醛糖还原酶的研究进展

醛糖还原酶(AR)是糖代谢多元醇通路中的限速酶,除了将葡萄糖催化还原为山梨醇外,还可以催化还原大量脂质过氧化反应产生的醛及其衍生物。最近的研究显示,AR除在糖尿病并发症中发挥作用外,还在很多炎性疾病中发挥着重要作用,如动脉粥样硬化、脓毒症、哮喘、眼葡萄膜炎等。在发生炎症时,AR的存在可以促进促炎性因子如iNOS、CD86等的表达,进一步集中炎症反应。同时,也调节着组织损伤后,免疫系统的作用发挥。此外,AR在人类的肿瘤中如肺癌、结肠癌、肺癌、宫颈癌、卵巢癌中过度表达,提示在上述癌症的病理过程中,AR可能发挥作用。AR抑制剂(ARI)对糖尿病并发症的临床治疗,已经进入了3期实验,显示AR作为某些炎性疾病的治疗靶点,具有良好的应用前景。因此,本文对近年来AR的功能研究进展进行综述,并对其作为疾病治疗靶点的前景进行了展望。     

抗醛糖还原酶单克隆抗体的制备与特性鉴定

目的:制备抗醛糖还原酶(AR)的单克隆抗体(mAb),并与本室制备的抗醛糖还原酶相似蛋白(ARL-1)mAb进行比较。方法:经RT-PCR获得AR基因,将基因插入pGEX-4T-1(His)6C中,构建重组质粒pGEX-4T-1(His)6C-AR,以重组质粒转化E.coliRosetta诱导表达GST-AR蛋白。以纯化的GST-AR蛋白免疫BALB/c小鼠,采用杂交瘤技术制备mAb。应用间接ELISA和Western blot方法对mAb进行筛选和鉴定。使用Clustalx和Antheprot软件,比较AR与ARL-1的同源性,表达GST-dAR[80~142氨基酸(aa)],与ARL-1差异较大;并分析AR的抗原性,表达GST-dA1(1~79aa)、GST-dA2(80~99aa)、GST-dA3(111~142aa)、GST-dA4(143~316aa)。利用AR全长及截短蛋白,采用Western blot分析制备的抗AR mAb识别AR抗原的部位。结果:获得3株稳定分泌抗AR mAb的杂交瘤细胞系ARB3、AR7B3G4和ARF10。3株抗GST-AR的mAb均为IgG1(κ型),腹水mAb效价为1∶4×105,细胞培养上清mAb效价为1∶1×104,3株mAb均可与胎盘组织中的AR蛋白起反应,而与GST-ARL-1和GST蛋白无交叉反应。它们分别为抗GST-dA1、GST-dA3和GST-dA4蛋白的mAb。结论:成功地制备了3株特异性抗AR mAb,可分别识别AR的1~79、111~142、143~316位氨基酸。将它们与抗ARL-1mAb联合应用,将有助于进一步研究AR与ARL-1蛋白的功能,并为深入探讨AR、ARL-1与相关疾病的关系及进行大规模的流行病学调查提供了有力的工具。     

血管内皮生长因子和醛糖还原酶对糖尿病大鼠股骨头结构和微血管形态的影响

目的 观察糖尿病大鼠股骨头微血管分布及形态上的变化.探讨糖尿病大鼠股骨头组织血管内皮生长因子(VEGF)mBNA在不同时间表达的差异以及醛糖还原酶(AR)活性变化对股骨头组织结构演变、微血管病变的影响. 方法 建立速发型链脲佐菌素(STZ)糖尿病大鼠模型,随机分为正常5周组(CON1)、10周组(CON2)及15周组(CON3),糖尿病5周组(DM1)、10周组(DM2)及15周组(DM3),每组10只.光镜下观察各组股骨头结构以及凝血因子Ⅷ免疫组织化学表达情况;墨汁灌注行微血管密度测定;观察VEGF mRNA原位杂交表达强度并分析;生化检测各组股骨头组织匀浆的AR活性. 结果 糖尿病大鼠股骨头随病程发展骨小梁变少变薄,骨髓腔增大;凝血因子Ⅷ因子表达上升,微血管密度增大;VEGF mRNA在骨髓腔血管内皮细胞表达上升,AR活性增大(P<0.05). 结论 糖尿病大鼠股骨头出现骨质疏松变化倾向,与VEGF mBNA促进微血管增生、血管通道性增大及AR活性增强密切相关.     

醛糖还原酶基因研究进展

醛糖还原酶 (AR)是多元醇通路的限速酶 ,此酶的激活被认为与糖尿病慢性并发症有关。人类AR基因是定位于染色体 7q3 5,其调控区具有一个TATA盒、一个CCAAT盒、三个Sp1结合元件、一个GC富含序列和一个GA富含区。该基因转录起始点上游还存在一个高度多态性的微卫星DNA标记———(AC)n串联重复序列和几个与高渗表达增加直接相关的渗透应答元件。对AR基因及其调控区的研究有助于阐明此酶激活及糖尿病慢性并发症发生的机理。     

TGF-β1对醛糖还原酶在大鼠系膜细胞及Thy-1肾炎中表达的影响

目的　研究转化生长因子β1(TGF- β1)对醛糖还原酶(AR)在大鼠系膜细胞(MsC)及大鼠抗Thy 1肾小球肾炎模型 (ATG)中表达的影响。方法　采用RT PCR和Westernblot技术分别检测TGF β1刺激后体外培养大鼠系膜细胞AR的表达以 及TGF -β1和AR在ATG中的表达;应用免疫组化检测ATG中TGF -β1、AR的表达,并对染色强度进行图像分析。结果　外源 性TGF- β1作用后,大鼠系膜细胞中AR表达升高,并显示出一定的时间与剂量依赖性。ATG中,随着病程的延长,TGF -β1、AR 表达升高,对免疫组化结果进行图像分析显示,二者表达之间具有相关性(r=0.65,P<0.05)。结论　TGF -β1可以上调其相 关反应性基因AR的表达,后者可能参与了肾小球肾炎发生发展的过程。     

糖尿病早期大鼠视网膜视细胞超微结构改变与醛糖还原酶的相关性及氨基胍的保护作用

目的 :探讨糖尿病早期大鼠视网膜视细胞超微结构改变与醛糖还原酶 (Aldosereductase ,AR)含量变化的相关性及氨基胍 (Aminoguanidine,AG)的保护作用。方法 :选择健康成年雄性SD大鼠 ,随机分成正常对照组、糖尿病组和糖尿病AG治疗组。一次性腹腔注射链脲佐菌素 (Streptozotin ,STZ)诱发糖尿病模型 ,分别于第 3 0天和第 90天测定视网膜组织AR含量 ;并在第 90天时取视网膜行透射电镜观察视细胞超微结构。结果 :糖尿病早期大鼠视网膜AR含量随糖尿病时间的增长而增多 ;糖尿病 90天大鼠视网膜的视细胞外节膜盘排列紊乱 ,间隙扩大 ,内节线粒体水肿 ,有的空泡化 ;AG治疗组大鼠视网膜AR含量明显低于糖尿病未治疗组 ,糖尿病 90天大鼠视网膜视细胞外节膜盘少量排列紊乱 ,内节线粒体正常。结论 :糖尿病早期视网膜视细胞超微结构改变与AR含量变化有关 ,AG可通过抑制AR活性而保护视细胞     

醛糖还原酶在非糖尿病疾病发生发展中作用

醛糖还原酶(aldose reductase,AR)属于醛-酮还原酶超家族成员,种类多且组织分布广,具有极广泛的底物[1]。AR是多元醇通路的限速酶,以NADPH为辅酶,将葡萄糖还原为山梨醇,继而在山梨醇脱氢酶(SDH)作用下,进一步将其氧化为果糖。在糖尿病(diabetes mellitus,DM)高血糖条件下,AR以及多元醇通路被激活,引起山梨醇蓄积于多种组织中,如晶状体、血管、神经及肾脏等,可引起相应的症状[2]。基于糖尿病实验动物模型基础上的广泛研究已证实:醛糖还原酶介导的多元醇糖代谢通路与糖尿病慢性并发症的发生和病变发展密切相关[3～5],AR活性增强是其主…     

醛糖还原酶:心肌缺血损伤干预的新靶点

醛糖还原酶是糖代谢多元醇通路的限速酶。最新研究表明：心肌缺血时醛糖还原酶活性增强，抑制醛糖还原酶可以通过保护糖酵解途径和抑制氧化应激，减轻心肌缺血损伤，改善缺血再灌注后心肌功能。醛糖还原酶抑制剂作为潜在的治疗心肌梗死的有效措施引起了研究者的关注。     

醛糖还原酶AKR1B1对大鼠视网膜神经节细胞损伤的保护作用

目的:检测醛糖还原酶AKR1B1在介导大鼠视神经损伤调控视网膜神经节细胞(RGC)活性中的功能及机制。方法:建立大鼠视神经夹伤(ONC)模型并分离视网膜组织,通过real time RT-PCR实验检测视网膜组织中AKR1B1和E2相关因子(Nrf2) mRNA的表达;原代培养RGC,分别给予AKR1B1-siRNA或抑制剂作用于H₂O₂处理的RGC,通过免疫荧光染色检测RGC中Brn-3a的表达;通过TUNEL染色检测RGC的凋亡;分别通过Western Blot和real time RT-PCR实验检测Nrf2的蛋白和mRNA表达。结果:大鼠视神经夹伤后视网膜组织中AKR1B1表达升高,Nrf2表达降低;抑制AKR1B1可恢复RGC活力并抑制细胞凋亡;抑制AKR1B1后Nrf2表达增加。结论:大鼠在视神经损伤过程中抑制AKR1B1可增加RGC活力并抑制其凋亡,其机制与抑制Nrf2表达有关。     

醛糖还原酶对大鼠肾脏系膜细胞表达纤连蛋白和Ⅳ型胶原蛋白的影响

目的探讨醛糖还原酶(AR)对大鼠肾脏系膜细胞(MsC)表达细胞外基质成分纤连蛋白(FN)和Ⅳ型胶原(ColⅣ)蛋白的影响,以及AR在肾小球硬化病变过程中的可能作用及其机制。方法采用酶切、连接方法构建真核表达质粒pCDNA3-AR,采用脂质体介导以及G418筛选的方法,将pCDNA3-AR稳定转染至MsC中,应用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)、Western印迹法和免疫荧光检测转染MsC表达AR情况;以Western印迹法检测正常MsC、AR转基因MsC、应用AR抑制剂Sorbinil和Zopolrestat的正常MsC、转化生长因子-β1(TGF-β1)作用后的正常MsC的FN和ColⅣ蛋白表达情况。结果与正常MsC相比,TGFβ1作用后的正常MsCFN和ColⅣ蛋白表达水平分别增高1.6和1.7倍(P<0.01);AR转基因MsC的FN、ColⅣ表达分别增加1.8倍和1.5倍;应用Sorbinil时,FN和ColⅣ分别降低1.8倍和1.4倍(P<0.05);应用Zopolrestat时,FN和ColⅣ分别降低1.7倍和1.4倍(P<0.05)。结论AR高表达或活性受抑制时可以明显影响MsCFN、ColⅣ的蛋白表达,提示AR可能与肾小球硬化的病理过程有关。     

醛糖还原酶基因转染对体外培养大鼠肾脏系膜细胞增殖的影响

目的观察醛糖还原酶(AR)基因转染对体外培养大鼠肾脏系膜细胞(MsC)增殖的影响,并对其机制进行初步探讨。方法脂质体转染法将AR基因转入大鼠MsC,蛋白印迹鉴定转染效率。四甲基偶氮唑盐(MTT)比色法检测细胞增殖,流式细胞术分析细胞周期与凋亡,对比正常MsC和AR转染MsC的生长速度及AR抑制剂(ARI)Sorbinil和Zopolrestat对血小板源性生长因子-BB(PDGF-BB)和小牛血清(NBS)促MsC增殖作用的影响。蛋白印迹检测PDGF-BB作用后AR和c-Jun表达的变化,EMSA检测转录因子AP-1的活性。结果(1)转染MsCAR表达较正常MsC明显增高;(2)AR转染MsC较正常MsC生长速度快(P<0.01);(3)ARI可部分抑制PDGF-BB对正常MsC、AR转染MsC以及NBS对AR转染MsC的促增殖作用(P<0.01,P<0.05),而对NBS促正常MsC的增殖无显著影响;(4)PDGF-BB刺激MsC后可上调AR和c-Jun蛋白的表达,ARI可减弱c-Jun的这种表达增高;(5)PDGF-BB可活化转录因子AP-1,而ARI可削弱此作用。结论AR可能参与了MsC在病理情况下的过度增殖过程,其作用机制与AP-1活化有一定关系。     

Effect of zenarestat, an aldose reductase inhibitor, on endoneurial blood flow in experimental diabetic neuropathy of rat

Corticotropin-releasing hormone (CRH) mediates endocrine, behavioral, and autonomic responses to stress. In addition to binding to two receptor subtypes, CRH binds to a CRH-binding protein (CRH-BP). While CRH-BP is hypothesized to play a role in regulating levels of free CRH and modulating the stress response, the effects of stressors on brain CRH-BP are relatively unexplored. The present study determined effects of acute and repeated restraint on CRH-BP mRNA in basolateral amygdala (BLA) and dorsal hippocampus (DH), brain regions involved in fear and motivation. Using in situ hybridization, we found that a single acute period of restraint significantly increased CRH-BP mRNA in BLA by 20% but had no effect in DH. Repeated restraint had no effect on basal levels of CRH-BP mRNA in BLA or DH. Importantly, repeated restraint blocked the effects of acute restraint in the BLA. These results demonstrate differential effects of acute and repeated restraint on CRH-BP mRNA.     

小檗碱对糖尿病肾病大鼠C反应蛋白的影响

目的:观察小檗碱对糖尿病肾病大鼠C反应蛋白的影响。方法:将48只雄性SD大鼠随机分为空白对照组、模型组、小檗碱75、150及300mg.kg-1组、罗格列酮组六组,每组8只。除正常对照组外,其余各组大鼠腹腔注射链脲佐菌素(STZ,55mg.kg-1),成功造模后小檗碱各组及罗格列酮组分别灌胃给予75、150、300mg.kg-1小檗碱以及4mg.kg-1罗格列酮,连续6w后检测大鼠血糖、体重,HE染色检测肾脏病理改变,ELISA法检测C反应蛋白活性。结果:与正常对照组相比,糖尿病组血糖与C反应蛋白活性明显升高(P<0.05),与模型组比较,小檗碱各组血糖与C反应蛋白活性明显降低(P<0.05),有统计学意义。结论:小檗碱可降低糖尿病大鼠血糖和C反应蛋白,减轻糖尿病肾病。     

白藜芦醇对糖尿病小鼠肾脏自噬水平及肾间质纤维化的影响

目的:观察白藜芦醇(Res)对糖尿病(DM)小鼠肾脏自噬水平及肾间质纤维化的影响,并探讨其可能的作用机制。方法:将清洁级雄性C57BL/6小鼠随机分为正常对照组(NC组)、DM组和Res组,每组各8只。用链脲佐菌素复制DM小鼠模型。从DM模型复制成功8周起,Res组连续给予Res灌胃干预12周后处死各组小鼠测定相应生化指标和肾脏指数(KI)。HE和Masson染色比较各组肾组织的病理学改变;Western blot分别检测各组自噬、上皮-间充质细胞转化(EMT)及纤维化相关指标的蛋白表达水平,real-time PCR检测Ⅳ型胶原(Col Ⅳ)、α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)和上皮钙黏素(E-cadherin)的mRNA表达水平。结果:与NC组相比,DM组的空腹血糖(FBG)、KI、血清肌酐、24 h尿白蛋白排泄率和24 h尿总蛋白均显著增高(P<0.05),HE和Masson染色显示出现肾纤维化改变。DM组小鼠肾组织的E-cadherin、beclin-1和微管相关蛋白1轻链3-Ⅱ(LC3-Ⅱ)蛋白水平较NC组显著降低(P<0.05),α-SMA、Col IV和Snai...     

白藜芦醇对糖尿病大鼠心功能障碍及酸性鞘磷脂酶-神经酰胺通路的影响

目的:观察白藜芦醇(RSV)对糖尿病大鼠心功能障碍的影响并探讨其与酸性鞘磷脂酶-神经酰胺通路的关系。方法:通过一次性腹腔注射小剂量链脲佐菌素(STZ;30 mg/kg)联合高脂饮食饲养12周构建2型糖尿病(T2DM)大鼠模型。实验分为正常对照(control)组、T2DM组、T2DM+RSV组(灌胃给予糖尿病大鼠白藜芦醇100 mg·kg~(-1)·d~(-1))和RSV组(正常大鼠灌胃给予同等容量RSV),共灌胃12周,每周称量体重并调整给药剂量。实验结束后,釆用小动物M型超声检测模型大鼠心脏功能、形态和结构的变化;颈动脉插管检测血流动力学变化;生化方法检测血清中糖、脂水平以及心脏组织中超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量;油红O染色和天狼星红染色分别观察心脏组织中脂肪堆积和心肌纤维化情况;高效液相质谱法检测心脏组织中神经酰胺(ceramide)含量;Western blot检测酸性鞘磷脂酶(ASMase)和过氧化物酶增殖体激活受体γ辅激活因子1α(PGC~(-1)α)的蛋白表达。结果:T2DM组大鼠空腹血糖、甘油三酯、胆固醇及低密度脂蛋白胆固醇水平均较control组显著升高,心功能显著降低(P0.05);T2DM组大鼠心脏组织中脂肪堆积、MDA含量显著增加(P0.05),SOD活性、ATP水平和PGC~(-1)α蛋白表达均显著降低(P0.05),且出现明显心肌纤维化;给予白藜芦醇治疗12周可显著改善以上指标的异常变化,同时,显著下调糖尿病大鼠升高的心肌ASMase蛋白和ceramide水平。结论:白藜芦醇可显著改善糖尿病诱导的大鼠心功能障碍和心肌纤维化,其机制可能与抑制ASMase-ceramide通路有关。     

左卡尼汀对糖尿病肾病大鼠的肾脏保护机制研究

目的:探讨左卡尼汀(L-carnitine,LC)对链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)诱导的糖尿病肾病(diabetic nephropathy,DN)大鼠肾脏保护的分子机制。方法:对雄性Sprague-Dawley大鼠腹腔注射STZ(65 mg/kg)建立糖尿病模型,造模成功大鼠给予LC(50 mg·kg~(-1)·d~(-1)或200 mg·kg~(-1)·d~(-1))12周治疗,检测各组大鼠的肾功能、24 h尿蛋白排泄率和肾小球硬化程度;免疫组化和Western blot法分别检测炎性因子、致纤因子、核因子κB和细胞凋亡调控基因的表达。结果:LC治疗可明显减轻糖尿病大鼠肾小球硬化,保持足细胞数量,这些改变伴随着尿蛋白排泄率的减少和肾功能的改善。在分子水平上,LC可下调炎性介质和致纤因子的表达,调节细胞凋亡调控基因的表达,此作用可能与干预核因子κB信号通路有关。结论:LC对STZ诱导的DN大鼠具有抗炎、抗肾小球硬化的肾脏保护作用。     

Effects of vitamin D on renal fibrosis in diabetic nephropathy model rats

This study is to investigate the effects of vitamin D on renal fibrosis in rat diabetic nephropathy models, as well as the changes and interactions in the expressions of renal fibrogenesis- and inflammation-related genes. Rat diabetic nephropathy models were established by high-fat diets, which were subjected to TGF-β1 manipulation, as well as vitamin D treatment. H&E staining, Masson staining, and TEM detection were performed to assess the effects of vitamin D treatment and/or TGF-β1 manipulation on pathological changes in the renal tissues in these rat diabetic nephropathy models. Immunohistology and real-time PCR were used to evaluate the expressions of TGF-β1, MCP-1, CTGF, and VDR. Histological staining and TEM detection showed that, in both TGF-β1 over-expressed and interfered groups, vitamin D administration alleviated the renal fibrosis, compared with the vehicle treatment. Similar results were observed with the immunohistological staining. Real-time PCR analysis indicated that, when TGF-β1 was over-expressed in diabetic nephropathy, the expressions of MCP-1 and CTGF were also up-regulated, which would be decreased by the treatment of vitamin D. On the other hand, when TGF-β1 was interfered in DN, the expressions of MCP-1 and CTGF were relatively down-regulated, which would be further lowered by vitamin D administration. The mRNA expression of VDR was elevated by vitamin D treatment in these diabetic nephropathy models. Active vitamin D₃ and lentivirus-mediated TGF-β1 interference could effectively reduce the renal fibrosis and protect the renal function in diabetic nephropathy rat models, which makes a promising therapeutic strategy for the disease.     

甲基四氢叶酸还原酶基因多态性与糖尿病肾病关系的研究

目的：探讨甲基四氢叶酸还原酶（methylenetetrahydrofolate reductase,MTHFR)基因多态性与糖尿病肾病（diabetic nephropathy,DN)发生的关系。方法：利用聚合酶链反应－限制性片段长度多态性分析法（PCR－RFLP）检测了85名健康人和经尿微量白蛋白检测确诊的82例合并DN和79例无DN的2型糖尿病患者MTHFR基因第677位碱基多态性。结果：DN患者MTHFR基因变异型纯合子和等位基因频率均明显高于无肾病患者及健康者,P＜0．01。结论：MTHFR基因第677位碱基变异可能是中国汉族人DN发生的一个遗传危险因子。     

白皮杉醇对早期糖尿病肾病大鼠肾脏的影响

目的:观察白皮杉醇(PIC)对早期糖尿病肾病大鼠肾脏的影响,并探讨白皮杉醇初步的作用机制。方法:将大鼠随机分为5组:正常对照(control)组,模型(model)组,白皮杉醇低剂量(PIC-LD)组、中剂量(PIC-MD)组和高剂量(PIC-HD)组。建立糖尿病肾病大鼠模型,PIC-LD、PIC-MD和PIC-HD组大鼠造模成功后分别用白皮杉醇20 mg/kg、40 mg/kg与60 mg/kg灌胃(每天1次),共给药4周。血糖仪检测大鼠血液中的血糖含量,脲酶-谷氨酸脱氢酶法与肌苷酸氧化酶法检测血清中尿素氮与肌酐含量,免疫透射比浊法检测大鼠24 h尿微量白蛋白的含量,HE染色对肾组织进行病理学观察,Western blot法检测肾组织中TGF-β1、p-Smad2、p-Smad3与Smad7的蛋白水平。结果:与model组相比,PIC-LD、PIC-MD和PIC-HD组大鼠血糖浓度明显下降,血清中尿素氮含量与尿微量白蛋白含量显著下降,肌酐含量无显著变化,肾组织系膜细胞与基质增生减缓,肾小管上皮细胞空泡样变性的程度减轻,肾组织中TGF-β1、p-Smad2、p-Smad3与Smad7的蛋白水平明显下调。结论:白皮杉醇对早期糖尿病肾病大鼠的肾脏具有保护作用,可能是通过抑制TGF-β/Smad信号通路的活性发挥作用。     

Animal model of diabetic nephropathy

Injection of subtotally nephrectomized rats with streptozotocin produced metabolic abnormalities resembling diabetic nephropathy in humans. These abnormalities were hyperglycemia, hypoinsulinemia, azotemia, hypertriglyceridemia and hypercholesterolemia, accompanied with an increase in glycosylated protein. Extraordinary changes in the urinary excretion of glucose and protein were also observed in rats that received streptozotocin treatment after subtotal nephrectomy. In addition, the level of creatinine clearance was significantly decreased. The pathological findings in the kidney of these rats revealed lesions of the glomerular capillary loops, mesangial area and Bowman's capsule. Coagulation was also found in the glomerular capillaries. Our results suggest that this rat model would be useful for studies of diabetic nephropathy.