背景[1-4]
大鼠肾小管组织提取物是大鼠肾小管组织提取产物包含大鼠肾小管组织不同种类的细胞可以直接用于基因克隆，表达图谱分析以及各种分子生物学实验的研究。肾小管是与肾小囊壁层相连的一条长为30～50mm的细长上皮性小管，具有重吸收和排泌功能，在排泄代谢产物、维持机体体液平衡及酸碱平衡方面起关键作用。肾小管按不同的形态结构、分布位置和功能，主要分为近曲小管、髓袢和远曲小管三部分。
1.近曲小管
上连肾小囊腔，是肾小管中最粗的一段，盘曲在所属肾小体周围。管壁由单层立方上皮细胞组成。管腔小而不规则，是肾小管重吸收功能的重要组成部分。细胞游离面有刷状缘，由微绒毛组成，这种结构可扩大细胞表面积，有利于重吸收。
2.髓袢降支和升支
髓袢为“U”形小管，主要由三段组成：段为降支粗段，即近直小管；第二段为细段，呈“U”形；第三段为升支粗段，即远直小管。分别由扁平和立方上皮构成，不同部位肾单位髓袢长度不同。皮质肾单位髓袢较短，薄壁段很短或缺如，近髓肾单位髓袢较长，一直深入髓质可达锥体乳头，这类髓袢对尿液浓缩具有特殊功能。
3.远曲小管
较短，迂曲盘绕在所属肾小体附近，与近曲小管相邻。管壁由立方形上皮细胞组成，管腔大而规则。其末端与集合管相连。髓袢及远曲小管合称远端肾单位，是离子转运和分泌的重要场所，可吸收水、钠离子，排泌钾离子、氢离子、NH3，并受醛固酮和抗利尿激素调节，参与调节尿液浓缩。
4.集合管
集合管是由皮质走向髓质锥体乳头孔的小管，沿途有许多肾单位的远曲小管与之相连，管径逐渐变粗，管壁逐渐变厚，管壁由立方或柱状上皮构成。过去认为集合管只有运输尿液的作用，现认为集合管亦有与远曲小管同样的重吸收和分泌功能。
应用[5][6]
大鼠肾小管组织提取物可用于mTOR活化在镉所诱导大鼠肾小管上皮细胞自噬抑制中的作用研究：
镉(Cd)是生态环境中一种常见的重金属,在环境中具有稳定、积累和不易清除的特点,环境中的Cd主要经呼吸道和消化道进入体内。镉对哺乳动物的毒性具有多器官性和多组织性,已被国际癌症研究机构归类为人类致癌物质。肾脏是镉蓄积的主要部位,是急性或慢性镉暴露的主要靶器官,而且近曲小管是镉肾毒性的主要损伤部位。自噬是一种高度动态的多步骤生物学过程,其负责将溶酶体中损伤的细胞器、错误折叠的蛋白质和长寿命大分子的降解和再循环,其作为细胞保护机制来维持细胞稳态和适应不利条件。
在哺乳动物细胞中,mTOR至少具有两种复合物mTORC1和mTORC2,具有不同的底物特异性。mTORC1调节p70S6激酶1(S6K1)和真核起始因子4E(eIF4E)结合蛋白1(4E-BP1)的磷酸化。mTORC2调节Akt磷酸化或活性。此外,mTOR是启动自噬的主要调节因子。实验以原代培养大鼠肾小管上皮细胞为模型,进行镉染毒以及mTOR抑制剂共孵育处理12h。通过蛋白质免疫印迹技术(Western Blot)分析Cd染毒对mTOR及其底物的蛋白水平的表达。采用激光共聚焦显微技术和蛋白质免疫印迹技术检测mTOR活化对大鼠肾小管上皮细胞自噬流的影响。
同时,又检测了mTOR活化对溶酶体功能及V-ATP酶的影响。结果表明:Cd染毒能够激活大鼠肾小管上皮细胞mTOR,mTORC1和mTORC2两条通路都发挥作用。而且mTOR主要是通过mTOR的磷酸化起作用,对mTOR总蛋白没有影响。与此同时,mTOR活化对大鼠肾小管上皮细胞的自噬流具有抑制作用,阻碍了自噬体与溶酶体的融合。此外,mTOR活化影响了大鼠肾小管上皮细胞溶酶体的功能,具体表现在抑制了溶酶体V-ATP酶的表达,使溶酶体酸性环境减弱。
参考文献
[1]Inhibition of mTOR improves the impairment of acidification in autophagic vesicles caused by hepatic steatosis[J].Eisuke Nakadera,Shunhei Yamashina,Kousuke Izumi,Yoshihiro Inami,Toshifumi Sato,Hirofumi Fukushima,Kazuyoshi Kon,Kenichi Ikejima,Takashi Ueno,Sumio Watanabe.Biochemical and Biophysical Research Communicatio.2015
[2]Requirement for lysosomal localization of mTOR for its activation differs between leucine and other amino acids[J].Julien Averous,Sarah Lambert-Langlais,Valérie Carraro,Ophélie Gourbeyre,Laurent Parry,Wafa B’Chir,Yuki Muranishi,Céline Jousse,Alain Bruhat,Anne-Catherine Maurin,Christopher G.Proud,Pierre Fafournoux.Cellular Signalling.2014
[3]mTOR complex 2 mediates Akt phosphorylation that requires PKCεin adult cardiac muscle cells[J].Phillip C.Moschella,John McKillop,Dorea L.Pleasant,Rebecca K.Harston,Sundaravadivel Balasubramanian,Dhandapani Kuppuswamy.Cellular Signalling.2013(9)
[4]p70S6 kinase is a target of the novel proteasome inhibitor 3,3′-diamino-4′-methoxyflavone during apoptosis in human myeloid tumor cells[J].Marion Piedfer,Sandrine Bouchet,Ruoping Tang,Christian Billard,Daniel Dauzonne,Brigitte Bauvois.BBA-Molecular Cell Research.2013(6)
[5]Inhibition of the mTOR pathway:A possible protective role in coronary artery disease[J].Giovanni Tarantino,Domenico Capone.Annals of Medicine.2013(4)
[6]杨衡.mTOR活化在镉所诱导大鼠肾小管上皮细胞自噬抑制中的作用[D].山东农业大学,2017.