazały, że T2DM26 i stany związane z przedcukrzycą27, w tym zespół metaboliczny28, otyłość29 i nadciśnienie tętnicze30, są wszystkie związane z wysokim obciążeniem zapalnym. Ponadto, mikroskąpocześciowe powikłania cukrzycowe, takie jak neuropatia31, nefropatia32 i retinopatia33, a także makroskąpocześciowe powikłania34, są wszystkie przewlekłymi reakcjami zapalnymi. Dlatego badanie związku między LINC00426 a T2DM i DKD jest bardzo ważne dla odkrywania nowych markerów diagnostycznych i ujawniania mechanizmów DKD. Niemniej jednak, obecna literatura dotycząca roli LINC00426 w TD2M i DKD jest ograniczona, a brak jest dowodów klinicznych wyjaśniających jego wzorzec ekspresji, niezależną wartość ryzyka i skuteczność diagnostyczną u pacjentów z DKD.
Aby wypełnić tę lukę w badaniach, w niniejszej pracy zarejestrowanych zostało 466 uczestników, wykryto ekspresję LINC00426 w surowicy za pomocą RT-qPCR, zidentyfikowano niezależne czynniki ryzyka DKD za pomocą regresji logistycznej, a następnie oceniono potencjał diagnostyczny LINC00426 dla T2DM i DKD za pomocą analizy ROC. Nasze odkrycia wstępnie wyjaśniają cechy ekspresji i znaczenie kliniczne LINC00426 w DKD, wypełniając istniejącą lukę wiedzy i dostarczając nowych wglądów w patogenezę DKD i poszukiwanie biomarkerów.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
To badanie zostało zatwierdzone przez Komitet Etyki Medycznej Trzeciego Szpitala Xiangya Uniwersytetu Central South. Wszyscy pacjenci i ich rodziny wyrazili poparcie i podpisali pisemne zgody na udział w badaniu.
Pobieranie próbek
Wielkość próby została obliczona za pomocą oprogramowania G*Power. Poziom istotności (α) ustalono na 0,05, moc statystyczną (1-β) na 0,8, wielkość efektu (f) na 0,25, a uwzględniono 10% odsetek rezygnacji. Wyniki obliczeń wskazywały, że przy badaniu populacji kontrolnej, T2DM i DKD wymagano co najmniej 123 uczestników na grupę. W rzeczywistym badaniu uwzględniono 186 uczestników w grupie kontrolnej, 134 pacjentów w grupie T2DM i 146 pacjentów w grupie DKD. Wszyscy byli to ochotnicy, którzy otrzymywali leczenie w Trzecim Szpitalu Xiangya Uniwersytetu Central South w okresie od lipca 2022 do czerwca 2023. Wśród nich 72 pacjentów nie miało żadnych powikłań, podczas gdy 208 pacjentów miało jedno lub więcej powikłań. Powikłania obejmowały głównie neuropatię cukrzycową, retinopatię cukrzycową i chorobę nerek cukrzycowych (DKD), przy czym 146 pacjentów zdiagnozowano na DKD. Klasyfikację cukrzycy określono na podstawie stężenia insuliny na czczo i glukozy we krwi na czczo; wykluczono pacjentów z cukrzycą typu 1, aby uniknąć niejednoznaczności diagnostycznej. Wykluczono przypadki cukrzycy ciążowej i specjalnych przypadków cukrzycy.
Kryteria dołączenia do badania były następujące: wiek ≥ 18 lat; dostępne pełne zapisy medyczne i dokumentacja; zgodność z Chińskimi Wytycznymi Zapobiegania i leczenia cukrzycy typu 2 z 2020 roku37. Kryteria wykluczenia obejmowały współistniejące zaburzenia psychiczne, upośledzenie poznawcze lub niemożność współpracy z badaniem; ostre stany zakaźne; niewydolność narządów; i nowotwory złośliwe.
Wybrano grupę kontrolną składającą się z 186 zdrowych osób, które poddały się rutynowym badaniom lekarskim w tym samym okresie. Uczestnicy grupy kontrolnej musieli spełniać następujące kryteria: brak wywiadu na cukrzycę lub inne zaburzenia metaboliczne; normalne stężenie glukozy na czczo (<6,1 mmol/L), glukozy 2-godzinnej po posiłku (<7,8 mmol/L) i hemoglobiny glikozilowanej (<5,7%); oraz brak wywiadu na choroby nerek lub powikłania, z normalnymi wskaźnikami czynności nerek (wskaźnik filtracji kłębuszkowej, stosunek albumina/kreatynina w moczu).
Badanie wskaźników związanych z cukrzycą
Podczas przyjęcia do badania zanotowano podstawowe informacje demograficzne dla każdego uczestnika badania. Następnego ranka pobrane zostało 5 mL krwi żylnej od każdego badanego na czczo w celu przebadania wskaźników biochemicznych. Stężenie glukozy na czczo (FBG) analizowano za pomocą miernika glukozy we krwi35. Hemoglobina glikozylowana (HbA1c) była mierzona za pomocą w pełni zautomatyzowanego analizatora HbA1c36. Próbki moczu pobrane zostały w ciągu 24 godzin od włączenia do badania. Stężenie albuminy w moczu mierzone było za pomocą analizatora białka37 metodą immuno-zorową38. Stopień upośledzenia nerek u pacjentów z DKD oceniany był na podstawie wskaźnika stosunek albuminy do kreatyniny w moczu (UACR), który jest uznanym wskaźnikiem oceny wczesnego uszkodzenia nerek i postępu choroby w przypadku DKD3,39.
Hodowla komórek i przetwarzanie
Zakupiono ludzkie komórki nabłonkowe nerek HK-2 i komórki mezangialne kłębuszków nerkowych HGMC. Dokładnie, komórki HK-2 były hodowane w pożywce K-SFM zawierającej 10% surowicy płodowej wołowej, uzupełnionej 1% roztworem antybiotyków. Komórki HGMC były hodowane w pełnym pożywce dla komórek pierwotnych. Komórki utrzymywano w inkubatorze o temperaturze 37 °C, 5% CO2. Przesadzanie i transfekcja były wykonywane, gdy stopień pokrycia przekraczał 70%. Dla indukcji wysokiego glukozy (HG) komórki były siewiane w 6-dołkowych płytkach i eksponowane na 30 mM D-glukozy w 2 mL pożywki hodowlanej na dołek przez 48 h (HK-240 i komórki HGMC41). Grupę kontrolną z niskim glukozą traktowano z 5,5 mM D-glukozy + 24,5 mM mannitolu.
Pełna sekwencja LINC00426 została sklonowana do plazmidu ekspresji eukariotycznej pcDNA3.1, aby skonstruować plazmid pcDNA3.1 LINC00426 nadekspresji. Pusta wersja wektora pcDNA3.1 służyła jako kontrola negatywna. Transfekcja komórek przeprowadzona została za pomocą reagentu Lipofectamine 3000 zgodnie z instrukcjami producenta. W skrócie, komórki HK-2 i HGMC indukowane przez HG były siwiane do 6-do
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Porównanie cech wyjściowych między zdrowymi osobami a pacjentami z cukrzycą typu 2
W badaniu wzięło udział 280 pacjentów z cukrzycą typu 2 i 186 zdrowych osób jako kontrola. Analiza rejestrow medycznych uczestników (patrz Tabela 1) wykazała, że średnia wieku grupy kontrolnej wynosiła 58,91 ± 17,63 lat, w porównaniu z 59,50 ± 17,14 lat dla pacjentów z cukrzycą typu 2. Nie występowały jednak istotne różnice w płci ani otyłości między dwoma grupami pacjentów. Dalsza porównanie wykazał...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
DKD reprezentuje poważne mikrokrążeniowe powikłanie cukrzycy typu 2. Jego najwcześniejszym przejawiem jest obecność mikroalbuminurii; wykrycie jej we wczesnym stadium może potencjalnie opóźnić postęp DKD. Jednakże mikroalbuminuria ma niską czułość w rutynowej analizie moczu i w konsekwencji jest często pomijana43. To badanie wykazało, że LINC00426 jest słabiej ekspresowany u pacjentów z cukrzycą typu 2 i posiada wartość diagnostyczną zarówno dla cukrzycy typu 2, jak i DKD. Ponadto, LINC00426 może ...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W niniejszym badaniu nie ma żadnego konfliktu interesów.
Nie dotyczy.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 0.25% trypsyn | Gibco | 25200056 | |
| Annexin V-FITC Apoptosis Detection Kit | Beyotime | C1062S | |
| Antybiotyki do hodowli komórek | Gibco | R-015-10 | |
| Aristo specific protein detector | GOLDSITE | GPP-100 | |
| Bax Antibody | Cell signaling Technology | 2772 | |
| BCA protein assay kit | Beyotime | P0013B | |
| Bcl-2 (124) Mouse Monoclonal Antibody | Cell signaling Technology | 15071 | |
| beta-Actin (13E5) Rabbit Monoclonal Antibody | Cell signaling Technology | 4970 | |
| Glukometr | Yuwell | 710 | |
| Caspase-3 Antibody | Cell signaling Technology | 9662 | |
| CCK-8 reagent | Sigma | 96992 | |
| ChamQ Universal SYBR qPCR Master Mix | Vazyme | Q711 | |
| Chloroform | Sigma-Aldrich | C2432 | |
| Clarity Western ECL Substrate | Bio-Rad | 1705061 | |
| Komora inkubacyjna o stałej temperaturze | SaiLun | DHP-9032 | |
| D-Glukoza | MedChemExpress | HY-B0389 | |
| Flow cytometer | Beckman coulted | CytoFLEX | Chloroform |
| Fluorescent quantitative PCR instrument | Roche | Light Cycler 96 | |
| Płomykowe surowce krowy | Sigma-Aldrich | F0193 | |
| Fully automated glycated haemoglobin analyser | Hanyu medical | HLC-723G11 | Fenol |
| Gene PCR amplifier | Bio Rad | S1000 | |
| Glomerular mesangial cells, HGMC | Sunncell Biotechnology Co., Ltd. | SNP-H252 | |
| Human Basic IL-1 beta ELISA Kit | Invitrogen | ECH002 | |
| Human IL-6 ELISA Kit | Invitrogen | EH2IL6 | |
| Human kidney epithelial cells, HK-2 | Sunncell Biotechnology Co., Ltd. | SNL-165 | |
| Human TNF alpha ELISA Kit | Invitrogen | KAC1751 | |
| IkappaB alpha (L35A5) Mouse Monoclonal Antibody | Cell signaling Technology | 4814 | |
| K-SFM medium | Invitrogen | 17005-042 | |
| Lipofectamine 3000 | Invitrogen | L3000015 | |
| Mannitol | Sigma-Aldrich | M9647 | |
| Multifunctional enzyme-linked immunosorbent assay reader | TECAN | GENios Plus | |
| NF-kappaB p65 (D14E12) Rabbit Monoclonal Antibody | Cell signaling Technology | 8242 | |
| non-fat milk | Biosharp | BS102-500g | |
| Opti-MEM® I Reduced Serum Medium | Invitrogen | 31985062 | |
| P3000 Reagent | Invitrogen | L3000-015 | |
| PBS buffer | Sangon Biotech | E607080 | |
| Fenol | Sigma-Aldrich | P1037 | |
| Phospho-NF-kappaB p65 (Ser536) (93H1) Rabbit Monoclonal Antibody | Cell signaling Technology | 3033 | |
| Primary cell complete medium | Sunncell Biotechnology Co., Ltd. | SNPM-H252 | |
| Prime Script RT reagent Kit | Takara | RR037A | |
| PVDF membranes | Merck Millipore | SE1M003M00 | |
| rotease and phosphatase inhibitor cocktail | Beyotime | P1045 | |
| Trizol | Invitrogen | 15596026CN | |
| Ultraviolet spectrophotometer | Thermo | Nanodrop 2000 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.