High Glucose Induces Mouse Mesangial Cell Overproliferation via Inhibition of Hydrogen Sulfide Synthesis in a TLR-4-Dependent Manner

高葡萄糖通過抑制硫化氫合成以TLR-4依賴的方式誘導小鼠系膜細胞過度增殖

來源：Cellular Physiology and Biochemistry, Volume 41, 2017, pages 1035-1043

《細胞生理學與生物化學》，第41卷，2017年，頁碼1035-1043

 

摘要：

摘要部分闡述了高葡萄糖誘導小鼠系膜細胞過度增殖的機制，涉及硫化氫合成的抑制和TLR-4依賴的途徑。研究發現，高葡萄糖環境會抑制內源性硫化氫的合成，從而導致細胞過度增殖，而外源性硫化氫補充可以緩解這種增殖。此外，TLR4的激活和PI3K/Akt通路也參與了這一過程。

 

研究目的：

本研究旨在探討高葡萄糖如何通過影響硫化氫合成和TLR4信號通路誘導小鼠系膜細胞過度增殖，從而為糖尿病腎病的預防和治療提供新的潛在靶點。研究重點關注硫化氫在糖尿病腎病中的作用機制。

 

研究思路：

研究思路包括使用小鼠系膜細胞模型，通過高葡萄糖處理模擬糖尿病環境，采用MTT法檢測細胞活力，Western blot分析蛋白質表達，siRNA技術敲低TLR4表達，以及使用PI3K特異性抑制劑LY294002。實時測量硫化氫生成率使用丹麥Unisense微呼吸傳感器。研究通過比較正常葡萄糖和高葡萄糖組，分析硫化氫合成、TLR4表達和PI3K/Akt通路的變化，以闡明其相互關系。

 

測量的數據及研究意義：

1. 細胞活力數據：通過MTT法測量高葡萄糖處理下小鼠系膜細胞的增殖情況，研究意義在于直接驗證高葡萄糖誘導細胞過度增殖的現象，為糖尿病腎病病理提供實驗證據。數據來自Fig.1A。

 

2. 硫化氫生成率數據：使用丹麥Unisense微呼吸傳感器實時測量H2S生成率，研究意義在于量化高葡萄糖對內源性硫化氫合成的抑制效果，揭示硫化氫在細胞保護中的作用。數據來自Fig.1B。

3. CSE表達數據：通過Western blot分析CSE蛋白表達水平，研究意義在于確認高葡萄糖抑制硫化氫合成酶的表達， linking硫化氫缺乏與細胞增殖異常。數據來自Fig.1C。

4. TLR4表達數據：通過Western blot分析TLR4蛋白表達，研究意義在于證明高葡萄糖激活TLR4通路，參與細胞過度增殖的機制。數據來自Fig.1D。

5. PI3K/Akt磷酸化數據：通過Western blot檢測PI3K和Akt的磷酸化水平，研究意義在于闡明TLR4下游信號通路的作用，表明PI3K/Akt通路在高葡萄糖誘導增殖中的關鍵性。數據來自Fig.3A和Fig.3B。

 

 

結論：

1. 高葡萄糖通過抑制硫化氫合成誘導小鼠系膜細胞過度增殖，這一過程依賴于TLR4的激活。

2. TLR4介導的PI3K/Akt通路活化在高葡萄糖誘導的細胞增殖中起重要作用，抑制該通路可緩解增殖。

3. 外源性硫化氫補充或TLR4敲低可能成為糖尿病腎病治療的潛在策略。

 

使用丹麥Unisense電極測量數據的研究意義：

使用丹麥Unisense微呼吸傳感器測量硫化氫生成率的數據具有重要研究意義，因為它提供了實時、定量的內源性硫化氫合成變化證據。這種測量方法直接驗證了高葡萄糖抑制硫化氫生成的假設，增強了實驗結果的可信度。在糖尿病腎病背景下，該數據揭示了硫化氫作為氣體信號分子的保護作用，為理解細胞代謝異常提供了分子層面依據。此外，該方法的應用支持了硫化氫在調節細胞增殖中的關鍵角色，為開發針對硫化氫通路的治療干預奠定了實驗基礎。