《Rac1信號通路在糖尿病腎病足細胞轉分化中的作用及機制》是依託山東大學，由呂智美擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：Rac1信號通路在糖尿病腎病足細胞轉分化中的作用及機制
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：呂智美
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
蛋白尿是糖尿病腎病早期最突出的臨床表現，而足細胞發生上皮-間充質細胞轉分化與蛋白尿的發生密切相關。Rac1在糖尿病腎病足細胞損傷中起重要作用，而Rac1及其下游信號分子PAK1、p38MAPK是否介導糖尿病腎病足細胞的轉分化，參與糖尿病腎病蛋白尿的發生，目前尚無報導。本研究以糖尿病腎病蛋白尿形成和腎臟纖維化的中心環節——足細胞轉分化為切入點，以Rac1信號通路作為研究靶點，通過Rac1 shRNA高效、特異性干擾足細胞Rac1基因表達；並進一步構建穩定足細胞特異性的Rac1 RNAi轉基因小鼠，在基因和蛋白水平上深入研究Rac1通路激活及Snail、β-catenin表達在足細胞轉分化中的作用，深入探討糖尿病腎病蛋白尿的發生機制，這將為臨床早期預防和治療糖尿病腎病提供新的思路。
結題摘要
Ras相關的C3肉毒素底物1（Ras-related C3 botulinum toxin substrate1，Rac1）是Rho家族小G蛋白成員之一，在細胞粘附、增殖以及細胞骨架調節等生理活動中發揮重要作用。我們以條件永生化小鼠足細胞系及構建足細胞特異性Rac1 RNAi轉基因小鼠作為研究對象，證實高糖培養48h後足細胞標誌性蛋白p-cadherin和ZO-1表達減少而間充質樣蛋白FSP-1、α-SMA及desmin出現重新表達，伴Transwell小室白蛋白流入量顯著增加，同時F-actin骨架蛋白出現邊集現象；高糖刺激導致Rac1蛋白活化，以及PAK1、p38 MAPK磷酸化水平增高，引起β-catenin的N端去磷酸化、Snail表達增加，以及β-catenin細胞核遷移；Rac1 shRNA顯著抑制了足細胞EMT， PAK1、p38 MAPK磷酸化水平明顯降低， β-catenin、Snail活性明顯降低，β-catenin核遷移抑制；Rac1對β-catenin的C端絲氨酸位點具有直接磷酸化修飾作用，導致β-catenin泛素化水平降低；p38 MAPK通過磷酸化下游MEF2c來結合β-catenin。通過構建Rac1 RNAi轉基因小鼠發現，WT-STZ小鼠6W時足細胞出現足突輕度融合，SD蛋白p-cadherin和ZO-1表達降低，desmin表達增加；電鏡顯示，各觀察時間點TG-STZ組均較WT-STZ組足突融合減輕，免疫螢光顯示p-cadherin及ZO-1表達水平回升，desmin，mmp9與FSP-1明顯減少；各時間點TG-STZ組均較WT-STZ組蛋白尿顯著減少，同時PAS示腎小球基底膜與系膜區病變程度降低。 綜上所述，足細胞特異性Rac1通路抑制可以通過失活下游激酶PAK1/p38 MAPK改善糖尿病足細胞損傷，具體機制可能包括以下五方面：（1）保存與恢復足細胞裂孔膜結構與功能；（2）調控足細胞骨架並改善足突融合；（3）逆轉足細胞去分化；（4）減輕早期GBM增厚以及系膜區基質擴大；（5）減少蛋白漏出，而不影響血壓及血糖代謝。
