納米材料對腎臟足細胞功能及發育的影響及其機制研究

《納米材料對腎臟足細胞功能及發育的影響及其機制研究》是依託南開大學，由楊卓擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：納米材料對腎臟足細胞功能及發育的影響及其機制研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：楊卓
• 依託單位：南開大學

中文摘要

近年來隨著納米技術的套用，臨床醫療和日常生活發生了極大改變，納米材料生物安全性評價已成為迫在眉睫的問題。本課題組前期研究發現，一些納米材料對大鼠神經系統及海馬神經元產生影響。基於足細胞與神經元有某些共同的發育及生物學過程，足細胞通道蛋白對氧化應激異常敏感，而納米材料可以通過氧化應激引起細胞損傷，但其機制尚不明確。本研究以足細胞通道蛋白(TRPC6和BKCa)為切入點，以研究納米材料對腎臟發育的影響為核心, 通過在體和離體實驗研究常用金屬納米材料對腎臟功能和發育的影響及其機制。本項目的實施綜合了我們在膜片鉗技術和納米材料神經毒理研究方面的優勢，將進一步了解足細胞膜蛋白在發育過程中的表達、定位及其納米材料對其的影響、在足細胞成熟中起關鍵作用的小分子RNA及其可能的靶基因的作用及其機制。研究結果將為納米材料在醫學等相關領域的廣泛、安全使用積累資料，有利於推動我國納米材料的套用及其安全性的研究。

結題摘要

課題研究了高糖對足細胞核因子-κB (NF-B)信號通路和自噬過程的作用。提出自噬體的積累是自噬通量增強的結果，證實了在足細胞上高糖誘導的細胞凋亡，細胞自噬和NF-κB信號間的關係；研究了氧化應激對大電導鈣激活鉀通道（BKCa）的影響，發現血管緊張素II抑制BKCa通道的電流幅值並降低I–V斜率曲線。血管緊張素II也使BKCa通道的激活曲線左移。這些結果為慢性腎小球疾病的治療提供了理論基礎。課題組還研究了小鼠出生後發育過程中腎皮質大電導鈣激活鉀通道的表達變化。研究通過確定BKCa的表達部位及其定量，闡明了BKCa通道在發育中的作用。結果提示,BKCa通道在出生後的腎皮質起重要作用。研究足細胞TRPC6通道相關的F肌動蛋白的表達和功能在足細胞分化中的變化，發現TPRC6是裂孔隔膜的一個必須的組成部分，是腎小球的發育所必須的。以分化和未分化的足細胞為研究對象，綜合運用了miRNA微陣列晶片和mRNA微陣列晶片技術檢測了足細胞分化過程中miRNA和mRNA表達特點，首次對足細胞分化過程中miRNA和mRNA進行了詳細的整合分析，發現的分子調控模式為進一步了解足細胞分化過程的相關分子機制提供了新的研究是視角。 通過檢測納米銅對腎小球系膜細胞（MCs）的影響提出納米銅可降低細胞活力並顯著增加凋亡細胞數。研究結果提示氧化應激在納米銅對MCs的毒性中起著重要的作用，納米銅誘導的腎小球系膜細胞凋亡增加了氧化應激反應，這可能是納米銅引起腎毒性的主要機制。我們也研究了納米氧化鋅 (ZnO NPs)對腎小球足細胞和在體大鼠的腎臟毒性作用。發現納米氧化鋅降低了腎皮質中過氧化氫酶和SOD的活性。研究結果提出ZnO NPs 對腎小球足細胞和 Wistar 大鼠的腎臟的毒性作用可能與氧化應激有關。自噬參與受損的細胞器和蛋白質降解，是維持細胞內穩態的細胞信號通路，其在足細胞中也起主要作用，研究結果提出TiO2通過激活AMPK誘導細胞自噬可以抑制mTOR，這種自噬可以保護細胞增殖中的氧化應激損傷。研究結果提出改變自噬水平有可能成為新的治療策略，緩解納米 TiO2 引起的足細胞損傷。