Fyn/ROCK信号通路在足细胞骨架重排及糖尿病肾病蛋白尿形成中的作用研究

Proteinuria is not only a sign of diabetic nephropathy but also an independent risk factor for progression of diabetic nephropathy.Podocyte cytoskeleton rearrangement lead to the foot processes fusion and increased cell migration is a key element of proteinuria.It has been demonstrated that Fyn/ROCK signaling pathway closely related to cell migration and cytoskeleton rearrangement.Whether Fyn/ROCK signaling pathway mediate podocyte cytoskeleton rearrangement and proteinuria of diabetic nephropathy has not been reported.This study focused on podocytes cytoskeleton rearrangement which was indicated as a key cause of proteinuria in diabetic nephropathy,chose Fyn/ROCK signaling pathway as a target.In vitro,conditional immortalized mouse podocytes were transfected with specific interfering Fyn shRNA to knock down the Fyn gene.Changes in the distribution and expression of cytoskeleton proteins and paxillin activity under high glucose condition was observed.Furthermore,we built podocyte-specific Fyn RNAi transgenic mouse model to study the Fyn/ROCK signaling pathway in podocytes cytoskeleton rearrangement and foot process fusion in vivo,and to explore the role and mechanism of the of Fyn/ROCK signaling pathway in podocyte injury.This study provides a new idea to further elucidate the pathogenesis of diabetic nephropathy and more effective therapeutic targets.

蛋白尿既是糖尿病肾病的标志，也是糖尿病肾病进展的独立危险因素。足细胞骨架重排导致的足突融合、细胞迁移能增强是蛋白尿发生的关键环节。研究发现，Fyn/ROCK信号通路与细胞迁移、细胞骨架重排密切相关。而Fyn/ROCK信号途径是否介导糖尿病肾病的足细胞骨架重排及蛋白尿的发生，目前尚无报道。本研究以糖尿病肾病蛋白尿形成的关键环节- - 足细胞骨架重排为切入点，以Fyn/ROCK信号通路作为研究靶点，通过体外培养条件永生化小鼠足细胞，应用Fyn shRNA特异性干扰Fyn基因表达，并观察高糖作用下paxillin活性变化、细胞骨架蛋白的分布与表达变化；进一步构建足细胞特异性的Fyn RNAi转基因小鼠模型，深入研究Fyn/ROCK信号通路对足细胞骨架重排、足突融合的影响，探讨Fyn/ROCK信号通路在足细胞损伤中的作用及机制，为进一步阐明糖尿病肾病的发病机制、寻找更有效的治疗靶点提供新思路。

糖尿病肾病临床主要表现为进行性发展的蛋白尿，最终可导致终末期肾脏病。足细胞骨架重排导致的足突融合、细胞迁移能力增强是蛋白尿发生的关键环节。相关研究表明，Fyn/ROCK信号通路与细胞迁移、细胞骨架重排密切相关。而Fyn/ROCK信号途径是否介导糖尿病肾病的足细胞骨架重排及蛋白尿的发生，目前尚无报道。我们通过体外研究发现，高糖环境可以激活足细胞Fyn/ROCK信号通路，下调paxillin的表达与功能，并诱导足细胞发生骨架重排。我们进一步构建了足细胞特异性Fyn RNAi转基因小鼠，并且通过STZ腹腔注射转基因小鼠构建了糖尿病肾病模型，明确了Fyn在糖尿病肾病足细胞骨架重排与损伤中的作用及机制：野生型糖尿病小鼠原代足细胞中ROCK、paxillin的活性均显著上升，而Fyn RNAi转基因小鼠足细胞中二者活性均下降，且细胞骨架损伤减轻，这进一步证实了Fyn RNAi是通过抑制ROCK、paxillin的活化从而达到其保护肾脏的作用。我们通过体内体外实验发现，糖尿病肾病及高糖诱导的足细胞骨架损伤均具有可逆性，足细胞靶向的Fyn活性抑制在糖尿病早期可以有效逆转足细胞骨架重排和蛋白尿的发生。与此同时，Fyn沉默对糖尿病系膜区基质扩大和GBM增厚也有一定的改善，这一作用可能与转基因小鼠中足细胞以及系膜细胞分泌mmp9的减少具有相关性，后者可通过崩解细胞外基质参与GBM的更新代谢。以上表明Fyn通路抑制还可能存在其他肾脏保护机制。.由此可见，在糖尿病肾病发生过程中，Fyn基因可通过激活ROCK信号通路，破坏足细胞骨架结构与功能，导致GBM增厚以及系膜区基质扩大，诱发蛋白尿。上述研究结果明确了Fyn信号通路激活在糖尿病肾病以及足细胞损伤中的发生机制及中心地位，同时足细胞特异性Fyn基因沉默可以逆转其下游激酶ROCK的活化，从而有效改善糖尿病肾病足细胞损伤，这为早期干预糖尿病肾病提供了新的理论依据和治疗手段，也为治疗其他以蛋白尿为主的肾脏疾病提供了新的思路