miR-128/Nrf2信号通路在糖尿病肾病发生、发展中的作用研究

Diabetic nephropathy (DN) is the leading cause of end stage renal disease. However it still lacks effective methods for the prevention of DN. Oxidative stress plays an important role in the pathogenesis of DN. Nuclear factor (erythroid-derived 2)-like 2 (Nrf2) is the key factor to govern antioxidant redox system. Our group has demonstrated that Nrf2 is the key factor in prevention from DN. Therefore, Exploring and developing effective and nontoxic Nrf2 activators have become a hot spot in the research on DN. A microRNA binds the mRNA of target gene, leading to the inhibition of gene expression. By using bioinformatics method we identified Nrf2 mRNA to be the target of miR-128, which was confirmed by our preliminary study in high glucose-treated mouse mesangial cells. Thus miR-128 may contribute to the pathogenesis and progression of DN through the inhibition of Nrf2. The present project aims to test the effects of miR-128 specific inhibitor and mimic on Nrf2 signaling and renal injury, and how Nrf2 gene deletion affects miR-128 inhibitor protection against DN. The present project may be the first to establish the role of miR-128/Nrf2 signaling pathway in the pathogenesis of DN, which may thereby provide novel strategy and method for DN management. The implementation of this project has important theoretical significance and social value.

糖尿病肾病(DN)是导致终末期肾病的重要原因，目前尚缺乏有效预防手段。氧化应激是DN的重要发病机制，核因子相关因子2(Nrf2)是机体抗氧化系统的核心因子。本项目组的前期工作已证实Nrf2是预防DN发生、发展的关键因子。因此，探索、开发有效、无毒的Nrf2激动剂是防治DN的新热点。microRNA可与靶基因mRNA互补结合，导致靶基因表达抑制。通过生物信息学方法，我们预测到miR-128的靶基因为Nrf2并且在高糖处理的小鼠系膜细胞中得到证实。因此miR-128极可能通过抑制Nrf2诱导DN的发生、发展。本项目观察miR-128特异性抑制和模拟剂对糖尿病小鼠肾脏Nrf2及肾脏损伤的影响；并观察Nrf2基因敲除对miR-128特异性抑制剂减轻DN作用的影响。本研究的实施将可能首次阐明miR-128/Nrf2信号通路为DN发病新机制，为DN防治提供新思路和新方法，具有重要的理论意义和社会价值。

糖尿病是严重威胁人类健康的慢性疾病，其流行已成为国家重大公共卫生问题。各种血管并发症是糖尿病致死、致残的主要原因。糖尿病肾病是糖尿病严重的血管并发症，是导致终末期肾脏病的主要原因，预后极差，严重威胁居民健康和生命，给社会经济造成沉重负担。本项目聚焦糖尿病肾病发病分子机制，以激活机体细胞抗氧化防御体系核心调控因子Nrf2为切入点，深入探讨糖尿病肾脏中Nrf2上游调控分子机制，已发现乙酰化的P53、sirtuin 1、microRNA-34a、histone deacetylase、P300、mouse double minute 2、c-Jun N-terminal kinase、microRNA-200a等多个上游关键分子靶点，揭示了Nrf2基因转录水平调控机制，以及Nrf2的关键负调控蛋白Kelch-like ECH-associated protein 1(KEAP1)基因转录水平及转录后修饰水平调控机制，突破了“通过小分子抑制剂使KEAP1变构失活、激活Nrf2”传统理念和方法，为Nrf2的活化提供了多个有效分子靶点和新思路。以这些分子靶点为靶标，发现并证实了功能性植物化学物如绿茶主要功效成分epigallocatechin gallate、萝卜硫素sulphoraphane，功能性食物成分/可溶性膳食纤维肠道分解代谢产物sodium butyrate对糖尿病肾病以及动脉内皮功能障碍的保护作用并阐明了其作用机制；同时，应用这些分子靶点的特异性小分子干预剂如pifithrin‐α、SRT2104、microRNA特异性抑制剂和模拟剂、C646、nutlin3a、SP600125等对糖尿病并发症进行针对性干预，验证靶点的特异性和有效性。本项目共资助发表SCI科研论文12篇（项目负责人作为第一作者1篇，通讯作者11篇），其中2篇发表在氧化还原生物学顶级杂志Free Radical Biology & Medicine (5年影响因子6.326)，其余研究成果亦发表在行业优秀杂志，取得国际该研究领域学术界的认可。本项目的实施和完成为糖尿病肾病等糖尿病并发症提供了多个关键、有效的分子靶点，为糖尿病人群血管并发症的干预提供了多个有效手段，具有重要的理论价值和社会经济意义。