肾脏纤维化(RF)是糖尿病肾病(DKD)形成和发展的主要根源,而结缔组织生长因子(CTGF)则是导致肾脏纤维化的关键靶分子。本项目以CTFG为靶点,以结构特殊的海洋多糖为原料,通过可控降解及二维组合分离技术制备系列类肝素寡糖,并采用核磁共振波谱(NMR)和电喷雾串联质谱(ES-CID-MS/MS)技术确定各寡糖结构,在此基础上分别从分子水平(糖生物芯片技术)和肾小球系膜(HBZY-1)细胞水平上评价海洋寡糖与CTGF相互作用,确定与CTGF作用最强的活性寡糖并从事其构效关系研究, 并采用STZ诱导糖尿病动物模型初步评价该活性寡糖抑制RF作用。本研究以肾纤维化的标志物和肾病的靶分子CTGF为研究切入点,运用糖芯片技术筛选和获得与CTGF相互作用的海洋类肝素化合物,并从分子和细胞水平上研究其与CTGF的作用方式,为糖尿病肾病的防治及相关抗纤维化药物的开发提供理论依据。
Marine heparinoid;glycochip;CTGF;diabetic kidney disease;
肾脏纤维化(Renal fibrosis,RF)是糖尿病肾病(Diabetic kidney disease, DKD)形成和发展的主要根源,而结缔组织生长因子(CTGF)则是导致肾脏纤维化的关键靶分子,因此,从事CTGF与DKD关系研究十分重要。本课题以CTFG为靶点,以结构特殊的海洋多糖为原料,通过可控降解及组合分离技术制备系列类肝素寡糖,并采用核磁共振波谱(NMR)和电喷雾串联质谱(ES-CID-MS/MS)技术确定各寡糖结构,利用糖生物芯片和肾小球系膜细胞(HBZY-1)评价海洋寡糖与CTGF相互作用,确定与CTGF作用最强的活性糖分子,并采用STZ诱导糖尿病动物模型初步评价该活性寡糖抑制RF作用。经过3年的研究,我们从53种海洋生物中提取分离获得了64种多糖和42种寡糖。建立了海洋多糖芯片和寡糖芯片技术体系,筛选发现了墨角藻(Fucus vesiculous)和笼目海带(Kjellmaniella crassifolia)多糖及其寡糖与CTGF具有较强结合作用,进一步对麦角藻多糖F17S7进行了动物水平的药效评价。采用高糖高脂饲养及小剂量STZ(20mg/kg)腹腔注射的方法诱导建立糖尿病肾病动物模型,评价了不同剂量(12.5, 25, 50mg/kg/day)F17S7的抗糖尿病肾病作用。结果表明,口服F17S7(50mg/kg/day)2周后,可以明显降低小鼠血清CTGF水平、尿蛋白和尿肌酐排泄量、减少肾系膜基质增生, 减轻肾小球肥大,并且还可以降低空腹血糖。在此基础上,采用高糖和CTGF诱导的糖尿病肾病细胞(HBZY-1)模型,探讨了F17S7抗糖尿病肾病的作用机制和信号途径。在10-100ug/mL,F17S7能够显著降低高糖和CTGF诱导的细胞外基质纤连蛋白(FN)和胶原IV(collagen IV)的分泌增生,抑制AGEs-RAGE信号通路以及降低p38MAPK的磷酸化。本研究运用糖芯片技术筛选获得与CTGF相互作用的海洋类肝素化合物F17S7,并从分子和模型大鼠水平上研究并评价其在防治糖尿病肾病中作用,为糖尿病肾病及抗纤维化疾病药物的开发提供了理论依据。