近期研究发现糖尿病肾病(DKD)早期纤维化可能以内皮-间充质细胞转分化(EndMT)为主,但具体机制不明。我们的初步研究首次发现DKD患者肾小球内有EndMT存在,而TGF-β1受体抑制剂可阻抑高糖引起的肾小球内皮细胞(GEnCs)发生EndMT。研究曾提示RhoA/ROCK1激活在TGF-β1导致的EMT中起重要作用,由此我们提出假设,高糖通过TGF-β1激活RhoA/ROCK1信号通路导致EndMT。本项目拟抑制/补充TGF-β1进一步明确TGF-β1 在高糖诱导EndMT中的作用及RhoA/ROCK1信号的激活;构建野生型和变异型RhoA,探讨RhoA/ROCK1在高糖诱导EndMT及相关转录因子(snail和slug)调控中的作用;应用ROCK1基因野生型/敲除型小鼠制作DKD模型,验证抑制TGF-β1-RhoA/ROCK1通路对肾脏EndMT的抑制作用。为DKD治疗提供新思路。
Glomerular Endothelial Cells;Diabetic Nephropathy;Albuminuria;Rho-associated Kinase 1;Endothelial-to-Mesenchymal Transition
背景糖尿病肾病(DN)是糖尿病的主要微血管并发症,而该病发病机制不明,目前仍缺乏有效的治疗。高糖环境对内皮细胞具有多种损伤作用,包括诱导内皮细胞-间充质细胞转分化(EndMT)。近年发现EndMT也存在于DN中,提示内皮细胞结构和功能的改变,但其意义和发生机制尚不明确。肾小球内皮细胞(GEnCs)是肾小球滤过屏障重要结构之一,在DN中的作用日益受到重视;另有研究提示Rho相关性蛋白激酶1(ROCK1)参与了DN的发展,与白蛋白尿的形成有关。因此本研究利用体外、体内实验,从以上几方面探讨EndMT在DN白蛋白尿形成中的作用机制和潜在的治疗靶点。研究内容第一,证实DN患者肾小球中存在EndMT;第二,通过体外实验,明确GEnCs在高糖环境下发生EndMT的具体表现,探讨EndMT与细胞通透性的关系;第三,通过体外实验探讨ROCK1在高糖诱导的GEnCs EndMT中的作用;探讨EndMT对GEnCs通透性的影响和机制;第四,通过体内实验,明确发生DN时ROCK1活性在GEnCs中的变化及其对EndMT的影响,探讨DN白蛋白尿形成的机制。结果我们在病理证实为DN的2型糖尿病患者的肾小球中发现EndMT现象,表现为CD31蛋白表达减少,α-SMA蛋白表达增加,且二者有部分共表达。16周龄db/db小鼠肾小球已发生DN病变,此时肾小球内CD31表达减少,而在残余的CD31阳性细胞中ROCK1蛋白表达增加。体外培养的肾小球内皮细胞(GEnCs)受30mM葡萄糖刺激后,CD31表达减少、α-SMA表达增加,细胞由卵圆形变为梭形;同时跨内皮细胞电阻降低、白蛋白漏出率增加,细胞通透性升高。此外,30mM葡萄糖刺激GEnCs后,ROCK1蛋白含量以及由MYPT1磷酸化水平反映的ROCK1蛋白活性均升高。使用Y27632抑制ROCK1活性可极大地阻遏高糖诱导的EndMT,并改善细胞通透性;反之,利用基因转染技术过表达ROCK1可诱导EndMT发生。体内实验与此一致,使用ROCK1抑制剂fasudil治疗db/db小鼠可减少肾小球CD31蛋白的降低减少,同时减少尿白蛋白。结论高糖激活肾小球内皮细胞ROCK1,引起内皮-间充质细胞转分化,导致细胞通透性升高,产生白蛋白尿。抑制肾小球ROCK1信号在阻断EndMT的同时改善尿白蛋白,提示抑制ROCK1是延缓DN进展的潜在治疗策略。