转录调控因子Mxi1修复系膜增生性肾炎的作用机制

Mesangial proliferative glomerulonephritis (MesPGN), which includes IgA nephropathy, is the most common cause of uremia in China. MesPGN is characterized by increased mesangial cell proliferation and effective inhibition of mesangial proliferation can delay or reverse disease progression. In the previous Key project of National Natural Science Foundation (evaluated as A), we have found that transcription factor Mxi1 can inhibit mesangial cell proliferation, but its effects and mechanisms in vivo are still unclear. This project will take prophase highlight transcription factor Mxi1 as point of research，construct the mesangial proliferative glomerulonephritis animal model using transgenic mice and Mxi1 knockout mice, compare their pathological changes to observe the influence of different Mxi1 expression level on mesangial proliferation in vivo; screen out and verify the target moleculars of Mxil using gene chip and protein profiling; identify Mxil interaction moleculars and signal pathway and find out the specific target sequence in which Mxi1 combines with its downstream moleculars using luciferase reporter gene. This research will clarify the mechanism of transcription factor Mxi1 on repairing MesPGN, provide some new and accurate drug targets to treat MesPGN in clinic and take out a patent.

包括IgA肾病在内的系膜增生性肾炎（MesPGN）是我国尿毒症的首要原发病。MesPGN的核心是系膜细胞增殖，抑制系膜细胞增殖可延缓或逆转疾病进展。我们在已结题的国家自然科学基金重点项目（验收评价为优秀A）中新发现，转录调控因子Mxi1可抑制系膜细胞增殖，但其在体内的作用及机制不明。本项目以前期发现的亮点转录调控因子Mxi1为切入点，通过转基因和基因敲除构建过表达或低表达Mxil的基因修饰小鼠，制作MesPGN模型，比较基因修饰鼠和野生鼠的差异，观察过表达或低表达Mxil对体内系膜增殖的影响；通过基因芯片和蛋白质谱技术，筛选和验证Mxil的下游靶分子；发现并验证Mxil的相互作用分子及调控下游靶分子的信号通路，通过荧光素酶报告基因鉴定Mxi1与下游分子结合的特异靶序列。明确转录调控因子Mxi1修复MesPGN的作用机制，为临床有效治疗MesPGN提供新的准确的药物靶标并获得发明专利。

系膜增生性肾炎（MesPGN）是我国尿毒症的首要原发病。MesPGN的核心是系膜细胞增殖，抑制系膜细胞增殖可延缓或逆转疾病进展。在前期的研究中我们发现转录调控因子Mxi1可抑制体外培养的系膜细胞增殖，但其在体内的作用及机制不明。本项目在前期研究基础上，以转录调控因子Mxi1为切入点，通过生物信息学方法分析二维液相色谱联合质谱（2D-LC/MS）技术筛选获得的野生型小鼠（Mxi1+/+小鼠）与Mxi1基因敲除小鼠（Mxi1-/-小鼠）肾小球差异表达蛋白质的功能，发现差异表达蛋白主要与代谢、细胞周期、凋亡等生物学过程有关，参与包括ERK信号通路在内的多条信号通路，对差异表达蛋白质中可能与细胞增殖有关的蛋白进行验证，表达变化趋势与2D-LC/MS结果基本一致，这些蛋白质可能与Mxi1影响系膜细胞增殖的作用相关。而后我们利用Mxi1+/+小鼠及Mxi1-/-小鼠建立竹叶青蛇毒素诱导的系膜增生性肾炎（Habu肾炎）模型，并观察了Mxi1基因敲除对病变程度及病情进展的影响：Mxi1基因敲除可使小鼠系膜细胞增殖程度增高，可见Mxi1基因敲除对系膜增生性肾炎模型的病理变化产生重要影响，同时对蛋白质组学技术发现的ERK信号通路蛋白进行检测发现Mxi1-/-小鼠p-ERK1/2的表达水平显著高于Mxi1+/+小鼠，提示在病变过程中Mxi1基因敲除引起的系膜细胞增殖水平升高与ERK1/2通路的进一步激活有关。另一方面我们发现Mxi1-/-小鼠在模型建立初期病理表型明显重于Mxi1+/+小鼠，具体表现为系膜溶解程度更高，细胞凋亡水平更高，同时Mxi1-/-小鼠肾小球内免疫炎症相关因子CXCL10升高，即Mxi1基因缺失通过上调细胞凋亡水平，诱导免疫炎症相关因子CXCL10表达加重小鼠Habu肾炎病理表型。体外研究证实Mxi1基因缺失通过TLR-IRF3信号通路诱导小鼠系膜细胞(mouse mesangial cells,MMC)内CXCL10表达，进一步研究结果发现CXCL10通过caspase3依赖的凋亡途径诱导系膜细胞的凋亡。以上研究成果为日后系膜增生性肾炎特别是肾小球系膜细胞改变引起的肾小球疾病的治疗提供了可能的干预靶点，为疾病的临床治疗提供理论基础。