FGF 23和Klotho蛋白水平在终末期肾病患者中与钙磷代谢及其伴发病的相关性

【摘要】 目的 探讨血清成纤维细胞生长因子23（FGF 23）和Klotho蛋白水平在终末期肾病（ESRD）患者中与钙磷代谢、动脉硬化、左室肥厚的相关性。方法 选取2015年1月～2016年4月在大连大学附属中山医院血液净化科进行血液透析（HD）的患者50例为血透组、腹膜透析（PD）患者50例为腹透组,并选取同期在本院体检的健康人群30例为健康对照组。通过整理资料、实验室检测、超声科检查比较不同透析方式对FGF 23和Kloth蛋白水平的影响、同时分析FGF 23和Kloth蛋白水平与钙磷代谢、动脉硬化及左室肥厚的相关性。结果 血透、腹透组FGF 23水平明显高于健康对照组,且血透组FGF 23水平也明显高于腹透组,差异有统计学意义（P＜005）;血透组、腹透组Klotho蛋白水平明显低于健康对照组,差异均有统计学意义（P＜005）,血透组与腹透组Klotho蛋白水平相近,差异无统计学意义（P＞005）;FGF 23水平与钙磷代谢呈正相关（r =05323、05178、05178,P＜005）、与继发性甲状旁腺功能亢进呈正相关（r =03038,P＜005）、与颈动脉硬化呈正相关（r =02987,P＜005）;Kloth蛋白与钙磷代谢呈负相关（r = 05103、 01105、 05264,P＜005）、与继发性甲状旁腺功能亢进呈正相关（r =03254,P＜005）。结论 ESRD透析患者中FGF 23存在高表达,而Klotho蛋白存在低表达,它们与HD、PD患者发生高磷血症、继发性甲状旁腺功能亢进、动脉硬化关系密切。     

Impaired function of fibroblast growth factor 23 / Klotho protein axis in prediabetes and diabetes mellitus: Promising predictor of cardiovascular risk

The discovery of clear molecular mechanisms of early cardiac and vascular complications in patients with prediabetes and known diabetes mellitus are core element of stratification at risk with predictive model creation further. Previous clinical studies have shown a pivotal role of impaired signaling axis of fibroblast growth factor 23 (FGF23), FGF23 receptor isoforms and its co-factor Klotho protein in cardiovascular (CV) complications in prediabetes and diabetes. Although there were data received in clinical studies, which confirmed a causative role of altered function of FGF-23/Klotho protein axis in manifestation of CV disease in prediabetes and type 2 diabetes mellitus (T2DM), the target therapy of these diseases directing on improvement of metabolic profiles, systemic and adipokine-relating inflammation by beneficial restoring of dysregulation in FGF-23/Klotho protein axis remain to be not fully clear. The aim of the review was to summarize findings regarding the role of impaired FGF-23/Klotho protein axis in developing CV complications in patients with prediabetes and type 2 diabetes mellitus. It has been elucidated that elevated levels of FGF-23 and deficiency of Klotho protein in peripheral blood are predictors of CV disease and CV outcomes in patients with (pre) diabetes, while predictive values of dynamic changes of the concentrations of these biomarkers require to be elucidated in detail in the future.     

Melatonin Attenuates Memory Impairment Induced by Klotho Gene Deficiency Via Interactive Signaling Between MT2 Receptor,ERK, and Nrf2-Related Antioxidant Potential

Background:

We demonstrated that oxidative stress plays a crucial role in cognitive impairment in klotho mutant mice, a genetic model of aging. Since down-regulation of melatonin due to aging is well documented, we used this genetic model to determine whether the antioxidant property of melatonin affects memory impairment.

Methods:

First, we examined the effects of melatonin on hippocampal oxidative parameters and the glutathione/oxidized glutathione (GSH/GSSG) ratio and memory dysfunction of klotho mutant mice. Second, we investigated whether a specific melatonin receptor is involved in the melatonin-mediated pharmacological response by application with melatonin receptor antagonists. Third, we examined phospho-extracellular-signal-regulated kinase (ERK) expression, nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (Nrf2) nuclear translocation, Nrf2 DNA binding activity, and glutamate-cysteine ligase (GCL) mRNA expression. Finally, we examined effects of the ERK inhibitor SL327 in response to antioxidant efficacy and memory enhancement mediated by melatonin.

Results:

Treatment with melatonin resulted in significant attenuations of oxidative damage, a decrease in the GSH/GSSG ratio, and a significant amelioration of memory impairment in this aging model. These effects of melatonin were significantly counteracted by the selective MT2 receptor antagonist 4-P-PDOT. Importantly, 4-P-PDOT or SL327 also counteracted melatonin-mediated attenuation in response to the decreases in phospho-ERK expression, Nrf2 nuclear translocation, Nrf2 DNA-binding activity, and GCL mRNA expression in the hippocampi of klotho mutant mice. SL327 also counteracted the up-regulation of the GSH/GSSG ratio and the memory enhancement mediated by melatonin in klotho mutant mice.

Conclusions:

Melatonin attenuates oxidative stress and the associated memory impairment induced by klotho deficiency via signaling interaction between the MT2 receptor and ERK- and Nrf2-related antioxidant potential.     

帕立骨化醇抑制糖尿病肾病大鼠肾小管间质纤维化

目的:探讨帕立骨化醇(paricalcitol,P)对糖尿病肾病(DN)肾小管间质纤维化的干预作用及可能机制。方法:大鼠禁食后,采用单次无菌腹腔注射链脲佐菌素建立DN模型。将DN大鼠随机分为:(1)帕立骨化醇干预组(P组):帕立骨化醇溶于丙二醇中,于造模成功后第2天以0.4μg/kg的剂量腹腔注射,每周3次;(2)糖尿病肾病组(D组):给予等体积的丙二醇腹腔注射。设置正常对照组(C组)。帕立骨化醇连续干预12周后,测血、尿生化指标;进行肾脏病理学检查;利用免疫组化及Western blotting检测肾组织TGF-β1、Wnt-4、β-catenin及Klotho蛋白的表达;并进行指标间的相关分析。结果:(1)与C组比较,D组大鼠SCr、BUN及24 h尿蛋白水平均升高,而P组均较D组降低(P0.05)。(2)与C组比较,D组大鼠肾小管间质纤维化面积增加,而P组较D组减小(P0.05)。(3)D组大鼠肾组织Klotho蛋白表达低于C组,而P组高于D组(P0.05);与C组比较,D组大鼠肾组织TGF-β1、Wnt-4及β-catenin蛋白表达增加,而P组表达均较D组减少(P0.05)。(4)Klotho与纤维化面积、TGF-β1、Wnt-4及β-catenin均呈负相关(P0.05)。结论:帕立骨化醇可抑制DN大鼠肾小管间质纤维化,其作用可能与增加肾组织Klotho表达,抑制Wnt/β-catenin信号通路激活,同时减少TGF-β1合成相关。     

抗衰老Klotho蛋白减轻大鼠乳鼠心肌细胞缺氧/复氧损伤

目的:观察抗衰老Klotho蛋白对大鼠乳鼠原代心肌细胞缺氧/复氧(H/R)损伤的作用并探讨其作用机制。方法:建立大鼠乳鼠心肌细胞H/R模型,并将心肌细胞分为正常对照组、H/R模型组和不同浓度(0.1μmol/L、1μmol/L和10μmol/L)Klotho作用H/R组。观察各组心肌细胞H/R前后搏动频率变化,利用MTT方法检测细胞存活率;测定各组心肌细胞H/R后LDH、CK、AST的漏出量及MDA含量、SOD活性;流式细胞术检测各组心肌细胞的凋亡率;real-time PCR检测各组心肌细胞中内质网应激标记及凋亡相关分子GRP78、CRT和CHOP和caspase-12 mRNA的表达情况;Western blot法检测心肌细胞内内质网应激凋亡蛋白CHOP和caspase-12蛋白表达及Akt磷酸化水平。结果:与正常对照组相比,H/R模型组中心肌细胞搏动频率和细胞存活率显著下降,细胞凋亡率显著升高(P0.05);LDH、CK、AST和MDA含量升高而SOD活性显著降低(P0.05);GRP78、CRT、CHOP和caspase-12 mRNA表达显著增高(P0.05);CHOP和caspase-12蛋白表达随之增高而Akt的磷酸化水平显著降低(P0.05)。与H/R模型组相比,抗衰老Klotho蛋白作用H/R心肌细胞后,心肌细胞搏动频率和细胞存活率显著升高,细胞凋亡率逐渐降低(P0.05),LDH、CK、AST和MDA含量下降而SOD活性显著增高(P0.05),GRP78、CRT、CHOP和caspase-12 mRNA的表达逐渐降低(P0.05),CHOP和caspase-12蛋白表达也随之降低,而Akt磷酸化水平显著增加(P0.05)。结论:抗衰老Klotho蛋白能够提升H/R损伤后心肌细胞的存活率,抑制细胞凋亡,通过抵抗氧化应激和过度内质网应激反应发挥作用,并与激活Akt磷酸化有关。     

Clinical implication of alterations in serum Klotho levels in patients with type 2 diabetes mellitus and its associated complications

Aim

To investigate the clinical significance of serum α-Klotho and β-Klotho levels in patients with type 2 diabetes mellitus (T2DM) and its associated complications.

慢性肾病患者血清Klotho，HE4，UMOD表达水平与疾病预后的相关性研究

目的　研究慢性肾病(chronic kidney disease, CKD)患者血清Klotho,人附睾蛋白4(HE4)和尿调节素 (UMOD)表达水平在评估疾病预后中的参考价值。方法　对120例CKD患者及100例健康体检对照者血清同时应用ELISA检测Klotho和HE4,电化学发光法检测UMOD表达水平,分析各因子与肾小球滤过率(GFR)之间的关系。患者随访12个月后,根据GFR下降幅度分为恶化组和稳定组,比较两组之间血清因子变化差异,采用Kaplan-Meier生存曲线分析血清因子与预后的关系。结果　CKD患者血清Klotho,UMOD,GFR和HE4表达水平与健康对照组相比,差异均有统计学意义（t=22.492,58.235,23.668和33.341,均P<0.05）。Klotho,UMOD与GFR呈现正相关性（r=0.682,0.582,P<0.001）,HE4与GFR呈负相关性（r=-0.627,P<0.001）。随访结束时血清Klotho,UMOD水平明显低于随访前,HE4水平明显高于随访前,恶性组患者的变化幅度与稳定组相比差异有统计学意义（t=13.263,18.600和16.645,均P<0.001 5）。随访12个月后患者死亡45例（37.50%）,高Klotho,UMOD水平组不良预后风险低于低Klotho,UMOD水平组,高HE4水平组不良预后风险高于低HE4水平组,差异均有统计学意义（χ2=4.511,3.960,7.484;P=0.034,0.047,0.006）。结论　慢性肾病患者血清中Klotho,HE4,UMOD均存在异常表达,其中血清Klotho,UMOD水平降低以及HE4水平升高可增加肾功能恶化风险,三种血清因子联合可提高对预后评估的参考价值。     

东亚人群Klotho G-395A基因多态性与冠心病的Meta分析

目的 应用Meta分析探讨东亚人群Klotho G-395A基因多态性与冠心病易感性的关系。方法 分别检索中英文数据,获取2013年12月之前发表的有关Klotho G-395A基因多态性与冠心病易感性的病例对照研究,应用Meta分析方法对纳入的研究结果进行定量合并,采用Stata12.0软件进行统计分析,同时进行异质性检验及敏感性分析。结果 共纳入文献6篇,累计病例组1560例,对照组1459例。以显性模型比较做Meta分析,异质性检验显示无统计学意义（P0.2,I²30.8%）,以固定效应模型合并,表明Klotho G-395A基因多态性与冠心病易感性的关系有统计学意义（OR1.24,95%CI：1.06～1.45,P0.009）。按照病例组是否完全行冠状动脉造影做亚组分析,显示两组内部均无明显异质性,均以固定效应模型合并,冠状动脉造影组显示GA/AA基因型个体患冠心病的风险高于GG基因型个体（OR1.38,95%CI：1.12～1.70,P0.003）。非完全冠状动脉造影组则显示GA/AA基因型个体与GG基因型个体之间患冠心病的风险无统计学差异（OR1.07,95%CI：0.84～1.37,P0.587）。分别采取随机效应模型或去除权重最大的研究或去除等位基因差异最大的研究行敏感性分析,所得OR值与总体模型类似,有统计学意义。Begg’s检验提示无明显发表偏倚。结论 Klotho G-395A基因多态性可能与东亚人群冠心病易感性有关。     

Klotho与心血管疾病的关系及其生物学机制

Klotho是重要的内源性多效蛋白,参与衰老和钙磷代谢等病理生理过程,与心血管疾病密切相关。近期的临床研究发现低水平的Klotho与更多的心血管危险因素关联,并能预测心血管疾病的发病风险和不良预后;基础研究也表明Klotho在维持血管稳态和正常心功能中发挥了至关重要的作用。Klotho可以促进一氧化氮(NO)的生成,抑制炎症因子和黏附分子的表达,介导抗氧化、抗凋亡、抗衰老的生物学效应,延缓动脉粥样硬化及血管钙化,并抑制心肌肥厚和纤维化。Klotho或可作为一个新的干预靶点,为心血管疾病的防治提供新的思路。文章就Klotho与心血管疾病的关系及其潜在的生物学机制做一综述。     

肾元颗粒对db/db糖尿病肾病小鼠血管钙化的改善作用及其机制

目的：通过高磷诱导db/db糖尿病肾病（DN）小鼠血管钙化,探讨肾元颗粒对db/db DN小鼠血管钙化的改善作用及其可能机制。方法：将20只SPF级db/db小鼠随机分为模型组和肾元颗粒组（n=10）,同系背景野生型（WT）小鼠作为空白组（n=10）。给药12周后,取各组小鼠血清、肾脏和胸主动脉组织。ELISA法检测各组小鼠血清FGF23水平,HE和von Kossa法检测各组小鼠胸主动脉病理形态表现以及钙盐沉积情况,实时荧光定量PCR （Real-time PCR）法检测各组小鼠肾脏组织中KlothomRNA和胸主动脉组织中Pit-1、Runx2及SM22α mRNA表达水平,Western blotting法检测各组小鼠肾脏组织中Klotho蛋白和胸主动脉组织中Pit-1、Runx2及SM22α蛋白表达水平,免疫组织化学法检测各组小鼠胸主动脉组织中Pit-1蛋白表达水平,免疫荧光法检测各组小鼠胸主动脉组织中SM22α和Runx2蛋白表达水平。结果：与空白组比较,模型组小鼠血清FGF23水平明显升高（P<0.05）,肾脏组织中Klotho mRNA和蛋白表达水平明显降低（P<0.01）,胸主动脉组织中Pit-1和Runx2 mRNA及蛋白表达水平明显升高（P<0.01）,SM22α mRNA和蛋白表达水平明显降低（P<0.01）,胸主动脉组织中Pit-1和Runx2蛋白表达水平明显升高（P<0.01）,SM22α蛋白表达水平明显降低（P<0.01）。与模型组比较,肾元颗粒组小鼠血清FGF23水平降低（P<0.05）,肾脏组织中Klotho mRNA和蛋白表达水平明显升高（P<0.01）,胸主动脉组织中Pit-1和Runx2 mRNA及蛋白表达水平明显降低（P<0.01）,胸主动脉组织中SM22α mRNA和蛋白表达水平明显升高（P<0.01）。结论：肾元颗粒可通过上调小鼠肾脏组织中Klotho蛋白表达水平,减少Pit-1表达水平,抑制FGF23/Pit-1信号通路,调节血管平滑肌细胞（VSMC）的表型转化,达到血管保护作用。