MAM脂质代谢关键蛋白在2型DN异位脂肪沉积及脂质肾损伤中的作用与机制研究

Diabetic nephropathy (DN) is a common secondary chronic kidney disease, the pathogenesis is unclear. Recent studies have found that the ectopic lipid deposition （ELD）in renal tissue which induced kidney injury plays a key role in type 2 DN progression, but the mechanism is unknown. Mitochondria associated endoplasmic reticulum (MAM) microenvironment is a new concept, including mitochondria, MAM, endoplasmic reticulum, which are related to tumor, obesity and diabetes mellitus. We found that the FACL4, PACS-2, CAV1, GSTK1 expression of MAM microenvironment were abnormalities in kidney tissues in the type 2 DN animal model,which was closely related to lipid synthesis and transport in the MAM, but their role and mechanism in renal ELD and their lipid renal injury in DN remains to be elucidated. Based on the previous studies by our group, the morphological and functional changes of MAM microenvironment in type 2 DN renal tissue were observed for the first time by using conditioned gene overexpression or knockout mouse model, ultrastructural analysis and molecular biology methods. The effect and related mechanism of FACL4, PACS -2, CAV1, GSTK1 in fat metabolism imbalance and lipid renal injury in type 2 DN will be identified. The aim of this subject is to open up a new field in DN research, reveal the new mechanism of ELD and lipid kidney injury in type 2 DN. This study will be provided a new molecular target for preventing DN progression.

糖尿病肾病（DN）是常见的继发性CKD，发病机制尚不清。最近发现2型DN患者肾组织存在异位脂肪沉及脂质肾损伤，并与疾病进展相关，但机制不明。线粒体相关内质网膜（MAM）微环境由线粒体、MAM、内质网组成，与肿瘤、肥胖、糖尿病发生有关。我们通过组学发现2型DN动物模型肾组织及MAM中与脂质合成及转运密切相关的FACL4、PACS-2、CAV1、GSTK1表达异常，但其在DN脂质肾损伤中作用与机制不明。项目采用条件性过表达或基因敲除小鼠DN模型、超微结构形态分析、分子生物学方法等，首次观察2型DN肾组织细胞MAM微环境形态与功能变化，探讨FACL4、PACS-2、CAV1、GSTK1独立或协同作用对2型DN肾组织异位脂肪沉积及脂质肾损伤的影响与机制，鉴定2型DN脂质肾损伤的关键分子，旨在开辟DN发病机制研究的新领域、揭示2型DN肾组织异位脂肪沉积及脂质肾损伤的新机制、为防治DN进展提供新靶点。

项目按照原计划开展了以下5个方面研究：① 探讨了MAM及其关键蛋白DsbA-L、PACS-2等在2型DKD患者肾组织表达及其在肾小管细胞MAM微环境形态中的变化与作用，分析了它们与糖尿病肾脏异位脂肪沉积及脂质肾损伤的关系。② 采用近曲小管上皮细胞特异性基因敲除DsbA-L、PACS-2、FACL4，全基因敲除CAV1小鼠，观察了它们在STZ+HFD诱导的非胰岛素依赖的2型DKD小鼠肾组织中对小管细胞MAM微环境重塑、异位脂肪沉积及脂质肾损伤的作用，研究了它们在DKD小管细胞脂质损伤中的作用与机制。③ 研究了高葡萄糖、高脂对DsbA-L、PACS-2基因转录、蛋白表达、转录后修饰及其在小管上皮细胞MAM微环境质量控制中的作用与机制。④ 研究了线粒体损伤后mtDNA释放到胞质激活细胞炎症反应、炎症小体NLRP3 异常激活及mtROS过度产生激活TXNIP/NLRP3/IL-1β加重DKD小管炎症损伤、HIF-1α激活Notch-1 调控肾脏纤维化等DKD肾脏慢性炎症纤维化调控新机制。⑤ 探讨了DM新分型、DKD诊断新生物标记物、病理新特征及其临床价值。项目负责人作为通讯作者在Kidney international、Diabetes等杂志共发表SCI论文40篇（2篇封面论文），其中Q1区26篇。总IF=252.9（＞10分4篇，＞5分25篇）；总引用563次，单篇最高引用188次。课题负责人2021年被斯坦福大学入选“全球前2%顶尖科学家”榜单，2022年入选“全球顶尖前10万科学家”。项目执行期间培养出国家优青 1人、湖南省杰青2名、博士生17名、硕士生9名；项目负责人作为主编（1/2）出版《临床肾脏病学》专著1部（人卫出版社，2018年，212万字），作为主译牵头人翻译肾脏病世界经典名著《Brenner kidney》第11版（中国科技出版社，2022，532万字），参加国内外学术会议10余次。本项目阐明了DKD小管细胞MAM偶联异常与脂质肾损伤的关系；揭示了MAM关键蛋白DsbA-L、PACS-2 及CAV1在DKD小管损伤中的作用与机制，为防治DKD脂质损伤提供了重要实验依据。