TITLE

Proteomic profile of primary isolated rat mesangial cells in high-glucose culture condition and decreased expression of PSMA6 in renal cortex of diabetic rats

AUTHOR(S)
Zhiguo Li; Haojun Zhang; Xi Dong; Frank J. Burczynski; Patrick Choy; Fang Yang; Hui Liu; Ping Li; Yuewen Gong
PUB. DATE
August 2010
SOURCE
Biochemistry & Cell Biology;Aug2010, Vol. 88 Issue 4, p635
SOURCE TYPE
Academic Journal
DOC. TYPE
Article
ABSTRACT
Diabetic nephropathy (DN) is one of the most important complications of diabetic patients and is characterized histologically by an accumulation of extracellular matrix (ECM) protein in the glomerular mesangium. Therefore, mesangial cells likely play an important role in the development of diabetic nephropathy. Here, we employed proteomic techniques to investigate the protein profile of rat mesangial cells under high-glucose culture conditions. Primary isolated rat glomerular mesangial cells were cultured under different concentrations of glucose (5.4 mmol·L-1 for normal control and 30 mmol·L-1 for high glucose) for 0, 8, 16, and 72 h, as well as for 25 days. Cellular total proteins were isolated from these cells and employed for two-dimensional gel electrophoresis (2-DE). Differentially expressed proteins were identified by matrix-assisted laser desorption - ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF-MS) and some of these proteins were documented in rat models of diabetes by Western blot. Rat mesangial cells were successfully isolated in the laboratory and their proliferation rates were significantly inhibited by high glucose. Two-dimensional gel electrophoresis analyses revealed 28 differentially expressed protein spots between the normal and high-glucose groups. After MALDI-TOF-MS analysis, all 28 protein spots were successfully identified with the peptide mass fingerprint (PMF) method. Representatively, SOD1, PCBP1 and PSMA6 were validated by Western blot analysis following protein extractions from the normal and high-glucose groups. Abundance of these proteins was consistent with that found in 2-DE. Moreover, expression of SOD1, PCBP1, and PSMA6 in renal cortex was further examined in two rat models of diabetes (streptozotocin-induced and spontaneous OLETF diabetic models). Abundance of SOD1 and PCBP1 proteins did not show any significant difference between normal control and diabetic rats. However, abundance of the PSMA6 protein was significantly reduced in the renal cortex of both STZ-induced and spontaneous OLETF diabetic rats. Proteomic analysis identified 28 differentially expressed proteins in primary isolated rat mesangial cells between normal and high glucose treatments. Expression of one identified protein was found to be consistent with expression in the renal cortex of two rat diabetic models. Therefore, identification of protein expression patterns in mesangial cells can be employed to develop a therapeutic target for treatment of diabetic nephropathy. La néphropathie diabétique, une des complications les plus importantes chez les patients diabétiques, est caractérisée histologiquement par une accumulation de protéines de la matrice extracellulaire (MEC) dans le mésangium glomérulaire. Donc, les cellules mésangiales jouent probablement un rôle important dans le développement de la néphropathie diabétique. L’étude présente consiste à employer des techniques protéomiques pour investiguer les profils protéiques des cellules mésangiales en culture soumises à de fortes concentrations de glucose. Les cellules mésangiales primaires de rat isolées de glomérules ont été cultivées en présence de différentes concentrations de glucose (5,4 mmol·L-1 pour le contrôle à glucose normal et 30 mmol·L-1 pour le glucose élevé) pendant 0, 8, 16, 72 h et 25 jours. Les protéines totales ont été isolées des cellules et soumises à une électrophorèse sur gel en deux dimensions (2-DE). Les protéines exprimées de façon différentielle ont été identifiées par spectrométrie de masse couplée à une source d’ionisation laser assistée par une matrice et un analyseur à temps de vol (MALDI-TOF MS) et certaines de ces protéines ont été documentées chez des rats modèles du diabète par buvardage Western. Les cellules mésangiales du rat ont été isolées avec succès dans le laboratoire et leur taux de prolifération a été significativement inhibé par la concentration élevée de glucose. Les analyses en 2-DE ont révélé la présence de 28 taches de protéines exprimées de façon différentielle entre les groupes à glucose normal et à glucose élevé. Après l’analyse par MALDI-TOF-MS, les 28 protéines ont été identifiées avec succès par la méthode de l’empreinte de masse de peptides. De façon représentative, la présence de la SOD1, de la PCBP1 et de la PSMA6 a été validée par buvardage Western après extraction des protéines des groupes à glucose normal et à glucose
ACCESSION #
52415333

 

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