脂联素调控足细胞Wnt信号通路保护糖尿病肾病的机制研究

糖尿病肾病（DN）是引起终末期肾病的主要病因，蛋白尿是DN的主要特点，蛋白尿与足细胞数量减少和功能受损密切相关，新近研究发现，过度激活的Wnt信号可导致足细胞功能异常，引起蛋白尿，促进DN的发生。而血浆脂联素水平与蛋白尿呈负相关，可能是DN的保护因子，我们前期研究发现，脂联素可通过激活AMPK并介导Sp1转录活性而调控富含GC元件基因的转录。故推测脂联素在足细胞可通过AMPK-Sp1通路调控富含GC元件的Wnt抑制因子1的表达，并与Wnt信号通路产生对话，从而影响足细胞的功能。本课题首先在体外观察脂联素对Wnt及足细胞凋亡及其结构蛋白nephrin、podocin的表达及连接蛋白ZO-1膜转位的影响，并探讨其机制；然后观察脂联素基因敲除小鼠在转染表达脂联素腺病毒载体前后肾脏足细胞Wnt及其下游蛋白表达的变化，以及对蛋白尿的影响，旨在探讨DN新的发病机制，这对寻找DN新的治疗手段具有重要意义

糖尿病是影响当今社会人类健康的主要疾病，而DN更是导致糖尿病死亡的主要原因。DN早期的改变主要是蛋白尿，有研究表明，脂联素水平与蛋白尿呈负相关，而肾小球足细胞功能的受损是导致蛋白尿的直接原因之一，脂联素与足细胞功能的关系研究正渐被关注，但其确切的作用机制还不很清楚，我们通过高糖和PAN处理体外培养的小鼠永生系足细胞，利用AnnexinV/PI和TUNEL法测定足细胞的凋亡率，并通过realtime PCR和western blotting方法检测足细胞的标志蛋白Synaptopodin的表达，观察脂联素干预前后足细胞凋亡率和Synaptopodin的表达变化，再分别用AMPK活性调节剂、AMPK siRNA及Wnt/β-catenin信号通路调节剂干预足细胞，并检测Synaptopodin表达的变化，探讨脂联素对足细胞的保护作用及其机制。再利用糖尿病肾病小鼠动物模型，在体内观察脂联素对小鼠肾脏结果和Synaptopodin表达的变化。研究结果发现，在高糖或PAN环境下，足细胞凋亡率明显增加，在添加脂联素之后足细胞凋亡率有所降低，并且检测到凋亡相关蛋白 Bax 、caspase3的mRNA表达量降低，bcl-2的mRNA表达量升高，说明脂联素能够抑制足细胞的凋亡。另外，脂联素可以明显促进足细胞synaptopodin mRNA和蛋白的表达，AMPK激动剂AICAR促进synaptopodin表达，而AMPK抑制剂CompC和AMPKα1-siRNA抑制了synaptopodin的表达，GSK-3β抑制剂氯化锂和GSK-3β的siRNA抑制synaptopodin表达。结果提示这种作用可能是通过AMPK和Wnt/β-catenin信号通路进行的。体内实验结果发现，光镜病理显示糖尿病小鼠肾小球肥大、肾小管扩张，电镜病理显示糖尿病小鼠肾脏足细胞足突明显减少，脂联素干预糖尿病小鼠实验目前正在进行，除观察脂联素干预前后肾脏病理改变和足细胞的结构改变后，再用免疫组化方法检测Synaptopodin表达水平的变化。结论是，脂联素可以明显改善高糖和PAN导致的足细胞凋亡增加的现象，并促进足细胞synaptopodin的表达，而且这种作用可能是通过AMPK和Wnt信号通路进行的。这一发现为DN的治疗和预防提供新思路，同时也为有效信号转导分子的干预研究提供了理论依据。