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miR-709介导线粒体功能障碍及足细胞损伤的机制研究
  • 项目名称:miR-709介导线粒体功能障碍及足细胞损伤的机制研究
  • 项目类别:面上项目
  • 批准号:81170635
  • 申请代码:H0503
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2012-01-01-2015-12-31
  • 项目负责人:丁桂霞
  • 负责人职称:副教授
  • 依托单位:南京医科大学
  • 批准年度:2011
中文摘要:

足细胞损伤是导致慢性肾脏病(CKD)蛋白尿和肾小球硬化的重要病理基础。我们前期研究发现线粒体功能障碍(MtD)直接导致足细胞损伤,可成为足细胞损伤早期干预的靶标,但MtD的始发因素尚不清楚。课题组应用miRNA芯片结合实时定量PCR研究发现miR-709表达增加先于MtD和足细胞损伤,过表达miR-709可导致线粒体DNA(mtDNA)拷贝数降低和足细胞凋亡,生物信息学分析发现其靶基因包含调控mtDNA转录及线粒体抗氧化酶系统。由此推测miR-709可通过调控线粒体转录因子及抗氧化酶系统而诱导MtD,并介导足细胞损伤。本研究将通过过表达和特异性下调miR-709阐明其在MtD和足细胞损伤中的作用及其机制,应用生物信息学技术鉴定其靶基因,制备足细胞条件性miR-709基因敲除小鼠,鉴定其在体内的生物学功能。这不仅为足细胞损伤发生机制的研究提供新视点,对CKD新药的研制和开发也具有指导意义。

结论摘要:

课题组前期研究发现线粒体功能障碍在急性肾损伤(AKI)和慢性肾脏病(CKD)发病机制中发挥重要作用,但线粒体功能障碍发生的分子机制尚不清楚。近年来研究表明miRNA亦参与了线粒体功能调控。我们应用miRNA芯片结合定量PCR发现在肾损伤模型中miR-709的表达显著增加。本研究通过醛固酮灌注肾损伤模型、顺铂诱导的AKI模型以及体外足细胞和肾小管上皮细胞培养,探讨miR-709在肾组织病理损伤中的作用及其分子机制。在醛固酮灌注小鼠模型的肾皮质以及醛固酮刺激的体外培养的足细胞中,miR-709的表达显著增加,且miR-709表达增加要早于线粒体功能障碍。在顺铂诱导的AKI肾组织以及顺铂刺激的体外培养的肾小管上皮细胞中,也发现相似的结果。我们还同时发现,在各种原因导致的急性肾损伤患者肾组织中miR-709的表达亦显著上调,且miR-709的表达主要集中于损伤的肾小管。相关性分析研究结果显示,miR-709高表达与肾组织病理损伤的程度、肾功能下降的水平呈正相关。体外细胞培养研究发现,miR-709过表达诱导足细胞和肾小管上皮细胞凋亡,而抑制miR-709能阻断醛固酮诱导的足细胞和顺铂刺激的肾小管上皮细胞凋亡。miR-709过表达还显著诱导肾小球足细胞和肾小管上皮细胞线粒体功能障碍,主要表现为线粒体膜电位和线粒体DNA拷贝数明显下降,而线粒体活性氧水平明显升高。通过生物信息学分析发现,线粒体转录因子A(TFAM)是其潜在靶基因。miR-709显著抑制TFAM的mRNA和蛋白表达。为进一步验证TFAM是miR-709直接作用的靶基因,我们构建包含TFAM 的3’-UTR区及其突变体的荧光素酶载体,并在小管细胞中与miR-709 模拟物进行共转染,结果显示miR-709上调可以显著降低野生型的TFAM的荧光素酶活性,而突变型TFAM的荧光素酶活性则无明显改变。我们还进一步探讨体内阻断miR-709对肾组织病理损伤的保护作用。在顺铂诱导的急性肾损伤小鼠模型中给予anti-miR-709,顺铂导致的小鼠肾功能下降、肾组织病理损伤、肾小管上皮细胞凋亡以及线粒体功能障碍均得到显著改善,表明下调体内miR-709可缓解顺铂引起的AKI。综述所述,我们研究表明miR-709可通过作用于其靶基因TFAM诱导线粒体功能障碍和肾组织病理损伤,miR-709可能成为AKI和CKD早期干预的有效靶标。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 13
  • 0
  • 0
  • 1
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