Cyclin D1通过促进糖酵解改善肾脏缺血再灌注诱导的急性肾损伤的机制

doi:10.3969/j.issn.1006-5725.2024.21.009

摘要/Abstract

摘要：

目的探索CCND1通过促进糖酵解改善肾缺血再灌注诱导的急性肾损伤（AKI）的作用及其分子机制，为AKI提供新的治疗靶点。方法采用8周龄的C57/BL6雄性小鼠构建肾脏缺血再灌注损伤（ischemia-reperfusion injury，IRI）模型。使用CCND1过表达质粒及CCND1干扰质粒，在体内及体外验证CCND1在AKI中的作用。用肌酐检测试剂盒、尿素氮检测试剂盒检测肾脏功能，通过免疫组化、免疫荧光、实时荧光定量PCR、Western blot等方法检测肾小管上皮细胞糖酵解、肾脏损伤等指标。结果在肾缺血再灌注诱导的AKI模型中，肾小管上皮细胞CCND1表达下调，细胞及组织出现损伤。在体内使用CCND1过表达质粒过表达CCND1，IRI小鼠的肾脏功能较前明显改善，肾脏损伤较前减轻，过表达CCND1可促进糖酵解，促进丙酮酸的生成，使能量生成增加。在肾小管上皮细胞中，过表达CCND1后可促进糖酵解，能量生成增加，减轻AKI；相反，敲低CCND1会抑制糖酵解，细胞能量生成严重受阻，损伤进一步加重。结论在AKI中，肾小管上皮细胞中CCND1表达下调，过表达CCND1可以减轻肾缺血再灌注诱导的AKI，这可能与过表达CCND1可促进糖酵解、及时恢复细胞和组织的能量供给等机制相关。

关键词: 肾脏缺血再灌注损伤, 急性肾损伤, 肾小管上皮细胞, 细胞周期蛋白D1, 糖酵解, 能量代谢

Abstract:

Objective To investigate the impact of CCND1 on renal ischemia?reperfusion?induced acute kidney injury through the promotion of glycolysis and elucidate its underlying molecular mechanism， thereby offering a novel therapeutic target for acute kidney injury. Methods We selected 8?week?old male C57BL/6 mice to establish a model of renal ischemia?reperfusion injury (IRI). To investigate the role of CCND1 in acute kidney injury (AKI)， we employed a CCND1 overexpression plasmid and a CCND1 interference plasmid for both in vivo and in vitro experiments. Kidney function was evaluated using creatinine and urea nitrogen test kits， while glycolysis and indicators of renal tubule epithelial cell damage were assessed through quantitative real?time PCR， Western blotting， immunohistochemistry， and immunofluorescence techniques. Results In the model of renal ischemia?reperfusion?induced acute renal injury， down?regulation of CCND1 expression in renal tubular epithelial cells resulted in cellular and tissue damage. However， when an overexpression plasmid for CCND1 was administered in vivo， it significantly improved kidney function and reduced kidney injury in IRI mice. The overexpression of CCND1 promoted glycolysis， pyruvate production， and increased energy production. We further confirmed the role of CCND1 in vitro where its overexpression promoted glycolysis， enhanced energy production， and alleviated AKI. Conversely， knockdown of CCND1 inhibited glycolysis leading to severe impairment in cell energy production and exacerbation of injury. Conclusions In summary， down?regulation of CCND1 expression in renal tubular epithelial cells is observed in acute kidney injury， while overexpression of CCND1 can ameliorate acute kidney injury induced by renal ischemia?reperfusion. This mechanism may be attributed to the promotion of glycolysis and timely restoration of energy supply to cells and tissues facilitated by CCND1 overexpression.

Key words: renal ischemia?reperfusion injury, acute kidney injury, tubular epithelial cells, Cyclin D1, glycolysis, energy metabolism

中图分类号:

R692

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图/表 10

表1

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参考文献 37

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基因名称	上游引物	下游引物
CCND1（Human）	GCTGCGAAGTGGAAACCATCG	CCTCCTTCTGCACACATTTGAA
CCND1（Mouse）	GCGTACCCTGACACCAATCTC	ACTTGAAGTAAGATACGGAGGGC
Kim-1（Human）	TGGCAGATTCTGTAGCTGGTT	AGAGAACATGAGCCTCTATTCCA
Kim-1（Mouse）	ACATATCGTGGAATCACAACGAC	ACAAGCAGAAGATGGGCATTG
β-Actin（Human）	CCTTCCTGGGCATGGAGTC	TGATCTTCATTGTGCTGGGTG
β-Actin（Mouse）	GCCAACCGTGAAAAGATGAC	CAGAGGCATACAGGGACAGC
HK2（Human）	GAGCCACCACTCACCCTACT	CCAGGCATTCGGCAATGTG
HK2（Mouse）	ATGATCGCCTGCTTATTCACG	CGCCTAGAAATCTCCAGAAGGG
PKM2（Human）	ATGTCGAAGCCCCATAGTGAA	TGGGTGGTGAATCAATGTCCA
PKM2（Mouse）	CGCCTGGACATTGACTCTG	GAAATTCAGCCGAGCCACATT
LDHA（Human）	ATGGCAACTCTAAAGGATCAGC	CCAACCCCAACAACTGTAATCT
LDHA（Mouse）	CAAAGACTACTGTGTAACTGCGA	TGGACTGTACTTGACAATGTTGG

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