miR-21在缺血/缺氧耐受诱导的肾脏微循环中作用的研究

Acute kidney injury (AKI) is a common and critical disease. Ischemic / hypoxic renal injury is the main cause of AKI. Ischemia / hypoxia tolerance or ischemic preconditioning is found to be the most powerful endogenous measures to prevent ischemic organ injury so far. Recent study found that the protective mechanism of preconditioning could be change of some miRNAs expression such as miR-21. miR-21 is an important miRNA with multiple functions. Our preliminary study found that delayed ischemic preconditioning induced high expression of miR-21 in the kidney, and miR-21 was involved in the protection conferred by renal delayed ischemic preconditioning. This project intends to further explore the role of miR-21 in endothelial apoptosis, angiogenesis and vasodilation during the process of renal ischemia / hypoxia tolerance on basis of the previous work. The project will provide new ideas and theoretical basis for the study of AKI mechanisms and treatment strategies, and miR-21 could be a new effective target to prevent and treat renal ischemia/reperfusion injury in the future.

急性肾损伤是一种常见的临床危重病症，缺血/缺氧肾损伤是急性肾损伤的主要发病原因，缺血/缺氧耐受或缺血预适应是迄今为止发现的最强有力预防缺血性器官损伤的内源性措施。最新研究发现预处理能通过诱导某些miRNAs如miR-21等表达的变化产生脏器的保护作用，miR-21是具有多种功能的重要miRNA，项目组前期工作发现晚期缺血预适应诱导肾脏miR-21高表达，并且miR-21参与肾脏晚期缺血预适应的保护作用，本研究拟在前期工作的基础上进一步探讨肾脏缺血/缺氧耐受中血管内皮细胞miR-21在内皮细胞凋亡、血管新生以及血管舒张三方面的作用，为研究急性肾损伤的修复机制及治疗策略提供新的思路与理论依据，并且miR-21将来可能是肾脏I/R损伤的一个非常有效的新靶点之一。

缺血缺血/缺氧肾损伤是急性肾损伤的主要发病原因，缺血/缺氧耐受或缺血预适应是迄今为止发现的最强有力预防缺血性器官损伤的内源性措施。我们前期研究发现缺血预处理能通过诱导miR-21，保护肾脏减轻I/R损伤。然而到目前为止对血管内皮细胞在肾脏缺血性损伤及缺血/缺氧耐受中的作用研究甚少。本研究拟在前期工作基础上进一步探讨血管内皮细胞miR-21在肾脏缺血/缺氧耐受中作用及机制。我们依照研究计划，我们首先建立了经典的体外细胞缺氧（1%O2物理低氧和CoCl2化学低氧模型）、晚期缺血预适应和氯化钴预处理构建肾脏缺血缺氧耐受模型小鼠模型，观察急性缺血/缺氧条件下，HUVEC细胞和小鼠肾组织及管周内皮细胞中miR-21的表达变化，在此基础上进行一系列的后续研究。我们分别研究miR-21在肾脏缺血/缺氧耐受中血管内皮细胞的抗凋亡、促血管新生和调控血管舒张的作用。我们在实验中发现缺氧（体外）和肾脏预缺血（体内）同样诱导血管内皮细胞miR-21高表达。一方面，我们通过体外（细胞低氧模型）和体内（肾脏晚期缺血预适应模型）研究中证实miR-21通过抑制PDCD4，减少血管内皮细胞凋亡，减轻肾脏缺血/再灌注损伤。另一方面，通过生物信息学发现，我们寻找到重要的抗血管新生因子血小板反应蛋白(thrombospondin-1，TSP-1)为预测的miR-21靶基因，并通过荧光素酶报告基因检测，证实miR-21与TSP-1 3’UTR结合，并在体外低氧培养的内皮细胞中证实miR-21对TSP-1的抑制作用，进一步在氯化钴诱导的肾脏缺血/缺氧模型中，氯化钴明显上调肾脏HIF-1α和miR-21表达，并抑制TSP-1表达。利用LNA anti miR-21抑制氯化钴诱导的miR-21，证实miR-21通过抑制TSP-1，增加再次缺血/再灌注后肾脏血管新生，减轻肾脏损伤。明确HIF不仅通过VEGF而且可能通过miR-21/TSP-1途径，调节血管新生。最后。我们在体外内皮细胞研究中，发现诱导miR-21可通过抑制PTEN, 上调pAKT和eNOS表达；抑制miR-21或抑制AKT活化，则eNOS表达下降，该实验提示miR-21可能通过PTEN/PI3K/AKT通路间接调控eNOS。本项目的研究成果为研究急性肾损伤的修复机制及治疗策略提供新的思路与理论依据，并且为今后miRNAs在肾脏疾病中作用的研究提供思