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肾上腺髓质素对肾小球足细胞损伤保护作用的机制
  • 项目名称:肾上腺髓质素对肾小球足细胞损伤保护作用的机制
  • 项目类别:青年科学基金项目
  • 批准号:81100505
  • 申请代码:H0509
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2012-01-01-2014-12-31
  • 项目负责人:刘学光
  • 依托单位:复旦大学
  • 批准年度:2011
中文摘要:

肾小球足细胞损伤是肾小球疾病中十分常见的病变,是致肾小球硬化的重要原因。研究表明,肾上腺髓质素(AM)可通过cAMP-PKA信号转导通路对肾脏发挥保护作用,但其对足细胞的作用及其分子机制甚不明。课题申请人拟在以往对AM作用研究的基础上,从足细胞细胞间接触(CCT)入手,通过体内、外实验和形态结合功能的研究手段,采用激光共聚焦显微镜、免疫电镜、转基因、基因干扰和蛋白质分析技术等方法,以阐明AM与其受体结合后的信号转导通路,尤其重点开展对AM受体组分、Rho GTPases家族成员(Rac1和RhoA)、以及足细胞CCT形成和细胞骨架蛋白重排的研究;并探讨AM在大鼠PAN微小病变病模型中,对足细胞的足突修复和CCT的调控作用的分子机制。通过上述研究,以期待进一步阐明AM对足细胞损伤的可能保护机制,从而为AM将来用于临床的前景提供理论和实验依据。

结论摘要:

肾小球足细胞是构成肾小球滤过膜的重要结构之一,其足突之间形成特殊的细胞间接触(CCC)即裂孔膜(SD),细胞粘附分子及骨架蛋白对于维持SD结构完整性,乃至肾小球的滤过功能发挥重要作用。肾上腺髓质素(AM)可发挥肾脏保护作用。体外研究表明,当足细胞遭受损伤时,表达增强的AM可与其受体相结合,通过cAMP-PKA通路发挥保护作用,但其机制甚不明。腺苷酸环化酶活化剂Forskolin可通过调控Rho GTPases成员活性的变化而促进足细胞CCC形成。因此,足细胞经AM作用后,位于cAMP-PKA通路的下游靶分子尤其是Rho GTPases家族成员,可能发挥对细胞粘附分子及骨架蛋白的重要调控作用。在体外研究中,经免疫荧光染色、激光共聚焦显微镜观察,AM促使细胞粘附分子及骨架蛋白均向CCC集聚表达;经GST-pull down法检测发现,AM可显著上调RhoA、Rac1及Cdc42的酶活性水平,且可完全被RAMP2 siRNA阻断。在上述效应中,AM与forskolin作用相似,且可被PKA抑制剂H89显著阻断。经免疫沉淀法检测发现,AM可促进Rac1-CD2AP-Cortactin之间的相互作用,H89可显著抑制由AM所致Rac1-CD2AP的相互作用。进一步研究发现,AM可显著拮抗由PAN所致细胞骨架蛋白及Rho GTPases活性的改变,该作用可被H89显著阻断。在体内研究中,SD大鼠被分成对照组、PAN处理组和AM治疗组,PAN处理组大鼠尿蛋白及血肌酐水平显著高于对照组,足细胞特异性骨架蛋白包括synaptopodin、nephrin等表达显著下降,足细胞足突广泛消失;而AM可显著改善由PAN所致的肾功能损伤,并显著升高synaptopodin / nephrin的表达,促进足突恢复。综上所述,本研究首次证实,AM可促进足细胞CCC形成,其作用机制可能与AM可上调Rho GTPases 酶活性,从而促进细胞粘附分子、骨架蛋白及肌动蛋白的重排密切相关,该效应部分由cAMP-PKA信号通路介导。RAMP2是介导AM效应的关键受体组分。AM可显著改善大鼠PAN肾病模型的蛋白尿水平,并显著促进足突形成及细胞骨架蛋白的表达。本研究结果为进一步阐明AM对足细胞的可能保护机制,及未来AM可能用于临床防治肾病的的前景,提供较新颖的研究角度、实验依据及理论基础。


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