Notch信号调控巨噬细胞参与肾纤维化的作用及其机制

Macrophages are important cell population participating in renal fibrosis, a common pathological process of terminal renal diseases. Macrophages promote the initiation and progression of renal fibrosis by producing pro-inflammation and pro-fibrosis factors, or promote the resolution of fibrotic tissues through the production of matrix metalloproteinases (MMP). However, it is not clear how these multi-faced functions of macrophages in renal fibrosis are regulated, and what roles the underlying mechanisms play in renal fibrosis. We have recently reported that Notch signaling modulates macrophage activations through the Jak/STAT pathway (Cancer Res, 2010, cover). We have also found that Notch signaling regulates the production of matrix metalloproteinases through miR188-5p in macrophages (unpublished). These findings suggest that Notch signaling might participate in the regulation of macrophages during renal fibrosis by Jak/STAT and miR188-5p. In this study, by using macrophage-specific gene knockout mouse, in combination with other cellular and molecular approaches, we are going to investigate the role of macrophage-specific Notch signaling in the UUO-induced renal fibrosis. We plan to reveal the mechanisms of Notch signaling in the regulation of macrophages during renal fibrosis. These studies can elucidate the roles and mechanisms of macrophage-specific Notch signaling in renal fibrosis, and will provide new potential therapeutic targets for the treatment of renal fibrosis.

巨噬细胞是参与肾纤维化的重要细胞亚群。巨噬细胞可产生促炎因子和促纤维化因子促进纤维化发生发展，又可分泌基质金属蛋白酶（MMP）发挥促纤维降解的作用。但巨噬细胞的这种双重作用的调控机制及在肾纤维化中的作用尚不清楚。我们最近在《Cancer Res》报道，Notch信号通过Jak/STAT通路调控巨噬细胞的功能状态；我们又发现Notch可通过miR188-5p调控巨噬细胞产生MMP(未发表)，提示Notch信号可通过Jak/STAT和miR188-5p调控巨噬细胞在肾纤维化的双重作用。本课题拟利用巨噬细胞特异性基因剔除小鼠模型，深入研究肾纤维化过程中，Notch-Jak/STAT和Notch-miR188-5p信号对巨噬细胞的调控，揭示Notch信号调控巨噬细胞功能和肾纤维化进程可能的分子机制。本研究可阐明Notch信号调控的巨噬细胞功能状态及其在肾纤维化发生发展中的作用和机制，具有重要意义。

巨噬细胞在肾脏纤维化中发挥重要作用，但是在肾脏纤维化中的巨噬细胞的活化及功能机制尚途径不清楚。大量数据及我们研究组都证明了notch信号参与了巨噬细胞的活化及功能，它是由四个notch受体介导的重要的转录因子RBP-J调控。为进一步探究notch信号调控巨噬细胞活化在肾脏纤维化中作用及机制，在此研究中，我使用巨噬细胞特异性阻断notch信号的转基因小鼠建立UUO模型，我们发现敲除RBP-J后减轻了纤维化肾脏中胶原纤维沉积及肌成纤维细胞激活。同时我们还发现纤维化中重要转录因子TGF-b蛋白和mRNA水平均下降。由于TGF-b是EMT中重要转录因子，因此我们检测纤维化中EMT相关分子表达，发现敲除RBP-J后EMT发生被抑制。另外我们使用流式细胞术和组织学染色检测纤维化中炎症细胞浸润以及炎性因子、巨噬细胞活化标记，发现像TNF-α、IL-1、IL-6、IL-10、YM1在敲除RBP-J后mRNA表达水平是下降的，同时也提示敲除组巨噬细胞活化是受到抑制的。令人感兴趣的是，我们发现骨髓来源的巨噬细胞重要的趋化因子受体CCR2在敲除组肾脏纤维化中的表达是明显减少的，而在骨髓中CRR2阳性的单核细胞是明显增多的脾脏中与肾脏中一致，也就是说阻断notch信号后抑制了这部分细胞从骨髓向肾脏的迁移。相反，在巨噬细胞特异性激活NOTCH后增加了CRR2阳性巨噬细胞聚集从而加重纤维化。使用氯膦酸盐清除组织定居型巨噬细胞进一步证明了骨髓来源巨噬细胞在肾脏纤维化中发挥主要作用，然而在敲除组炎性巨噬细胞的增值并没有受到影响，进一步说明了notch信号通过调控骨髓CCR2阳性单核巨噬细胞迁移而不是巨噬细胞增值参与肾脏纤维化。综上所述，我们的研究证明了notch通过调整骨髓中CRR2阳性单核细胞-巨噬细胞迁移进而影响肾脏纤维化，抑制巨噬细胞中notch信号活化可能为将来临床上治疗肾脏纤维化提供新的策略。