摘要

背景/目的：系膜细胞的过度增殖被认为在糖尿病肾病（糖尿病的主要并发症之一）的进展中起重要作用。硫化氢（H₂S），一种众所周知的具有臭鸡蛋刺激性气味的气体，被发现对糖尿病肾病具有保护作用。方法：采用MTT法检测系膜细胞的活力。使用小干扰RNA敲低TLR4的表达，同时使用特异性抑制剂LY294002抑制PI3K的功能。使用H₂S微呼吸传感器测定H₂S生成速率。结果：25mM葡萄糖诱导了显著的系膜细胞增殖，同时伴随着内源性H₂S合成的显著抑制。而通过NaHS进行外源性H₂S处理显著减轻了小鼠系膜细胞的过度增殖。此外，发现H₂S缺乏可导致TLR4激活。而补充H₂S显著抑制了TLR4的表达并抑制了系膜细胞的过度增殖。此外，抑制PI3K/Akt通路也显著改善了细胞过度增殖。结论：高葡萄糖（HG）通过TLR4依赖性方式抑制硫化氢合成诱导小鼠系膜细胞过度增殖。PI3K/Akt通路也可能在HG诱导的系膜细胞过度增殖中起重要作用。

引言

糖尿病是一种常见的慢性代谢性疾病，其特征是一组血液流变学、微循环和细胞代谢的紊乱，可导致缺血、缺氧、组织水肿，更严重的是终末器官的不可逆损伤。肾病是糖尿病并发症死亡的主要原因之一，其特征是系膜细胞的过度增殖。本文旨在探讨系膜细胞过度增殖的潜在机制，并为糖尿病肾病的预防和治疗提供新的潜在靶点。

先前的研究表明，糖尿病中的高血浆葡萄糖可导致一些相关基因和表型的可逆变化。随后发生系膜溶解和旺盛的系膜修复，最终导致系膜基质的显著增加。然而，所涉及的机制和通路尚未完全阐明。

硫化氢（H₂S）是一种众所周知且具有臭鸡蛋刺激性气味的气体，被发现可在哺乳动物和人体组织中酶促合成。在发现其在哺乳动物中的作用之前，关于硫化氢的研究主要集中在其造成的空气/水污染以及对中枢神经系统和呼吸系统的毒性/抑制作用上。自1980年代在哺乳动物中发现以来，硫化氢已被证明在涉及海马体、消化和血管平滑肌的各种生理和通路中发挥作用。

在哺乳动物和人体组织中，大部分内源性H₂S合成似乎来自PLP（吡哆醛-5'-磷酸）依赖性酶胱硫醚-γ-裂解酶（CSE）和胱硫醚-β-合酶（CBS），通过氨基酸半胱氨酸、同型半胱氨酸和胱硫醚进行。广泛认为，啮齿动物和人类中CSE和CBS的表达显示出显著的组织特异性。目前的文献共识是，CBS是大脑和神经组织中H₂S的主要来源，而在血管系统（如平滑肌和内皮）中，CSE是H₂S的主要来源。它还与一氧化碳（CO）和一氧化氮（NO）等其他公认的“气体递质”具有其他相似之处，即它们在低浓度时发挥生物学效应，在高浓度时产生毒性效应。由于其广泛的生物学应用，这些气体递质在受体和作用机制方面尚未完全阐明。

硫化氢被证明可以调节细胞增殖。H₂S是血管平滑肌细胞中ATP敏感性K⁺通道的首个被确定的内源性气体开放剂。通过激活ATP敏感性K⁺通道，H₂S降低血压，保护心脏免受缺血再灌注损伤，抑制胰腺β细胞中的胰岛素分泌，并发挥抗炎、抗伤害感受和抗凋亡作用。Yang等人也表明，在生理上生成H₂S的酶CSE基因敲除的小鼠中，其血清、心脏、主动脉和其他组织中的H₂S水平显著降低。有趣的是，H₂S被许多人报道在糖尿病肾病中起重要作用。因此，这暗示外源性H₂S可能通过抑制系膜细胞增殖来减轻糖尿病肾病的进展。

Toll样受体（TLR）家族是一类公认的病原体相关分子模式（PAMPs）受体。此外，已证明TLR可通过识别各种内源性细胞成分（如热休克蛋白90和透明质酸）触发无菌性炎症。更重要的是，TLR4似乎在介导糖尿病的病理生理中起作用：2型糖尿病受试者的单核细胞中TLR4 mRNA及相关配体与对照受试者相比显著增加；在体外，高葡萄糖诱导人单核细胞中toll样受体的表达。为了研究TLR4在糖尿病系膜细胞过度增殖中的参与，我们在体外采用siRNA技术，在体内采用基因敲除模型构建TLR4缺陷模型。结果发现，高葡萄糖以浓度依赖性方式诱导TLR4的mRNA表达，这在体外被siRNA敲低TLR4所减弱，在C3H/HeouJ小鼠中被TLR4敲除所减轻。更有趣的是，在体外和体内，TLR4抑制后CBS/CSE的表达均增加。

因此，我们假设TLR4的过表达导致内源性硫化氢缺乏，从而导致糖尿病肾病中系膜细胞的过度增殖。因此，将采用微电极技术、siRNA转染（针对CSE）、基因共免疫沉淀等来证明我们的假设。