PI3K-Akt信号通路在氟化钠诱导小鼠肾脏细胞凋亡中的作用OA

为探究磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)-蛋白激酶B(Akt)信号通路在氟化钠(NaF)诱导小鼠肾脏细胞凋亡中的作用与机制,本研究选用4周龄ICR小鼠,通过连续42 d灌胃染氟以建立不同剂量NaF诱导的肾脏损伤模型;试验的第21和42天,分别采集肾脏样本,首先进行组织病理学观察,再采用流式细胞术检测不同剂量NaF对肾脏细胞凋亡率的影响,并通过末端脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP缺口末端标记(TUNEL)法观测凋亡细胞的数量及分布特征,最后利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)分析PI3K-Akt信号通路及其下游细胞凋亡相关因子的基因表达水平,并采用蛋白质免疫印迹法(Western blot)检测该通路中关键凋亡相关因子的蛋白表达水平。结果:12、24和48 mg/kg NaF处理组小鼠肾脏均出现不同程度的病理变化,如肾小管上皮细胞颗粒变性、空泡变性、坏死以及透明管型形成等,证实NaF诱导的肾脏损伤模型建立成功。当NaF浓度达12 mg/kg以上时,与对照组相比,肾脏细胞凋亡率和凋亡细胞数量显著升高(P<0.05),并呈剂量和时间依赖性;同时,PI3K-Akt信号通路主要因子PI3K、Akt、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)、p70核糖体蛋白S6激酶(p70S6K)及其下游抗凋亡因子B细胞淋巴瘤-2(Bcl-2)、B细胞淋巴瘤-超大亚型(Bcl-xL)的mRNA相对表达水平显著下调(P<0.05),而促凋亡因子半胱天冬酶(caspase)-9、caspase-3、叉头框蛋白O3a(FoxO3a)、Bcl-2相互作用介导细胞死亡因子(Bim)、Bcl-2相关X蛋白(Bax)和Bcl-2相关死亡启动子(Bad)的mRNA相对表达水平显著上调(P<0.05);Western blot结果进一步显示,PI3K与磷酸化-蛋白激酶B(p-Akt,Ser473)的蛋白相对表达水平极显著降低(P<0.01),而其下游的剪切型-半胱天冬酶(C-caspase)-9和C-caspase-3的蛋白相对表达水平则极显著升高(P<0.01)。上述研究结果表明,过量NaF可能通过抑制PI3K-Akt信号通路,打破细胞凋亡的调控平衡从而诱导肾脏细胞凋亡,最终导致肾脏组织结构的损伤。本研究初步揭示了NaF通过抑制PI3K-Akt信号通路诱导肾脏细胞凋亡的分子机制,为进一步阐明氟的肾毒性机制提供了新的科学依据,同时也为未来开发靶向该通路的肾脏保护策略奠定了理论基础。