中性粒细胞胞外网络（NETs）在糖尿病肾病足细胞损伤中的作用及机制研究

The mechanism of Diabetic Kidney Disease (DKD) is not fully understood. Podocyte injury is key to the DKD incidence. Neutrophil Extracellular Traps (NETs) is a kind of neutrophils extracellular network complex, which is composed of chromatin as skeleton, and attached with elastase and peroxidase. NETs could be induced by hyperglycemia. Our preliminary data from cells and animals showed a potential causal relationship between NETs and DKD podocyte injury. This study is going to use PAD4 gene knockout mice to inhibit NETs formation, and further elucidate the key role of NETs in the DKD podocyte injury. As the existence of filter barrier, there may be indirect and direct mechanisms for the podocyte injury induced by NETs. In vitro, we will focus on the aspect of interaction between glomerular endothelial cells and podocyte, and we will demonstrate whether NETs could indirectly induce podocyte injury by increasing IL-1α of glomerular endothelial cells. On the other hand, we will clarify the direct podocyte injury induced by NETs from the aspect of interaction between the main components of NETs and podocyte. The results of this study might be of significance to the prevention and treatment of DKD.

糖尿病肾病（DKD）发病机制尚不完全清楚。足细胞损伤是DKD发病的关键环节。中性粒细胞胞外网络（NETs）是一种以染色质为骨架，附着弹性蛋白酶、髓过氧化物酶等多种蛋白的中性粒细胞外网络状复合体，高血糖等因素可诱导其产生。课题组前期动物和细胞实验数据显示NETs与DKD足细胞损伤之间可能具有因果关系。本研究拟利用中性粒细胞PAD4基因敲除小鼠特异性抑制NETs产生，进一步阐明NETs在糖尿病足细胞损伤中的重要作用。鉴于滤过屏障的存在，NETs对足细胞的损伤可能存在间接和直接两种机制。在体外研究部分，我们将一方面从肾小球内皮细胞与足细胞相互作用的角度，重点探讨NETs是否通过增加肾小球内皮细胞分泌IL-1α，间接引起足细胞损伤。另一方面，我们将进一步从NETs主要成分与足细胞相互作用的角度，阐明NETs对足细胞的直接损伤。本研究结果对DKD的防治有重要意义。

糖尿病肾病（DKD）已成为慢性肾脏病的主要原因,但其发病机制尚不清楚。足细胞损伤是DKD发病的关键环节。中性粒细胞胞外网络（NETs）是一种以染色质为骨架，附着弹性蛋白酶、髓过氧化物酶等多种蛋白的中性粒细胞外网络状复合体，高血糖等因素可诱导其产生。课题组前期数据显示NETs对于足细胞具有损伤作用，本研究目的在于明确NETs对DKD的影响，并进一步探索NETs引起足细胞损伤的可能机制。首先我们证实了DKD患者循环中NETs水平的增高，并在DKD患者肾脏检测到NETs的沉积。随后，我们通过构建DnaseI干预的T1DM、T2DM肾病小鼠模型，以及中性粒细胞PAD4基因特异性敲除的T1DM肾病小鼠模型，明确了NETs在DKD时对肾小球的损伤作用。研究过程中我们发现NETs对足细胞的损伤继发于肾小球血管内皮细胞，NETs通过改变肾小球血管内皮细胞表面电荷引起内皮细胞功能障碍，诱发细胞焦亡，释放细胞内容物间接引起足细胞损伤。进一步，为阐明NETs对足细胞的直接损伤作用机制，我们通过微流控类器官芯片技术，利用水凝胶多孔结构及孔径可调的特性，体外模拟DKD状态下肾小球滤过屏障孔径，发现在NETs的主要组分中，通过肾小球滤过屏障、损伤足细胞的分子可能为LL-37。有关LL-37损伤足细胞的机制研究正在进行中。本研究通过对DKD时足细胞损伤机制的探索，有望为寻找新的DKD治疗靶点提供证据。. 本课题组致力于DKD发病机制的研究，除了探讨NETs对DKD影响外，我们还聚焦于前沿热点，对钠-葡萄糖协同转运蛋白2（SGLT2）抑制剂、非甾体选择性盐皮质激素受体（MR）拮抗剂带来肾脏保护效应的可能机制进行了探索。尤其针对MR激活的主要激活方式——醛固酮自主高分泌，课题组开展了系列研究。该部分研究的开展将为DKD的治疗提供新思路。