鸢尾素介导的线粒体自噬改善糖尿病肾病的作用及机制研究

Diabetic Nephropathy (DN) is one of the most common and most serious complications of diabetes and the leading lethal cause of diabetic patients. At present, DN is associated with low cure rate, limitation of treatments. The mechanism of DN to induce kidney failure is not completely clear, leading to great therapeutic difficulties. To solve these problems, combined clinical samples with target screening was performed in our prior study. The results suggested that irisin was significantly downregulated in DN patients. Our preliminary data verified that injection of irisin could relieve kidney injury in the mouse model of DN. Meanwhile, in vitro study showed that irisin relieved the progression of DN by mediating mitophagy via mediating AMPK activity and UCP expression, reducing reactive oxygen species level and apoptosis. Therefore, our further proposal is to expand clinical samples to verify the clinical relevance of irisin and DN, as well as to elucidate the mechanism of irisin in relieving DN progression through mediating mitophagy via constructing relative cell model and animal model of DN, so as to evaluate the effectiveness and feasibility of irisin in clinical as a potential therapy to protect kidney.

糖尿病肾病是糖尿病最常见、最严重的并发症之一，是导致糖尿病患者死亡的主要原因。糖尿病肾病治愈率低、治疗方式有限，其诱发肾损伤致肾衰竭的机制尚不明确，给治疗带来巨大困难。针对上述医学难题，前期我们结合临床病理分析发现鸢尾素在糖尿病肾病患者体内呈现出明显下调，并且在糖尿病肾病模型小鼠中给予鸢尾素治疗可以缓解肾脏病理性损伤。此外，通过体外细胞实验我们证实鸢尾素可通过调节AMPK以及解偶联蛋白的表达进而调节线粒体自噬、降低细胞内活性氧水平以及细胞凋亡从而减缓糖尿病肾病的发展。因此，我们拟进一步通过扩大临床样本量来验证鸢尾素与糖尿病肾病的临床相关性，并构建相关细胞及动物模型，阐明鸢尾素在糖尿病肾病中调节线粒体自噬减缓糖尿病肾病发生发展的具体分子机制，进而评价其在临床上的有效性和可行性，发掘鸢尾素在保肾治疗中的潜在应用价值。

背景：1. 肾透明细胞癌（ccRCC）是泌尿系统最常见的恶性肿瘤之一，其放射组学已被用于肾癌的肿瘤分期和预后评估。本研究旨在将对比增强CT的影像特征与潜在基因组学特征相结合，以预测ccRCC患者的总体生存率（OS）。2. 铁死亡是一种新型调节性死亡方式，单侧输尿管梗阻（UUO）是肾间质纤维化常用的一种模型，而铁死亡在UUO中的作用尚不明确。.方法：1. 我们从具备获取自TCIA数据库的CT影像以及获取自TCGA数据库的对应临床及遗传信息的205名患者中，提取了107个放射组学特征。分别使用LASSO-COX和SVM-RFE作为机器学习算法，来选取预后相关影像特征（PRIF）。接着，我们通过WGCNA确定了预后相关的基因标签。然后应用随机森林（RF）算法，将PRIF和基因整合为影像基因组学预后因素（IGPF）综合模型。此外，我们构建了包含IGPF和临床预测指标的列线图，作为ccRCC患者的综合预后模型。2. 我们将UUO小鼠分为三组，分别进行UUO手术后的7天，14天和28天收获肾脏。随后将UUO组和假手术组的肾脏分别进行基因组测序。测序后我们选用14天的UUO小鼠为模型，分别使用铁死亡抑制剂Liproxstatin或Xanthoumol干预UUO小鼠后进行病理切片染色，通过图片分析其肾损伤程度，并进行了蛋白质组测序。.结果：1. 共有四个PRIF和四个基因被确定为IGPF，并在RF模型中由对应的风险评分表示。综合的IGPF模型比单一的PRIF模型具有更好的预测性能（测试集中1年、3年、5年的平均AUC分别为0.814对比0.837、0.74对比0.806、0.689对比0.751）。性别、TNM分期、IGPF等临床特征为独立风险因素。结合了临床预测因子和IGPF的列线图可提供三种模型中最佳的净效益。2. 基因组测序结果发现，在所有三组UUO小鼠中，GPX4和FTH1呈现出显著性降低而PTGS2和SLC7A11呈显著性降低。而病理切片染色发现Liproxstatin或Xanthoumol的加入使得肾损伤的程度出现了显著的升高。蛋白质组学将为我们揭示其信号通路的变化。.结论：1. 本研究建立了结合影像基因组学特征和临床指标的综合预后相关列线图模型。结果表明，IGPF可能有助于对ccRCC患者进行全面的预后评估。2. 目前结果初步说明铁死亡在UUO模型中起保护性的作用。