apelin及其受体减轻高血压肾小球硬化和间质纤维化的作用机制

Hypertensive glomerulosclerosis and interstitial fibrosis are closely related to angiotensinⅡ (AngⅡ)-angiotensin II receptor type 1 (AT1) system. The vasoactive peptide apelin and its receptor APJ can be inhibited by AngⅡ-AT1 in vascular endothelial cells. Our previous research showed that the single nucleotide polymorphisms in apelin-APJ pathway were associated with hypertension and hypertensive vascular damage in a Chinese population from the coastal area of Fujian Province. Thus we make a hypothesis that apelin/APJ has renal protective effect through antagonizing AngⅡ/AT1 in hypertension. In vivo, AngⅡ- induced hypertensive mice will be treated with exogenous apelin, or with exogenous APJ gene by adenovirus-mediated gene transfer for overexpression of APJ. In vitro, glomerular mesangial cells and human proximal tubular epithelial cells will be cultivated for lentiviruses or adenoviruses-mediated gene transfection to suppress or overexpress APJ. We aim to elucidate the possible protective mechanisms of apelin/APJ on hypertensive glomerulosclerosis and interstitial fibrosis by verifying the effect of apelin/APJ on AngⅡ/AT1 and its downstream signaling pathways. Our study may provide experimental evidences for a potential new treatment for hypertention and its target-organ damage.

高血压肾小球硬化及间质纤维化与血管紧张素Ⅱ（AngⅡ）及其1型受体（AT1）相关，AngⅡ/AT1可抑制心血管活性肽apelin及其受体（APJ）在血管内皮细胞上的表达。项目组前期研究发现在福建沿海地区apelin/APJ基因单核苷酸多态性与高血压及其血管损害相关。故提出假设：apelin/APJ可通过拮抗AngⅡ/AT1发挥高血压肾脏保护作用。本项目体内实验在AngⅡ诱导的高血压小鼠给予外源性apelin，以及腺病毒介导APJ基因转移过表达APJ，明确apelin/APJ的肾脏保护作用。体外实验以大鼠肾小球系膜细胞株及人近端肾小管上皮细胞株为研究对象，构建干扰APJ和过表达APJ的重组质粒，分别以慢病毒和腺病毒介导重组质粒转染上述细胞，验证双向调节APJ对AngⅡ/AT1及下游信号通路的影响，阐明apelin/APJ对高血压肾小球硬化和间质纤维化可能的保护机制。

以人肾小球系膜细胞、人近端肾小管上皮细胞以及原代人脐静脉内皮细胞为基础模型，构建干扰apelin受体——血管紧张素Ⅰ型受体相关蛋白（APJ）和过表达APJ的重组质粒，以慢病毒介导重组质粒转染细胞，验证双向调节APJ对血管紧张素Ⅱ及下游信号通路的影响，阐明apelin/APJ对高血压肾小球硬化和间质纤维化的保护机制。研究结果显示，APJ在人肾脏组织的小管上皮细胞、系膜细胞、血管内皮细胞和平滑肌细胞中均有表达，在高血压及非高血压患者中APJ的表达无明显差异，而在糖尿病患者APJ受体在血管内皮细胞的表达减少。不论是体内实验还是体外实验，均显示apelin/APJ系统可减少高血压肾脏组织纤维化，使上皮细胞、系膜细胞转化生长因子β1、结缔组织生长因子、Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原、纤维连接蛋白的表达水平明显下降。同时，Apelin/APJ系统可对抗高糖应激下的内皮细胞凋亡，促进胞外信号调节激酶1/2（ERK1/2）磷酸化和沉默信息调节因子2同源蛋白（SIRT1）蛋白表达增加，通过ERK通路发挥内皮保护作用。研究还首次发现虫草素通过激活ERK信号通路促进内皮细胞SIRT1的表达，探索Apelin/APJ/ERK信号通路在高血压、糖尿病肾脏及血管病变中的作用。生物信息学分析表明Apelin/APJ系统与TGF-β1/CTGF信号通路下游仍存在多个关键靶蛋白，Apelin/APJ系统与细胞衰老、糖尿病并发症也存在密切关系，为老年相关病变的防治提供新的理论依据。