《線粒體功能變化在mGluR1/cAMP信號防止足細胞損傷中的作用》是依託上海交通大學，由顧樂怡擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：線粒體功能變化在mGluR1/cAMP信號防止足細胞損傷中的作用
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：顧樂怡
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
我們前期工作原創性地發現足細胞表達代謝型谷氨酸受體（mGluR）1和5，激活mGluR1/5通過cAMP信號途徑防止嘌呤黴素和阿黴素誘導的足細胞損傷。但是還不清楚mGluR1/cAMP信號激活後保護足細胞的具體機制。預初實驗發現cAMP/PKA激動劑改善足細胞損傷時的線粒體膜電位降低，提示cAMP/PKA信號通過影響線粒體功能發揮其保護作用。為深入研究其具體的分子機制，本項目擬通過分子生物學方法，從體內和體外實驗中觀察cAMP/PKA轉錄依賴和非轉錄依賴信號對線粒體分裂/融合、氧化磷酸化、線粒體生成及線粒體基因組轉錄的影響，研究其在防止足細胞損傷凋亡中的作用。也將探索線粒體功能變化在cAMP/PKA信號調節足細胞分化與增殖中的作用。本項目的實施不僅讓我們進一步了解谷氨酸信號在足細胞中的作用機制，更深入理解線粒體功能改變在足細胞損傷/修復中的作用，為尋找特異性保護足細胞方法提供新思路。
結題摘要
足細胞損傷是蛋白尿，特別是大量蛋白尿發生的細胞學基礎。本項目中我們觀察發現激活cAMP/PKA信號防止ADR或PAN誘導的足細胞數量減少凋亡，抑制ADR誘導的足細胞內線粒體縮短。體外實驗顯示ADR誘導足細胞線粒體變化與Drp1磷酸化增加和Mfn1表達降低相關，而相關變化可以被cAMP信號抑制。進一步進行體外實驗顯示pCPT-cAMP（PKA特異性激動劑）孵育足細胞導致細胞核內的磷酸化CREB表達上升，並防止 ADR誘導的被切割的半胱氨酸蛋白酶-3表達升高和足細胞的數量減少。RNA干擾（RNAi）可使得足細胞CREB蛋白表達下降，激動PKA信號失去了保護的作用。套用Agilent表達譜晶片檢測小鼠足細胞全基因組表達發現，ADR刺激可使足細胞內線粒體基因編碼的呼吸鏈複合體I各亞基基因表達明顯下調，預孵育pCPT-cAMP可以防止ADR誘導的足細胞內呼吸鏈複合體I的ND1-5亞基的基因下調。激活cAMP/ PKA可防止ADR引起的線粒體呼吸鏈複合體I亞基ND1/3/4蛋白的表達下降。pCPT-cAMP預處理可以防止ND3，而非ND1/4蛋白的降低，這種作用在抑制足細胞內CREB蛋白表達之後消失。同時，CREB siRNA也可減弱pCPT-cAMP引起的足細胞ATP產生增加以及過氧化物酶體增殖活化受體 γ共激活因子-1α(PGC-1α)的表達上升。 我們也使用PKA信號激動劑治療ADR腎病小鼠，發現PKA信號激動劑減輕8周時腎小球硬化。免疫螢光染色發現，pCPT-cAMP可顯著防止ADR誘導足細胞特異性蛋白表達下降，降低足細胞損傷標誌desmin 的表達。相比於ADR組小鼠，pCPT-cAMP治療的小鼠壁層上皮細胞增殖顯著減輕，抑制了ADR小鼠PECs的細胞活化，並促進了PECs向足細胞的分化。 這些結果提示足細胞mGluR1/cAMP主要通過下游的PKA/CREB信號途徑，防止線粒體縮短，促進線粒體生物合成和ATP生成。其可能的機制是通過改善線粒體氧化磷酸化蛋白ND3的生成。而PKA信號也能夠抑制ADR小鼠PECs的增殖和活化，促進PECs向足細胞分化。這些研究為進一步尋找特異性保護足細胞，改善足細胞損傷後的修復的措施提供了基礎。
