The Role of Marein During Endothelial-Mesenchymal Transition in Diabetic Kidney Disease

Zhang, Fang; Guo, Qiong; Mamat, Gulnigar; Tian, Yating; Wang, Qiuyu; Zhang, Boxiang; Li, Tian

SUMMARY:

Marein is a flavonoid compound that reduces blood glucose and lipids and has a protective effect in diabetes. However, the effect and mechanism(s) of marein on renal endothelial-mesenchymal transition in diabetic kidney disease (DKD) have not been elucidated. In this study, single-cell sequencing data on DKD were analyzed using a bioinformation method, and the data underwent reduced dimension clustering. It was found that endothelial cells could be divided into five subclusters. The developmental sequence of the subclusters was 0, 1, 4, 2, and 3, of which subcluster 3 had the most interstitial phenotype.

The expression of mesenchymal marker protein:

Vimentin(VIM), Fibronectin(FN1), and fibroblast growth factor receptor 1 (FGFR1) increased with the conversion of subclusters. In db/db mice aged 13-14 weeks, which develop DKD complications after 8-12 weeks of age, marein reduced blood levels of glucose, creatinine, and urea nitrogen, improved structural damage in kidney tissue, and reduced collagen deposition and the expression of FN1 and VIM. Marein also up-regulated autophagy marker:Light chain 3II/I(LC3II/I) and decreased FGFR1 expression in renal tissue. In an endothelial-mesenchymal transition model, a high glucose level induced a phenotypic change in human umbilical vein endothelial cells. Marein decreased endothelial cell migration, improved endothelial cell morphology, and decreased the expression of VIM and FN1. The use of the FGFR1 inhibitor, AZD4547, and autophagy inhibitor, 3-Methyladenine(3-MA), further demonstrated the inhibitory effect of marein on high glucose-induced endothelial-mesenchymal transition by reducing FGFR1 expression and up-regulating the autophagy marker protein, LC3II/I. In conclusion, this study suggests that marein has a protective effect on renal endothelial- mesenchymal transition in DKD, which may be mediated by inducing autophagy and down-regulating FGFR1 expression.

La mareína es un compuesto flavonoide que reduce la glucosa y los lípidos en sangre y tiene un efecto protector en la diabetes. Sin embargo, no se han dilucidado el efecto y los mecanismos de la mareína sobre la transición endotelial- mesenquimatosa renal en la enfermedad renal diabética (ERD). En este estudio, los datos de secuenciación unicelular sobre DKD se analizaron utilizando un método de bioinformación y los datos se sometieron a una agrupación de dimensiones reducidas. Se descubrió que las células endoteliales podían dividirse en cinco subgrupos. La secuencia de desarrollo de los subgrupos fue 0, 1, 4, 2 y 3, de los cuales el subgrupo 3 tenía el fenotipo más intersticial.

La expresión de la proteína marcadora mesenquimatosa:

vimentina (VIM), fibronectina (FN1) y receptor del factor de crecimiento de fibroblastos. 1 (FGFR1) aumentó con la conversión de subgrupos. En ratones db/db de 13 a 14 semanas de edad, que desarrollan complicaciones de DKD después de las 8 a 12 semanas de edad, la mareína redujo los niveles sanguíneos de glucosa, creatinina y nitrógeno ureico, mejoró el daño estructural en el tejido renal y redujo la deposición y expresión de colágeno de FN1 y VIM.

Marein también aumentó el marcador de autofagia:

Cadena ligera 3II/I (LC3II/I) y disminuyó la expresión de FGFR1 en el tejido renal. En un modelo de transición endotelial-mesenquimal, un nivel alto de glucosa indujo un cambio fenotípico en las células endoteliales de la vena umbilical humana. Marein disminuyó la migración de células endoteliales, mejoró la morfología de las células endoteliales y disminuyó la expresión de VIM y FN1. El uso del inhibidor de FGFR1, AZD4547, y del inhibidor de la autofagia, 3-metiladenina (3-MA), demostró aún más el efecto inhibidor de la mareína en la transición endotelial-mesenquimal inducida por niveles altos de glucosa al reducir la expresión de FGFR1 y regular positivamente la proteína marcadora de autofagia. , LC3II/I. En conclusión, este estudio sugiere que la mareína tiene un efecto protector sobre la transición endotelial-mesenquimatosa renal en la ERC, que puede estar mediada por la inducción de autofagia y la regulación negativa de la expresión de FGFR1.