鸟苷酸交换因子FGD4在醛固酮合成中的作用及机制研究

Aldosterone producing adenoma (APA), an endocrine hyperfunctional tumor, is the major subtype of primary aldosteronism. It is clinically significant to investigate the mechanism underling the autonomous aldosterone secretion. FGD4 (FYVE, RhoGEF and PH domain-containing 4) is a guanine nucleotide exchange factor (GEF) specific to cell division cycle 42 (CDC42), functionally activating CDC42 by converting the GDP-bound form of CDC42 to the GTP-bound form. Through GEO transcriptome database analysis, data from APA tissue specimen detection and in vitro experiment, our preliminary work found a close relationship between FGD4 and the hypersecretion of aldosterone in APA. To prove our hypothesis, points below will be verified step by step: (1) To verify the correlation between FGD4 and aldosterone secretion in APA patient. (2) To verify the effect of FGD4 on aldosterone synthesis by over/down-expression of FGD4 in vivo and in vitro; (3) To elucidate role of Wnt/β-Catenin signaling in FGD4 mediated aldosterone production by targeting key proteins in this pathway. This project will further elucidate the molecular mechanism underling the hypersecretion of aldosterone in APA and provide a novel target for the medical treatment of APA.

醛固酮瘤(APA)是原发性醛固酮增多症的主要类型之一。APA是一种功能性肿瘤，其醛固酮合成增加的机制尚未完全阐明，进一步探讨该机制具有重要临床价值。FGD4是细胞分裂周期蛋白42（CDC42）特异性的鸟苷酸交换因子，主要通过激活CDC42发挥生物学效应。我们前期通过GEO转录组学数据库的生物信息学分析以及APA肿瘤组织标本和细胞层面的研究，发现FGD4可能在APA的醛固酮合成增加中起着重要作用。基于前期工作，我们拟开展如下研究：1）利用已纳入APA患者（约200例）的组织标本，进一步验证FGD4与APA中醛固酮合成增加的相关性；2）通过FGD4高/低表达的动物和细胞模型，明确FGD4对醛固酮合成的调控作用；3）通过细胞干预实验，探讨FGD4是否通过激活Wnt/β-Catenin信号通路促进醛固酮合成增加。本研究有望进一步阐明APA中醛固酮合成增加的机制，并为其治疗提供新药物干预的靶点。

原发性醛固酮增多症简称原醛症，指肾上腺皮质自主分泌过多醛固酮，导致肾脏潴钠排钾，血容量增多，临床表现为高血压伴（或不伴）低血钾。醛固酮瘤（APA）是原醛症的重要病因。我们前期通过GEO转录组学数据库的生信分析以及APA肿瘤组织标本和细胞的研究，发现FGD4可能在APA的醛固酮合成增加中起着重要作用。.前期发现FGD4在醛固酮瘤组织中较瘤旁肾上腺组织表达显著增多，且细胞干预实验证实10mM的KCl干预H295R细胞，醛固酮分泌增加的同时伴有FGD4表达显著增加。我们构建了FGD4的siRNA并转染H295R细胞，结果显示，与KCl干预组相比，KCl+siFGD4组的H295R 细胞上清的醛固酮水平并未显著降低。该结果提示FGD4表达增高可能是一个伴随现象而无因果关系。为探索机制我们开展了一项醛固酮瘤的蛋白组学研究，纳入10例肾上腺无功能瘤（NHFA）为对照组，及15例醛固酮瘤(包括10例KCNJ5突变APA及5例无已知突变APA)组织（图1），进行4D蛋白质组学+磷酸化蛋白质组学研究。.蛋白质组学一共检测出6743个蛋白质：NHFA组6092个，APA组6643个。（图2A、B）；磷酸化蛋白质组学一共检测出 16168个磷酸化位点：NHFA组16810个，对应4022个磷酸化蛋白质；APA组16676个，对应3994个磷酸化蛋白质（图2A、C）。主成分分析及Pearson相关性分析提示NHFA及APA组存在显著性差异（图2D、E、F、G）。探寻调控APA中醛固酮分泌的关键分子。我们先观测了FGD4表达变化：结果发现FGD4表达量较低，排在5338/6743位；且FGD4表达量在APA组低于NHFA组（图3），而醛固酮合酶CYP11B2表达在APA组显著高于NHFA组，该结果提示FGD4与CYP11B2增加并无正相关关系。因此，我们考虑进一步通过蛋白质组学数据探寻APA的高醛固酮形成的机理。我们分析了蛋白质组学中表达差异最显著的分子。发现除CYP11B2外，差异最显著的分子为ALDH1A2、VSNL1、MT3、TPD52、PDE2A、WFS1、ATP2B3、PGM21L1、OXC T1、AASS、SLC37A2（图4A）。初步证实ALDH1A2及TPD52在APA中显著高于对照组（图4B）,我们将进一步验证其他分子在APA中的表达情况。