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      黃芪湯對(duì)腎臟集合管上皮鈉離子通道的調(diào)控機(jī)制

      2021-01-09 08:55:08陳駿良池楊峰寧鳳玲吳曉涵臧贏君張雪梅
      關(guān)鍵詞:亞基泛素磷酸化

      陳駿良, 池楊峰, 寧鳳玲, 王 利, 吳曉涵, 臧贏君,陳 靜, 張雪梅, 王 浩

      (1. 上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬普陀醫(yī)院腎臟內(nèi)科,上海 200062; 2. 復(fù)旦大學(xué)藥學(xué)院,上海 201203)

      水腫是腎病綜合征(nephrotic syndrome, NS)的常見臨床表現(xiàn),近年來研究認(rèn)為腎臟集合管上皮鈉離子通道(epithelial sodium channel, ENaC)激活所致原發(fā)性鈉潴留是引起NS水腫的重要致病機(jī)制[1-3]。ENaC由α、β、γ 3個(gè)亞基組成,其在集合管頂膜上的表達(dá)量是決定通道活性的重要因素,并與腺苷酸激活蛋白激酶(AMP-activated protein kinase, AMPK)密切相關(guān)[4]。AMPK可使泛素連接酶Nedd4-2發(fā)生磷酸化,增強(qiáng)其與ENaC間的結(jié)合作用,促使ENaC發(fā)生泛素化并被細(xì)胞內(nèi)吞降解,最終導(dǎo)致ENaC膜表達(dá)量下降,該AMPK/Nedd4-2/泛素化通路是調(diào)控ENaC活性的重要機(jī)制[5-7]。

      傳統(tǒng)中醫(yī)理論認(rèn)為水腫的形成與正氣不足、氣水失運(yùn)有關(guān),益氣扶正是水腫的重要治法。黃芪湯始載于北宋《仁齋直指方論》,由黃芪、茯苓、麥門冬、五味子、生地黃、瓜蔞根和炙甘草七味藥組成,有益氣養(yǎng)陰、扶正祛邪之效,本課題組在臨床實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)該方可有效改善NS水腫,但其現(xiàn)代藥理學(xué)機(jī)制尚不明確。根據(jù)既往研究基礎(chǔ)[8-11],推測(cè)黃芪湯對(duì)NS水腫的治療機(jī)制可能在于其可激活A(yù)MPK/Nedd4-2/泛素化通路,從而抑制ENaC活性,減輕水鈉潴留。基于該科學(xué)假設(shè),本課題組研究了黃芪湯對(duì)小鼠腎皮質(zhì)集合管上皮細(xì)胞(M-1細(xì)胞)ENaC的干預(yù)作用及AMPK/Nedd4-2/泛素化通路在其中的調(diào)控效應(yīng),初步闡明了黃芪湯利水作用的藥理機(jī)制,為改善NS水腫的臨床療效提供了研究基礎(chǔ)和啟示。

      1 材料與方法

      1.1 黃芪湯提取物的制備

      黃芪湯方劑組成(g): 黃芪20、茯苓20、麥門冬20、五味子10、生地黃30、瓜蔞根20和炙甘草10。加4倍量水,熱回流提取2h后過濾,擠干濾渣內(nèi)水分,再重復(fù)上述流程2次。合并所有提取液,減壓濃縮為稠浸膏,以95%乙醇調(diào)節(jié)含醇量為70%,靜置過夜。吸取上清液,105℃減壓干燥48h,得黃芪湯干粉提取物。稱取適量經(jīng)渦旋、超聲和水浴后充分溶解于細(xì)胞培養(yǎng)基中,經(jīng)0.22μm濾器過濾并配制成所需濃度的溶液,4℃保存?zhèn)溆谩?/p>

      1.2 試劑與儀器

      M-1細(xì)胞購自美國菌種保藏中心(American Type Culture Collection, ATCC);人胚腎293T細(xì)胞購自中國中喬新舟公司;胎牛血清購自美國Gibco公司;地塞米松、抗ENaCβ抗體購自美國Sigma公司;DMEM/F12購自上海源培生物科技股份有限公司;聚乙烯亞胺(polyethylenimine, PEI)購自美國Polysciences公司;聚凝胺(polybrene)和嘌呤霉素購自上海翊圣生物科技有限公司;細(xì)胞膜蛋白提取試劑盒、辣根過氧化物酶標(biāo)記的小鼠和兔二抗、小鼠非特異性IgG抗體、MG-132購自中國碧云天生物技術(shù)有限公司;抗ENaCα抗體購自美國Thermo Fisher公司;抗ENaCγ抗體、抗p-Nedd4-2抗體、抗NaK ATPase抗體、抗泛素抗體購自美國Abcam公司;抗AMPKα1抗體、抗p-AMPKα1抗體購自美國Cell Signaling Technology公司;抗Nedd4-2抗體、Protein A/G瓊脂糖珠購自美國Santa Cruz公司;抗α-tubulin抗體購自美國Proteintech公司。

      1.3 細(xì)胞培養(yǎng)和分組

      M-1細(xì)胞在37℃、5% CO2飽和濕度環(huán)境下復(fù)蘇、培養(yǎng)、傳代于含5%胎牛血清、5μmol/L地塞米松的DMEM/F12中。將細(xì)胞分為空白對(duì)照組和黃芪湯組,后者予以0.1、0.3或1.0mg/mL 的黃芪湯溶液預(yù)孵24h。在研究AMPK的作用機(jī)制時(shí),部分M-1細(xì)胞預(yù)先進(jìn)行了短發(fā)夾RNA(short hairpin RNA, shRNA)干擾以抑制AMPK的表達(dá)。

      1.4 方法

      1.4.1 構(gòu)建AMPK敲減的M-1細(xì)胞系 設(shè)計(jì)合成特異性識(shí)別小鼠AMPK-α1基因的shRNA慢病毒質(zhì)粒。慢病毒載體質(zhì)粒為pGLV2-U6-puro,shRNA靶標(biāo)序列如下。shRNA1: 5′-GCACGAGTTGACCGGAC-ATAA-3′;shRNA2: 5′-GCTGTGGCTCACCCAATTA-TG-3′;shRNA3: 5′-GCGTGTACGAAGGAAGAATCC-3′。引物序列由上海吉瑪制藥技術(shù)有限公司設(shè)計(jì)合成。用PEI將shRNA慢病毒質(zhì)粒(pMD2.G)和輔助包裝質(zhì)粒(psPAX2)共轉(zhuǎn)染至人胚腎293T細(xì)胞中,72h后收集培養(yǎng)基上清液,16000×g超濾離心10min以獲得慢病毒濃縮液。M-1細(xì)胞接種至6孔板中,待細(xì)胞融合密度為30%左右,更換為不含血清、青/鏈霉素的培養(yǎng)基,加入聚凝胺5μg/mL和慢病毒濃縮液20μL/孔,6h 后換液。細(xì)胞傳代,用嘌呤霉素2μg/mL 篩選,并用Western印跡法驗(yàn)證細(xì)胞內(nèi)AMPK-α1的表達(dá)水平,以建立AMPK-α1敲減和陰性對(duì)照的穩(wěn)定細(xì)胞株。

      1.4.2 Western印跡法 對(duì)于細(xì)胞質(zhì)蛋白,用裂解液(1% NP-40,50mmol/L Tris pH 7.4, 1mmol/L EDTA, 150mmol/L NaCl, 50mmol/L NaF, 10mmol/L焦磷酸鈉, 10mmol/L甘油磷酸酯)裂解細(xì)胞,16000×g離心10min取上清液;用細(xì)胞膜蛋白提取試劑盒提取細(xì)胞膜蛋白。蛋白定量,加入SDS上樣緩沖液,95℃加熱5min后上樣行SDS-PAGE電泳。電泳完畢后轉(zhuǎn)膜,之后以含5%脫脂牛奶的TBST室溫封閉30min。加入抗ENaCα、ENaCβ、ENaCγ、AMPKα1、p-AMPKα1、Nedd4-2、p-Nedd4-2、α-tubulin或NaKATPase等一抗(1∶1000稀釋),4℃孵育過夜。TBST洗膜3次,加入辣根過氧化物酶標(biāo)記的小鼠或兔二抗,室溫孵育1h。TBST洗膜3次后以ECL化學(xué)發(fā)光法顯影,用Image LabTM圖像采集和分析軟件(Bio-Rad,美國)進(jìn)行成像分析。

      1.4.3 免疫共沉淀(Co-immunoprecipitation, Co-IP) Protein A/G瓊脂糖珠使用前均經(jīng)過裂解液預(yù)清洗3次。裂解細(xì)胞,800×g離心5min取上清液,蛋白定量。各組取1.5mg蛋白,先加入小鼠非特異性IgG抗體和瓊脂糖珠,4℃孵育30min以清除非特異性雜蛋白,800×g離心5min取上清液。加入抗Nedd4-2抗體,4℃孵育過夜后加入瓊脂糖珠,4℃ 繼續(xù)孵育2h。800×g離心5min,棄去上清液,用裂解液清洗瓊脂糖珠5次,加入SDS上樣緩沖液,95℃加熱5min 后800×g離心5min取上清液,并以Western印跡法進(jìn)行ENaC檢測(cè)。泛素化檢測(cè)時(shí),細(xì)胞培養(yǎng)基中預(yù)先加入MG132 10μmol/L以抑制蛋白降解,處理4h后收集細(xì)胞,用抗泛素抗體和瓊脂糖珠進(jìn)行Co-IP,余同前述。

      1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

      以GraphPad Prism 5.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。兩組之間采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn),多組之間采用One-way ANOVA單因素方差分析,并根據(jù)方差齊性選擇Tukey法或Tamhane法進(jìn)行組間兩兩比較。P<0.05時(shí)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

      2 結(jié) 果

      2.1 黃芪湯可下調(diào)ENaC的膜表達(dá)水平

      隨著黃芪湯濃度由0.1mg/mL增至1.0mg/mL,ENaC各亞基的膜表達(dá)量呈劑量依賴性下降趨勢(shì),其中ENaCα在黃芪湯1.0mg/mL時(shí)、ENaCβ在黃芪湯0.3、1.0mg/mL時(shí)與空白對(duì)照組的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見圖1A及圖1C~E。與膜表達(dá)量不同,隨著黃芪湯濃度上升,ENaC的全細(xì)胞表達(dá)量未見同步下降,ENaCα和ENaCβ在部分濃度時(shí)反較空白對(duì)照組有所升高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見圖1B及圖1F~H。進(jìn)一步分析ENaC的膜/全細(xì)胞表達(dá)比,ENaCα、ENaCβ在黃芪湯各濃度時(shí)均顯著低于空白對(duì)照組,ENaCγ在黃芪湯1.0mg/mL 時(shí)也顯著低于空白對(duì)照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見圖1I~K。上述結(jié)果顯示,黃芪湯1.0mg/mL對(duì)ENaC膜表達(dá)水平的下調(diào)作用最強(qiáng),故選定該值作為統(tǒng)一藥物濃度進(jìn)行后續(xù)研究。

      2.2 黃芪湯促進(jìn)AMPK和Nedd4-2的磷酸化激活

      在上述結(jié)果的基礎(chǔ)上,推測(cè)黃芪湯抑制ENaC膜表達(dá)的作用機(jī)制可能與其對(duì)AMPK/Nedd4-2/泛素化通路的調(diào)控效應(yīng)有關(guān)。進(jìn)一步的檢測(cè)顯示,黃芪湯組的AMPK和Nedd4-2水平與空白對(duì)照組的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,磷酸化AMPK(p-AMPK及其總體占比)和磷酸化Nedd4-2(p-Nedd4-2及其總體占比)水平則均顯著高于空白對(duì)照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見圖2。提示黃芪湯確實(shí)具有促進(jìn)AMPK和Nedd4-2磷酸化激活的作用。

      2.3 黃芪湯激活A(yù)MPK以活化Nedd4-2,抑制ENaC的膜表達(dá)

      為進(jìn)一步證實(shí)黃芪湯通過AMPK/Nedd4-2/泛素化通路對(duì)ENaC膜表達(dá)的調(diào)控機(jī)制,我們基于shRNA干擾技術(shù)構(gòu)建了AMPK-α1敲減的穩(wěn)轉(zhuǎn)細(xì)胞系。檢測(cè)顯示3個(gè)shRNA敲減試驗(yàn)組中,shRNA1和shRNA3的M-1細(xì)胞AMPK表達(dá)量均顯著低于空白對(duì)照組和陰性對(duì)照(negative control, NC)組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見圖3。證實(shí)敲減系構(gòu)建成功,其中shRNA1的敲減效果最好,故選為實(shí)際應(yīng)用組,設(shè)為shRNA組,該組細(xì)胞加用黃芪湯1.0mg/mL孵育24h后設(shè)為shRNA+黃芪湯組。

      圖1 黃芪湯對(duì)ENaC表達(dá)水平的影響作用(n=3)Fig.1 The effect of Huangqi decoction on ENaC expression(n=3)A: Western印跡法示各組ENaC膜表達(dá)量;B: Western印跡法示各組ENaC全細(xì)胞表達(dá)量;C~E: 各組ENaC膜表達(dá)量比較;F~H: 各組ENaC全細(xì)胞表達(dá)量比較;I~K: 各組ENaC膜/全細(xì)胞表達(dá)量比值比較;與空白組相比,*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001;與黃芪湯0.1mg/mL組相比,#P<0.05,##P<0.01

      圖2 黃芪湯對(duì)AMPK和Nedd4-2的影響作用(n=3)Fig.2 The effect of Huangqi decoction on AMPK and Nedd4-2(n=3)A: Western印跡法示AMPK、Nedd4-2及其磷酸化水平;B~D: AMPK及其磷酸化水平比較;E~G: Nedd4-2及其磷酸化水平比較;與空白對(duì)照組相比,**P<0.01,***P<0.001

      圖3 shRNA敲減AMPK的效果驗(yàn)證(n=3)Fig.3 Examination of AMPK knockdown by shRNA interference (n=3)A: Western印跡法示各組AMPK表達(dá)量;B: 各組AMPK表達(dá)量比較; 與空白組相比,***P<0.001;與NC組相比,#P<0.05,###P<0.001

      在ENaC各亞基的膜表達(dá)量上,shRNA組均較空白對(duì)照組呈升高趨勢(shì),其中ENaCα的增幅明顯,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);而shRNA組和shRNA+黃芪湯組間的差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,見圖4A及圖4C~E。在全細(xì)胞表達(dá)量上,除shRNA+黃芪湯組的ENaCβ小幅高于shRNA組外(P<0.05),ENaC各亞基在三組間的差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,見圖4B及圖4F~H。進(jìn)一步分析ENaC膜/全細(xì)胞表達(dá)比,shRNA組的ENaC各亞基較之空白對(duì)照組仍呈升高趨勢(shì),但尚未達(dá)顯著水平,同時(shí)shRNA組和shRNA+黃芪湯組間的差異也均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,見圖4I~K。Nedd4-2水平在三組間均無顯著性差異;磷酸化Nedd4-2水平在shRNA組和shRNA+黃芪湯組間無顯著性差異,但均顯著低于空白對(duì)照組(P<0.05),見圖5。

      圖4 AMPK敲減后黃芪湯對(duì)ENaC表達(dá)水平的影響作用(n=3)Fig.4 The effect of Huangqi decoction on ENaC expression after AMPK knockdown (n=3)A: Western印跡法示ENaC膜表達(dá)量;B: Western印跡法示ENaC全細(xì)胞表達(dá)量;C~E: 各組ENaC膜表達(dá)量比較;F~H: 各組ENaC全細(xì)胞表達(dá)量比較;I~K: 各組ENaC膜/全細(xì)胞表達(dá)量比值比較;與空白組相比,*P<0.05;與shRNA組相比, #P<0.05

      圖5 AMPK敲減后黃芪湯對(duì)Nedd4-2的影響作用(n=3)Fig.5 The effect of Huangqi decoction on Nedd4-2 after AMPK knockdown (n=3)A: Western印跡法示Nedd4-2及其磷酸化水平;B~D: 各組Nedd4-2及其磷酸化水平比較;與空白組相比,***P<0.001

      2.4 黃芪湯激活A(yù)MPK以增強(qiáng)Nedd4-2與ENaC的結(jié)合作用,促進(jìn)ENaC泛素化

      Co-IP檢測(cè)顯示,黃芪湯組ENaCγ與Nedd4-2的結(jié)合作用高于空白對(duì)照組,且隨著黃芪湯濃度由0.1mg/mL增至1.0mg/mL呈劑量依賴性增長;ENaCα、ENaCβ與Nedd4-2的結(jié)合作用則在各濃度下與空白對(duì)照組間均無明顯差異,見圖6A~C。AMPK敲減后,shRNA組ENaC各亞基與Nedd4-2的結(jié)合作用均低于空白對(duì)照組;shRNA+黃芪湯組ENaCγ與Nedd4-2的結(jié)合作用較之shRNA組無明顯變化,而ENaCα、ENaCβ與Nedd4-2的結(jié)合作用則高于shRNA組,見圖6D~F。

      泛素化檢測(cè)顯示,黃芪湯組ENaCα、ENaCβ的泛素化水平均高于空白對(duì)照組,且呈劑量依賴性增長;ENaCγ的泛素化水平隨黃芪湯濃度增加也呈進(jìn)行性升高,雖然在黃芪湯0.1mg/mL和0.3mg/mL時(shí)其泛素化水平低于空白對(duì)照組,但在1.0mg/mL時(shí)仍高于空白對(duì)照組,見圖7A~C。AMPK敲減后,shRNA組ENaC各亞基的泛素化水平均不同程度低于空白對(duì)照組,其中ENaCγ尤為明顯;shRNA+黃芪湯組的ENaCγ泛素化水平較之shRNA組無明顯變化,而ENaCα、ENaCβ的泛素化水平則仍高于shRNA組,見圖7D~F。

      圖6 黃芪湯對(duì)ENaC和Nedd4-2間結(jié)合作用的影響Fig.6 The effect of Huangqi decoction on the interaction between ENaC and Nedd4-2 A~C: 黃芪湯各濃度下ENaC和Nedd4-2的結(jié)合作用(Co-IP);D~F: shRNA敲減AMPK對(duì)ENaC和Nedd4-2結(jié)合作用的影響(Co-IP)

      圖7 黃芪湯對(duì)ENaC泛素化水平的影響作用Fig.7 The effect of Huangqi decoction on ubiquitination of ENaC A~C: 黃芪湯各濃度下ENaC的泛素化水平(Co-IP);D~F: shRNA敲減AMPK對(duì)ENaC泛素化水平的影響(Co-IP)

      3 討 論

      水腫是NS的常見臨床表現(xiàn),經(jīng)典理論多以“低灌注假說”來解釋其發(fā)病機(jī)制[12],而近年來的研究則發(fā)現(xiàn)NS時(shí)蛋白尿還可通過腎內(nèi)原發(fā)機(jī)制直接引起鈉潴留,導(dǎo)致有效血容量增加和水腫形成,其核心環(huán)節(jié)是腎臟集合管的ENaC激活[1-3,13]。在ENaC的3個(gè)亞基中,ENaCγ含有纖溶酶的剪切位點(diǎn),主司通道開閉。NS時(shí)腎小球?yàn)V過膜受損,原尿中纖溶酶異常增多,可通過蛋白剪切作用去除ENaCγ上的抑制性肽段,導(dǎo)致通道激活并促進(jìn)水鈉潴留發(fā)生[14]。ENaC在集合管頂膜上的表達(dá)量是決定通道活性的重要因素,其與AMPK的調(diào)控作用密切相關(guān)[4]。AMPK是細(xì)胞的“能量代謝感受器”,在營養(yǎng)代謝、炎癥反應(yīng)和水鈉調(diào)節(jié)中發(fā)揮著重要的生理作用。多項(xiàng)研究顯示,AMPK可使E3泛素連接酶Nedd4-2的Ser-328位點(diǎn)發(fā)生磷酸化,增強(qiáng)其WW模體與ENaC各亞基胞內(nèi)域PPxY模體間的結(jié)合作用,促使ENaC發(fā)生泛素化并被細(xì)胞內(nèi)吞轉(zhuǎn)運(yùn)至溶酶體降解,從而導(dǎo)致其膜表達(dá)量下降、活性受抑[5-7,15]。AMPK/Nedd4-2/泛素化通路是調(diào)控ENaC活性的重要機(jī)制。

      中醫(yī)經(jīng)典理論認(rèn)為水腫形成與正氣不足、氣水失運(yùn)有關(guān),因此益氣扶正是水腫的重要治療方法。我科常用方黃芪湯始載于北宋楊士嬴的《仁齋直指方論》卷十七,方中黃芪益氣固表、利水消腫;茯苓利水滲濕、健脾和胃;麥門冬滋陰生津、清心除煩;五味子收斂固澀、補(bǔ)腎寧心;生地黃清熱生津、滋陰養(yǎng)血;瓜蔞根清熱潤肺、消腫排膿;炙甘草益氣補(bǔ)中、調(diào)和諸藥。諸藥合而成方,有益氣扶正之功,并兼具養(yǎng)陰之效,可生精化氣,對(duì)NS水腫具有良好的改善作用。我科室團(tuán)隊(duì)長期致力于黃芪湯的現(xiàn)代藥理學(xué)研究,發(fā)現(xiàn)該方及其活性成分之一黃芪甲苷Ⅳ具有抑制足細(xì)胞凋亡、改善腎間質(zhì)纖維化、保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞功能、延緩糖尿病腎病進(jìn)展等多種生物學(xué)效應(yīng)[10-11,16-21]。在此基礎(chǔ)上,本研究進(jìn)一步對(duì)黃芪湯改善NS水腫的藥理機(jī)制進(jìn)行了深入探索,結(jié)果顯示,黃芪湯可顯著提升M-1細(xì)胞AMPK和Nedd4-2的磷酸化激活水平,并可下調(diào)ENaC膜表達(dá)的絕對(duì)量和相對(duì)比例;AMPK敲減后,黃芪湯對(duì)Nedd4-2和ENaC的影響作用顯著減弱,甚至趨于消失,說明AMPK是黃芪湯上述生物學(xué)效應(yīng)的重要介導(dǎo)因子。進(jìn)一步的Co-IP檢測(cè)顯示,黃芪湯可增強(qiáng)ENaC與Nedd4-2的結(jié)合作用及其泛素化水平,AMPK敲減后,黃芪湯對(duì)ENaCγ的上述效應(yīng)明顯減弱,而對(duì)ENaCα、ENaCβ的作用則基本不受影響,提示ENaC的γ亞基很可能是黃芪湯上述效應(yīng)的主要作用位點(diǎn)。既往研究業(yè)已證實(shí)AMPK/Nedd4-2/泛素化通路激活可抑制ENaC膜表達(dá),故結(jié)合本研究結(jié)果,綜合提示黃芪湯可通過激活A(yù)MPK以促進(jìn)Nedd4-2磷酸化,增強(qiáng)Nedd4-2與ENaC的結(jié)合作用,導(dǎo)致后者發(fā)生泛素化降解、膜表達(dá)量下降,從而抑制其通道活性,這可能構(gòu)成了該方利水作用的現(xiàn)代藥理學(xué)機(jī)制。此外,本研究顯示AMPK敲減后,Nedd4-2的磷酸化激活受抑,其與ENaC的結(jié)合作用以及后者的泛素化水平下降,而ENaC膜表達(dá)則呈上升趨勢(shì),這一結(jié)果也符合既往研究已證實(shí)的AMPK/Nedd4-2/泛素化通路對(duì)ENaC活性的調(diào)控規(guī)律。

      既往研究[6]顯示,生理狀態(tài)下,AMPK激活Nedd4-2后,ENaCβ是與Nedd4-2結(jié)合的主要亞基,同時(shí)ENaCγ也可能少量參與了該結(jié)合過程。而本研究則發(fā)現(xiàn),與生理狀態(tài)下的機(jī)制不同,黃芪湯激活A(yù)MPK后,ENaC與Nedd4-2結(jié)合的主要位點(diǎn)可能位于γ亞基上。這說明黃芪湯對(duì)ENaC的藥理作用并非生理狀態(tài)下機(jī)制的簡單放大,而是可能牽涉到包括靶亞基轉(zhuǎn)移在內(nèi)的其他獨(dú)特機(jī)制,值得進(jìn)一步深入研究。當(dāng)然,無論Nedd4-2的結(jié)合亞基是ENaCβ還是ENaCγ,其都是ENaC必不可少的組成部分,無論何者發(fā)生泛素化降解,都會(huì)使ENaC無法形成完整、穩(wěn)定的膜蛋白,從而導(dǎo)致ENaC其他亞基的膜表達(dá)量也同步下降,這也與本研究的結(jié)果相符。

      作為腎臟負(fù)責(zé)水鈉轉(zhuǎn)運(yùn)的核心通道之一,ENaC活性除受AMPK調(diào)控外,還受到其他諸多因素的影響,其中最經(jīng)典的是醛固酮/血清和糖皮質(zhì)激素調(diào)節(jié)蛋白激酶1(serum-and glucocorticoid-induced protein kinase 1, SGK1)/泛素化通路和血管加壓素/蛋白激酶A(protein kinase A, PKA)/泛素化通路。醛固酮和集合管細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)的鹽皮質(zhì)激素受體結(jié)合后,一方面該復(fù)合體可發(fā)生核轉(zhuǎn)位并激活ENaC基因的轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)譯,從而直接增加ENaC的蛋白合成;另一方面其還可促進(jìn)SGK1的合成,后者磷酸化Nedd4-2的位點(diǎn)(Thr-246為主,Ser-328次之)和效應(yīng)與AMPK不盡相同,能降低Nedd4-2和ENaC的親和力,抑制ENaC泛素化,從而上調(diào)ENaC的膜表達(dá)水平[2,7,22]。除醛固酮外,血管加壓素也是參與機(jī)體水鈉調(diào)節(jié)的重要激素,其與集合管細(xì)胞基膜側(cè)的V2R受體結(jié)合后,可激活PKA,發(fā)揮類似于SGK1的作用,抑制Nedd4-2與ENaC的結(jié)合,從而增加ENaC的膜表達(dá)量[4,23]。由此可知,SGK1、PKA雖然也作用于Nedd4-2,但其與AMPK的效應(yīng)正相反,雙方互相拮抗平衡,對(duì)ENaC形成了雙向調(diào)控。本研究目前聚焦于黃芪湯調(diào)節(jié)AMPK以影響ENaC的作用機(jī)制,其中shRNA抑制AMPK后黃芪湯對(duì)Nedd4-2的磷酸化激活雖顯著受抑,但仍有微弱上升趨勢(shì),這一方面可能在于shRNA對(duì)AMPK系敲減而非徹底敲除、致使殘留AMPK仍可微弱激活Nedd4-2,另一方面也不排除存在SGK1、PKA代償性激活Nedd4-2的可能。在后續(xù)研究中,須進(jìn)一步拓展評(píng)估黃芪湯對(duì)醛固酮/SGK1、血管加壓素/PKA通路等ENaC調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)中其他要素的作用效應(yīng),從而更全面地闡明黃芪湯調(diào)控ENaC活性的完整機(jī)制圖譜。

      綜上所述,本研究顯示黃芪湯可通過激活A(yù)MPK/Nedd4-2/泛素化通路以下調(diào)ENaC的膜表達(dá)水平,從而抑制其活性,這可能構(gòu)成了該方利水作用的現(xiàn)代藥理學(xué)機(jī)制。

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