基于糖尿病肾病猴模型研究肾间质纤维化中EMT的分子机制

Diabetic nephropathy（DN）is the most common complication of diabetes and is also one of the leading cause of end-stage renal disease worldwide. Many previous studies have suggested that EMT participated in the development and progression of renal fibrosis during DN in humans and animals. At present, the existence of EMT in renal fibrosis remains the subject of controversial debates, due to the lack of reliable animal models that mimic human DN. Recently, we found that E-cadherin expression was significantly increased in the diabetic monkeys with normal hypertension, but it was significantly decreased in those diabetic monkeys with hypertension compared with the normal monkeys. Based on those work, we hypothesize that systemic hypertension can enhance EMT in renal fibrosis during DN by regulating the expression of many EMT-associated genes. To test the hypothesis, this study will developed a novel drug-induced diabetic hypertensive monkey model, and we will further explore whether tubular epithelial cells undergo EMT during diabetic renal interstitial fibrosis in vivo and in vitro by using the novel DN animal model. Our study may provide a novel therapeutic target for suppressing renal interstitial fibrosis in DN.

糖尿病肾病(DN)是糖尿病最常见的并发症，也是导致终末期肾病的主要原因。目前研究指出上皮间质转化(EMT)可能参与了DN肾间质纤维化过程，但由于缺乏可靠的DN动物模型，体内研究结果存在诸多争议，我们前期研究结果显示，在血压正常的DN猴模型肾组织内EMT标志物E-cadherin表达上调，这与临床DN病人的检测结果正好相反，而在合并高血压的DN猴模型肾组织内E-cadherin表达呈现下调趋势。基于上述认识和工作基础，我们提出“高血压可通过调控与EMT发生密切相关的功能基因，来促进DN肾间质纤维化过程中肾小管上皮细胞EMT的发生”这一新的科学假设。为证明该科学假设，本课题将通过药物诱发建立新型糖尿病肾病合并高血压猴模型，并利用该模型结合体内外实验，进一步探讨DN肾间质纤维化过程中肾小管上皮细胞是否发生EMT并阐明相关机制。本课题研究成果有望为DN肾纤维化的临床治疗提供新的治疗靶点。

糖尿病肾病(DN)是糖尿病最常见的并发症之一，也是导致终末期肾病的主要原因。先前研究指出上皮间质转化(EMT)可能参与了DN肾间质纤维化过程，但由于缺乏可靠的DN动物模型，体内研究结果存在诸多争议。目前，本项目开展了以下几方面的研究：1）通过药物诱导建立糖尿病合并高血压猴模型；2）通过对糖尿病合并高血压猴模型肾组织病理学和免疫组织化学的分析，揭示在肾间质纤维化进程中是否存在EMT，以及高血压是否可促进肾小管上皮细胞发生EMT；3）利用单细胞测序技术，完成食蟹猴肾脏组织单细胞图谱的建立及跨物种分析；4）利用单细胞测序技术，对糖尿病合并高血压猴模型的肾组织进行分析，进一步明确糖尿病肾病肾间质纤维化过程，肾小管上皮细胞是否发生EMT，并筛选出可能参与高血压调控EMT发生的基因；5）通过体外细胞实验，对上述部分基因进行功能验证，明确这些基因是否可对肾小管上皮细胞的EMT过程进行调控。主要研究结果包括如下几部分：1）通过醋酸去氧皮质酮注射结合高盐饮食在1型或自发2型糖尿病猴，建立了一种新型具有早期糖尿病肾病特征表现的糖尿病合并高血压猴模型；2）完成了食蟹猴肾脏组织单细胞图谱的建立及跨物种分析，证实食蟹猴比小鼠更适合用于建立高血压肾病模型；3）通过免疫组织化学和单细胞测序技术，证实了在糖尿病合并高血压猴模型的肾间质纤维化进程中，一部分肾小管上皮细胞发生了EMT，并且高血压可促进EMT的发生；4）筛选出多个可能参与高血压调控EMT发生的基因，并对其中的IGFBP4这个基因进行了体外功能分析，证实IGFBP4基因过表达可促进肾小管上皮细胞发生EMT，可能参与了高血压对肾小管上皮细胞EMT过程的调控。本项目的研究成果将有助于阐明糖尿病肾病肾间质纤维化的发生机制，有可能为今后糖尿病肾病的治疗研究提供新的理论基础和治疗新靶点。