小鼠糖基化磷脂酰肌醇锚定高密度脂蛋白结合蛋白1（GPIHBP1）基因缺陷在糖尿病肾病中的作用及机制研究

Diabetic nephropathy (DN) is one of the most serious vascular complications of diabetes. GPIHBP1 is a recently discovered gene that promotes the triglyceride (TG) degradation of Lipoprotein lipase (LPL). Our preliminary study showed significantly increases of urinary albumine and glomerular hypertrophy in GPIHBP1 knockout (-/-) diabetic mice compared with controls. To clarify the role of GPIHBP1 gene in different periods of DN, GPIHBP1-/ - and GPIHBP1-/- X LDL-R-/- double-knockout mice were used after induction of diabetes. The renal function, histology and ultrastructure were detected. To study the possible mechanisms, the compositions of plasma lipids and renal free fatty acids were studied. Measurements of relative genes and proteins levels of lipid metabolism, oxidation, inflammation, fibrosis and podocyte were also studied. The in vitro studies using primary cultured mesangial cells of GPIHBP1-/- mice were performed to further investigate the mechanisms. These in vitro studies could also identify if the effect of GPIHBP1 gene is dependent on TG levels. This is the first time to identify the role and mechanism of GPIHBP1 gene in the DN. It might be provide a new pathway in DN, and have an important significance. This study also counts for clinical therapy of DN.

糖尿病肾病（DN）是糖尿病最严重的血管并发症之一。GPIHBP1是新近发现的促进脂蛋白脂酶（LPL）降解甘油三酯（TG）的基因。预实验发现GPIHBP1基因敲除（-/-）的糖尿病小鼠出现明显高于对照组的白蛋白尿及肾小球肥大。为明确GPIHBP1基因在DN中的作用及机制，本项目将利用GPIHBP1-/-及其与LDL-R-/-杂交的双基因敲除小鼠，制备成DN模型，研究GPIHBP1基因缺陷对不同时期DN的影响。通过对血脂、肾游离脂肪酸组分的检测,肾形态及超微结构的影响，肾脂代谢、氧化、炎症、促纤维化及足细胞代谢相关基因蛋白的检测明确其机制。体外GPIHBP1-/-小鼠原代肾小球系膜细胞培养，在更深入研究作用机制的同时，可明确GPIHBP1基因对DN的影响是否一定程度依赖TG水平的改变。本研究将首次阐明GPIHBP1基因在DN中的作用及机制，为临床治疗DN提供新思路。

糖尿病肾病（DN）和动脉粥样硬化（AS）性心血管病是糖尿病最严重、死亡率最高的大小血管并发症。糖基化磷脂酰肌醇锚定高密度脂蛋白结合蛋白1（GPIHBP1）是新近发现的促进脂蛋白脂酶降解甘油三酯（TG）的蛋白，其缺失可导致高TG血症。目前在糖尿病血管病变中的作用尚不清楚。本课题利用GPIHBP1-/-单敲及其与LDLR-/-杂交的双敲小鼠研究GPIHBP1基因缺陷对糖尿病DN及AS的影响及其机制。.实验一：结果显示：糖尿病4个月时，与WT小鼠相比，单敲小鼠肾重体重比、24小时尿量、24小时尿白蛋白排泄量、24小时尿肌酐、血肌酐、肌酐清除率明显增加，更严重的肾小球肥大、基质增生和脂质沉积；肾脂质组分卵磷脂（PC）占比重增高；肾免疫组化显示GKO组脂质过氧化产物4HNE、CD68以及 VCAM1明显高于WT 组。实时定量PCR 显示在糖尿病时，GPIHBP1基因缺陷可激活肾脏氧化应激、炎症及促纤维化相关基因的表达。提示GPIHBP1基因缺陷加重早期DN的进展。.实验二：结果提示与单敲鼠比：糖尿病3个月时，双敲小鼠出现24h尿白蛋白显著增加、肾小球肥大、基质增生、氧化及炎症增多的中期DN病变，有明显的脂质沉积。糖尿病5个月时，双敲小鼠出现部分肾小球萎缩(10%-15%)，严重的足突融合，氧化及炎症进一步增高，脂质沉积严重，出现晚期DN病变。糖尿病3个月时双敲小鼠主动脉和流出道AS明显加重，冠状动脉出现斑块；糖尿病5个月时双敲小鼠主动脉全长均发生AS，部分冠状动脉甚至出现堵塞，斑块稳定性具有时间依赖性的显著降低。斑块中VCAM1及4HNE较单敲小鼠显著增加，主动脉流出道显著扩张。.综上所述，GPIHBP1基因缺陷在糖尿病时可加重肾脏脂质沉积、引起脂质构成上的改变，激活肾脏氧化、炎症通路，促进肾脏基质增生，加重DN的进展。GPIHBP1基因缺陷在高胆固醇背景下，可促进主动脉全长、流出道及冠状动脉的AS损伤和斑块的不稳定性，糖尿病时进一步加重糖尿病AS损伤及晚期DN的进展，可能与脂代谢紊乱，氧化及炎症的激活相关。本研究将为临床治疗糖尿病AS及DN提供新思路和理论依据。