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编号:10284606
补体C5b-9复合物诱导大鼠肾系膜细胞iNOS mRNA表达的实验研究
http://www.100md.com 《中国免疫学杂志》 2000年第5期
     作者:王迎伟 何球藻 秦慧莲 高丰光 汤仁仙

    单位:王迎伟(徐州医学院免疫 教研室,徐州221002);何球藻(上海医科大学免疫教研室,上海200032);秦慧莲(上海医科大学免疫教研室,上海200032)

    关键词:补体C5b-9复合物;肾小球系膜细胞;诱生性一 氧化氮合酶一氧化氮

    中国免疫学杂志000503 摘 要 目的:观察人血清补体C5b-9复合物对大鼠肾小球系膜细胞(M C)表达诱生性一氧化氮合酶(iNOS)mRNA的影响。方法:首先 提取人血清补 体C5b-9复合物,然后用人C5b-9复合物刺激培养的大鼠MC,检测MC在受C5b-9复合物刺激 后3、 6、24和48 h时iNOS mRNA的表达情况。同时检测其培养上清液中一氧化氮(NO)代谢产物—— 硝 酸根(NO3-)和亚硝酸根(NO2-)含量的变化。结果: 用 人C5b-9复合物刺激培养大鼠的肾MC能使其表达iNOS mRNA,培养上清液中NO3-/NO 2-含量也明显升高。人C5b-9复合物对MC的刺激作用能部分被相应的抗人C5b-9复合 物抗 体和RNA 合成抑制剂——放线菌素D所抑制。结论:人补体C5b-9复合 物具有刺激大鼠肾MC合成NO的作用。
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    中国图书分类号 R392.12

    The study on expression of iNOS mRNA in rat gl omerular mesangial cells with human complement C5b-9 complexes

    WANG Ying-Wei HE Qiu-Zao QIN Hui-Lian

    (Depart ment of Immunology, Xuzhou Medical College, Xuzhou 221002)

    Abstract Objective:To investigate effect on expression of inducib le nitr ic oxide synthase (iNOS)mRNA in rat glomerular mesangial cells(MC) with human s erum complement C5b-9 complexes.Methods:Human complement C 5b-9 complexes were isolated and rat glomerular MC were cultured.Then, the expr e ssion of iNOS mRNA in rat glomerular MC and amount of metablism products of nitr ic oxide(NO)-nitrate/nitrite(NO3-/NO2-)in cultured supernatant of glo merular MC were detected after 3,6,24 and 48 h incubation with human C5b-9 com plexes. Results:The expression of iNOS mRNA in cultured g l omerular MC and total NO3-/NO2-in the media from cultured MC were in creased after stimulation with C5b-9 complexes. Further, the stimulating effec t of C5b-9 complexes could be inhibited partially by anti-C5b-9 antibody or ac tin omycin D.Conclusion:The NO synthesis from glomerular MC o f rats can be facilitated by human complement C5b-9 complex stimulation.
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    Key words Complement C5b-9 complex Glomerular mesan gial cell Inducible nitric oxide synthase Nitric oxide

    补体C5b-9复合物是补体活化后形成的终末补体膜攻击复合体。已有研究表 明:全溶量的C5b-9复合物能使细胞穿孔坏死,而亚溶量的C5b-9复合物则可 作为有核细胞的一种刺激剂,促进细胞代谢、合成多种生物活性介质[1]。近年来有 学者证实:细菌脂多糖、肿瘤坏死因子等能刺激肾小球系膜细胞(Mesangial cel l,MC)合成一氧化 氮(Nitric oxide,NO)[2]。然而,有关补体C5b-9复合物介导MC表达诱生性一氧化 氮合酶(Induc ible NO synthase,iNOS)及合成NO的作用少见报道,本文应用大鼠MC培养系统观察了C5b -9这一作用。

    1 材料与方法
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    1.1 人血清补体C5b-9复合物的提取 方法参见文献[3]。提取后 的 C5b-9复合物除作电镜观察外,还经斑点-ELISA(Dot-ELISA)法用抗人C3、C5、C9及C5b- 9复合物抗体(美国DAKO公司)染色鉴定,方法参见文献[4]。

    1.2 大鼠肾小球MC的培养与鉴定 具体步骤见文献[5]。

    1.3 大鼠iNOS cDNA探针的制备 大鼠iNOS cDNA的重组质粒由瑞士Novar tis公司移植研究室薛春博士惠赠。采用地高辛(Digoxigenin,DIG)RNA标记试剂盒(SP6/T7 ,德国B.M公司)制备cRNA探针方法详见文献[6]。

    1.4 培养大鼠肾MC的分组处理 将传代培养1 w的肾MC营养液换成不含 酚红 的RPMI1640并添加10%小牛血清及1 mmol/L精氨酸继续培养24 h。然后将各瓶培养的MC作如 下 分组处理,C5b-9组:应用人C5b-9复合物刺激MC,终浓度为40 μg/ml营养液;C5b-9+a nti- C5b-9组:先加入与C5b-9相同剂量的人C5b-9复合物,随后加入抗人 C5b-9复合物单克 隆抗体, 剂量为20 μl/ml营养液;C5b-9+actinomycin D组:先加入人 C5b-9复合物(剂量同前), 接 着加入放线菌素D(德国BIB公司),终浓度为0.05 μg/ml营养液;对照组:仅加营养液 培养。
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    1.5 MC总RNA的提取 应用TRIZOL试剂(美国GIBCO公司)提取各组MC在分 组 处理后3、6、24及48 h细胞总RNA,并作1%琼脂糖甲醛变性胶电泳鉴定。另用RNA markerⅡ( B.M公司)作为参照物。

    1.6 MC iNOS mRNA的检测

    1.6.1 斑点杂交(Dot-blot) 分别取人C5b-9复合物刺激3、6、24及48 h 后 提取的MC总RNA各10 μg点样加在尼龙膜上,用DIG-cRNA iNOS 探针进行杂交,然后 用DIG核苷酸检测试剂盒(B.M 公司)显色观察。

    1.6.2 膜杂交(Northern blot) 分别取不同处理的各组MC 24 h提取的 总RNA电泳后,再转至尼龙膜上,其余按Dot-blot法检测。

    1.7 MC培养液中NO3-/NO2-含量的测定 采用硝酸还原酶 法测定 不同处理的各组MC经3、6、24及48 h培养后上清液中的NO3-/NO2-的含量, 方法按试剂盒(南京建成生物工程研究所)说明书进行。
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    2 结果

    2.1 人C5b-9复合物的提取与鉴定 提取的人补体C5b-9复合物电镜负染 多呈 空心环状结构,与国外文献报道一致。Dot-ELISA鉴定显示:抗人C5、抗 C9及C5b-9复合物 抗体染色呈现阳性,而抗人C3染色呈现阴性。

    2.2 大鼠肾MC的培养与鉴定 原代培养2 w的MC细胞多呈梭状或星形。 传代 的细胞生长极快,1 w 后细胞形态趋向一致,伴有不规则突起。免疫组化染色显示,生 长的细胞为纯度极高的肾小球MC。

    2.3 大鼠iNOS cRNA探针的敏感性 质粒按常规方法扩增、提取、酶切及 标记等步骤制备的大鼠iNOS cRNA探针,其敏感性可达0.1 pg/μl。

    2.4 大鼠MC总RNA的电泳结果 提取的各组大鼠MC总RNA电泳结果见图1。
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    2.5 点杂交与膜杂交检测结果 Dot-blot检测显示:培养的MC经C5b-9 复合物 刺激3 h后即可见iNOS mRNA表达,但表达量较低。刺激6 h时iNOS mRNA表达明显增加,24 和 48 h时表达十分显著(图2)。Northern blot检测的结果表明(图3):C5b-9组的MC 24 h时iN OS mRNA 明 显表达, C5b-9+anti-C5b-9组及C5b-9+actinomycin D组iNOS表达量均明显减少,对照 组未见iNOS mRNA的表达 (注 iNOS mRNA其大小在4.5 kb左右)。

    图1 4组大鼠肾小球MC总RNA电泳结果

    Fig.1 The result of total RNA electrophoresis

    of glomerular MC in four g roups
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    Note:A.C5b-9;B.C5b-9+anti-C5b-9;C.C5b-9+actinomycin D;D.Control[ ZK)

    图2 点杂交显示用C5b-9刺激后大鼠肾小球MC iNOS mRNA表达结果

    Fig.2 The expression of iNOS mRNA in glomerular MC after 3,6,24 an d 48h stimulation with human serum C5b-9 complexes by using Dot-blot assay

    图3 膜杂交检测4组肾小球MC 24 h时iNOS mRNA的表达结果
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    Fig.3 The expression of iNOS mRNA of glomerular MC in four groups

    after 24 h with various treatment by using Northern blot assay

    Note:A.C5b-9;B.C5b-9+anti-C5b-9;C.C5b-9+actinomyc in D;D.Control

    表1 4组肾小球MC培养上清液中NO3-/NO2 -含量的变化

    Tab.l Changes of NO3-/NO2- content of cultured glomerular
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    MC supe rnant in four groups

    Content of NO3-/NO2-[,μmol/L)

    Group(n=10)

    3 h

    6 h

    24 h

    48 h

    C5b-9

    32.38±11.47
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    52.39±16.162)3)

    63.63±18.172)3)

    68.18±19.312)3)

    C5b-9+anti-C5b-9

    31 .93±10.85

    34.21±10.52

    40.91±9.861)

    42.95±11.271)

    C5b-9+actinomycin D
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    29.20±7.42

    31.25±11.59

    35.11±10.64

    40.80±10.081)

    Control

    29.32±10.65

    26.93±9.94

    31.14±16.7 8

    30.16±8.46

    Note:t test,compared with control group,1)P<0.05,2)P<0.01;compared with C5b-9+anti-C5b-9 group,3)P<0.01
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    2.6 MC培养液中NO3-/NO2-含量的变化 处理各组的MC,3 h时培 养上清液中NO3-/NO2-含量尚无明显差异。6 h时各组培养MC上清液中NO 3-/NO2-含量变化已出现差异,具体数据及统计分析归纳于表1。

    3 讨论

    免疫病理学研究证实,补体C5b-9复合物在肾小球系膜沉积的同时常伴有肾MC损伤和增生反 应。系 膜增生性肾小球肾炎(Mesangial proliferative glomerular nephritis,MPGN)具有补体依 赖性[7]。体外实验发现:亚溶量的C5b-9复合物可作为肾MC的一种激活剂,刺激M C合成一些生物活性介质,参与肾小球细胞的继发性损伤[8]。由于补体介导的反应 具有同源限制性,即种属相同的补体与细胞反应时效率极低,这与细胞表面存在着某些同源 限制因子(Homologous restriction factor,HRF)有关[9]。本文利用提取的人补体 C5b-9复合物刺激大鼠肾小球MC,可避免HRF的干扰现象。
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    NO是一种亲脂性分子,它参与肾细胞损伤的作用近年来已日益为人们所关注[10]。 目前已知,催化底物L-精氨酸生成NO的酶类主要有2种,即结构型NOS(constructive NOS, cNOS)和诱生性NOS(iNOS),前者为某些细胞所固有,后者则在细胞受到某些因子刺激后方能 表达[2]。本实验应用人血清补体C5b-9复合物刺激体外培养的大鼠肾小球MC,观 察 其对MC表达iNOS mRNA的影响,结果发现,大鼠肾MC在受到人C5b-9刺激后3 h即可检出有iN OS mRNA少量表达,6、24和48 h表达量均明显增加。C5b-9的这种刺激作用可被抗人C5b-9抗 体 所抑制,表现为iNOS mRNA的表达量明显减少。放线菌素D处理亦能抑制MC iNOS mRNA的 表 达。此外,检测MC培养液中NO代谢产物——NO3-/NO2-含量也证实,人C5b-9复合物刺激MC后其培养上清液中NO3-/NO2-含量明显上升,主要见于刺激后6、24和48h。用抗人C5b-9复合物单抗或放线菌素D处理后,其培养上清液NO3-/NO2-的含量明显被抑制。
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    已有报道,补体C5b-9复合物是实验性MPGN的重要致病因素[7],它可介导多种活 性 物质释放参与肾组织损伤[8],而MPGN的病理改变又与NO的升高密切相关[7] 。我们过去探讨了人C5b-9复合物刺激体外培养的大鼠MC胞内cGMP升高现象,本文进一步研究了C5b-9诱导MC表达iNOS mRNA和促进NO生成的作用,提示 C 5b-9可能通过这一途径参与MPGN的致病机制。本实验结果将为今后深入探讨MPGN的发病 机理和防治策略等提供有益的启示。

    江苏省科委及卫生厅自然科学基金资助(BK97154,H9 723)

    作者简介:王迎伟,女,副教授 ,博士生,主要从事肾脏免疫病理研究;

    何球藻,男,教授,博士生导师,主要从事免疫病理学研究

    高丰光(徐州医学院免疫 教研室,徐州221002)
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    汤仁仙(徐州医学院免疫 教研室,徐州221002)

    4 参考文献

    1,Schonermark M, Deppisch R,Rideasch G et al. Induction of mediator releas e from human glomerular mesangial cells by the terminal complement components C5 b-9.Int Arch Allergy Appl Immunol,1991;96:331

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    3,Bhaki S , Tranum jensen J. Terminal membrane C5b-9 complex of human c omplemen t:transition from an amphiphilic to a hydrophilic state through binding of the S protein from serum. J Cell Biol,1982;94:755

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    5,王迎伟,何球藻,秦慧莲.大鼠肾小球系膜细胞的培养与鉴定.徐州医学院学 报,1999;19(1):15

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    7,Brandt J, Pippin J, Schulze M et al. Role of the complement membrane att ack complex C5b-9 in mediating experimental mesangioproliferative glomerulonephriti s. Kidney Int, 1996;49:335

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    [收稿1999-07-26 修回1999-10-18], 百拇医药