代谢型谷氨酸受体1信号调节足细胞细胞骨架排列的机制研究

足细胞受损伤、足突融合是发生蛋白尿的细胞学基础。然而足细胞维持或调节足突稳定的机制还不清楚。近期研究认为足细胞交错排列的足突可能是一种特殊的突触，我们假设维持神经细胞突触稳定的代谢型谷氨酸受体(mGluR)信号参与调节足细胞足突稳定。我们前期工作原创性发现足细胞表达功能性mGluR1，激活mGluR1导致足细胞内钙离子缓慢升高，细胞骨架可逆性地重排，提示mGluR1信号有独特的调节细胞骨架的作用。为深入研究其分子机制，本项目拟使用分子生物学和活细胞系统观察磷脂酶C和TRPC通道在mGluR1介导的钙离子增高和细胞骨架重排中的作用，研究小GTP酶RhoA和Rac在调节稳定骨架蛋白的ERM和synaptopodin的活化中的作用。观察激活mGluR1导致的细胞骨架重排是否影响足细胞裂隙膜蛋白表达并损伤足细胞，是否影响PAN诱导的足细胞损伤。本项目的实施将使我们逐步理解足细胞调节足突稳定的机制。

蛋白尿是慢性肾脏病的早期表现之一，反应了肾小球损伤的程度。足细胞损伤是蛋白尿，特别是大量蛋白尿发生的细胞学基础。既往研究显示足细胞分泌谷氨酸递质，推测足细胞间可能存在突触样通讯。我们研究提示足细胞表达代谢型谷氨酸受体（mGluR）1,5,6,8的基因和蛋白质，mGluR1的表达和肾小球synaptopodin表达共定位。我们使用PAN和ADR肾炎模型，发现体内注射mGluR1/5特异性激动剂DHPG减轻了PAN和ADR小鼠的蛋白尿和足突增宽，防止nephrin表达减少，也减少了肾小球足细胞凋亡。体外给予DHPG诱导足细胞生成cAMP以及CREB磷酸化，并且防止PAN和ADR诱导的足细胞数量减少，凋亡增加，这些作用依赖于腺苷酸环化酶以及mGluR1和5的表达。体外阻断腺苷酸环化酶可以阻断DHPG的保护作用。我们还发现DHPG处理后足细胞出现一过性的钙离子内流，这种钙离子流不能被非特异性TRPC通道阻断剂所阻断。DHPG也没有诱导足细胞内PLC表达增高。.DHPG可以诱导足细胞细胞骨架发生一过性重排，24小时后骨架恢复，而且DHPG通过cAMP/PKA信号可以防止PAN诱导的足细胞骨架持续破坏。PAN抑制RhoA激活，而不影响Rac的活化。我们发现ADR肾炎小鼠的肾小球磷酸化ERM和上皮细胞氯通道CLIC5A表达降低，而注射腺苷酸环化酶forskolin防止了ADR小鼠的这些改变。体外研究显示激动cAMP/Epac信号改善PAN诱导的ERM磷酸化降低，但PKA信号可以防止足细胞RhoA失活和CLIC5A的表达下降。这些结果提示足细胞表达有功能的mGluR1和5，激动mGluR1/5通过cAMP信号可能防治PAN诱导的足细胞损伤。不同的cAMP下游信号介导了不同的足细胞生物学效应。这些研究为进一步寻找特异性保护足细胞的措施提供了基础。