Sirt1在高糖诱导的肾小管上皮细胞ACE2表达下调中的作用及机制研究

The downregulation of angiotensin converting enzyme 2 (ACE2) in renal tubular epithelial cells plays an important role in the development of diabetic nephropathy, and the mechanism of which is unclear. It is suggested that the silent information regulator 1 (Sirt1) could regulate cellular oxidative stress, the activity of a disintegrin and metalloproteinase 17 (ADAM17) and its endogenous inhibitor tissue inhibitor of metalloproteinase 3 (TIMP3). This might be involved in the regulation of ACE2 expression and shedding. In this study, diabetic rat models and cultured rat renal tubular epithelial cells were employed to observe the effects of Sirt1 on ACE2 expression and shedding in the high glucose condition. On the basis of the above, Sirt1 specific agonist and Sirt1 specific siRNA were used to investigate the changes of cellular oxidative stress, TIMP3/ADAM17 balance and its relationship with ACE2 expression. These results would reveal the effects of Sirt1 on renal tubular epithelial cells ACE2 expression and its potential molecular mechanism under high glucose condition, which might provide more evidence for elucidating the role of ACE2 in diabetic nephropathy.

高糖状态下肾小管上皮细胞血管紧张素转化酶2（ACE2）表达下调在糖尿病肾病的发生发展中具有重要作用，其中ACE2下调的机制尚未明确。研究提示沉默信息调节因子1（Sirt1）可以调节细胞氧化应激水平，影响去整合素-金属蛋白酶17（ADAM17）及其内源性抑制物金属蛋白酶组织抑制剂3（TIMP3）的活性，从而可能参与ACE2表达和剪切的调控。本项目拟采用糖尿病大鼠模型及体外培养的大鼠近端肾小管上皮细胞为研究对象，观察高糖状态下Sirt1对ACE2表达和剪切的影响。在此基础上，分别应用Sirt1特异性激动剂及Sirt1特异性siRNA干预上述过程，探讨细胞氧化应激水平、TIMP3/ADAM17活性变化及其与ACE2表达的关系。结果将揭示高糖状态下Sirt1对肾小管上皮细胞ACE2表达的调控及其潜在分子机制，为阐明ACE2在糖尿病肾病中的作用提供新的实验依据。

糖尿病肾病（diabetic nephropathy, DN）是糖尿病患者常见且严重的并发症，也是终末期肾脏病的首位病因。探讨DN潜在的发病机制及可能的防治措施，对于延缓DN进展具有重要的理论价值和实践意义。糖尿病状态下肾脏ACE2表达水平下调与糖尿病肾病的发生发展密切相关，但其机制目前仍不完全明确。既往研究提示，沉默信息调节因子1(silent information regulator 1, Sirt1)可能参与DN肾小管ACE2的表达调节，但详细分子机制不清。.本课题紧密围绕高糖诱导的肾小管上皮细胞ACE2表达调控及其机制进行探讨，首先通过动物实验明确高糖状态下肾小管上皮细胞ACE2的表达、剪切以及Sirt1对ACE2的调控作用。其次，在体外研究中，从TIMP3/ADAM17平衡和氧化应激两个角度深入探讨Sirt1对ACE2调控作用的分子机制，并通过相应的药物干预进一步反向验证这种机制。以明确高糖环境下Sirt1对ACE2的表达调控作用。.研究结果显示，糖尿病大鼠肾组织ACE2表达下降，应用Sirt1激动剂可以上调大鼠肾脏中Sirt1的表达，进而引起ACE2表达的升高，提示Sirt1能够逆转高糖诱导的肾组织ACE2表达下调。进一步研究发现，高糖条件下体外培养的肾小管上皮细胞Sirt1、ACE2的表达降低，TIMP3表达下调，而ADAM17的表达升高，TIMP3/ADAM17比例失衡。给予Sirt1激动剂后，肾小管上皮细胞ACE2的表达增加，TIMP3上调，ADAM17的表达下降。给予Sirt1 siRNA抑制Sirt1的表达，可使TIMP3下调，ADAM17的表达增加，ACE2的表达降低。提示糖尿病状态下Sirt1可能通过调节TIMP3/ADAM17的平衡进而调控肾小管上皮细胞ACE2的表达。.本课题从体内研究和体外研究两个层面深入探讨了糖尿病状态下肾小管上皮细胞ACE2表达的变化及Sirt1对其调控作用，并揭示了这种调控作用的分子机制。研究结果进一步证实了Sirt1和ACE2在糖尿病发生发展中的作用，提示通过干预肾脏Sirt1进而调节ACE2表达有望成为糖尿病肾病治疗的一个潜在靶点。