NEK7在急性肾小管损伤中的作用及机制研究

Acute kidney injury (AKI) is a common clinical syndrome with no satisfactory therapeutic options. Although a number of studies related to the pathogenesis of AKI have been extensively performed, the mechanisms of AKI pathology are still uncertain. Recently, NIMA-related kinase 7(NEK7) was reported to have protective role in regulating telomeres stabilization by phosphorylation of telomeric repeat binding factor 1(TRF1). Our preliminary data showed that NEK7, shelterin subunits TRF1 and TRF2 were up-regulated in kidney tissues of AKI mice and cisplatin-treated RTECs. Transfection of NEK7 plasmid significantly up-regulated the expression of TRF1. Overexpression of NEK7 in kidneys of mice via hydrodynamic-based gene delivery approach or in RTECs in vitro significantly alleviated tubular injury induced by cisplatin, while silencing of TRF1 significantly aggravated cisplatin induced RTEC apoptosis in vitro. Thus, we hypothesized that NEK7 might be of importance in the protection of kidney from acute injury by modulating shelterin stability. Overexpression or activation of NEK7 may protect against AKI by increasing the stability of shelterin complex to maintain telomere chromatin structure and integrity. The current project is expected to uncover a protective role of NEK7 against AKI and provide novel therapeutic targets for prevention and therapy of AKI.

AKI具有很高的发病率和死亡率，临床干预手段有限，发病机制也不十分清楚。近期研究显示，NKE7可通过与端粒蛋白复合体组份TRF1相互作用来保护端粒，减轻细胞损伤。我们的预实验也发现，在顺铂诱导的AKI小鼠肾脏及肾小管上皮细胞中，NEK7及端粒蛋白复合体组份TRF1、TRF2的表达均上调；NEK7过表达可以上调TRF1的表达；体内、外过表达NEK7均可减轻顺铂引起的肾小管上皮细胞损伤；而敲低TRF1则增加顺铂诱导的肾小管细胞凋亡。以上结果提示：AKI过程中，NEK7的表达上调可以通过作用于端粒蛋白复合体来维持端粒的稳定，减轻细胞损伤；主动上调NEK7的表达，有可能通过加强端粒的稳态而有效拮抗AKI的发生和发展。本课题的完成不但有助于阐明AKI过程中，NEK7对肾小管上皮细胞的保护作用及机制，还将为临床防治AKI提供新的干预靶点。

KI具有很高的发病率和死亡率，且临床干预手段有限。业已证实，发生AKI时，肾小管上皮细胞是肾脏的主要受损细胞，探讨肾小管上皮细胞损伤的机制并寻找有效的干预靶点，是防治AKI的有效策略。.（1）NEK7在顺铂引起的急性肾小管损伤中发挥保护作用.本课题研究结果证明在体内外顺铂引起的急性肾小管损伤模型中，NEK7的表达上调；肾小管上皮细胞特异性NEK7敲除或在体外培养的肾小管上皮细胞中敲低NEK7，可加重顺铂诱导的损伤，加重肾脏组织病理损伤及炎症水平，加重肾功能损伤；而通过基因过表达技术进一步上调NEK7表达，可减轻顺铂诱导的肾小管上皮细胞损伤，减轻肾脏组织的病理损伤及炎症浸润程度，并改善肾功能。以上结果说明，NEK7在顺铂引起的急性肾小管损伤中发挥保护作用。进一步探讨其机制，结果显示NEK7可能是通过作用于端粒蛋白复合体成分TRF1，维持端粒的稳定，从而减轻细胞损伤。.（2）NEK7加重缺血再灌注引起的急性肾小管损伤.与顺铂引起的急性肾损伤不同，在缺血再灌注引起的小鼠AKI模型中，肾小管上皮细胞特异性NEK7敲除可减轻缺氧复氧诱导的肾小管上皮细胞损伤，减轻肾脏组织的病理损伤及炎症浸润程度，并改善肾功能。已有报道NEK7参与NLRP3炎症小体的活化，进而诱导caspase-1活化并促进IL-1β和IL-18等的成熟和分泌，从而促进炎症反应发生。因此，推测在缺血再灌注引起的急性肾小管损伤中，其机制主要是通过NLRP3炎症小体介导的。.综上，本课题明确了NEK7在顺铂及缺血再灌注引起的肾小管上皮细胞损伤中发挥不同的作用，并初步阐明其在不同病理机制下的作用机制。在顺铂引起的急性肾小管损伤，NEK7主要通过维持端粒及DNA的稳定，从而减轻细胞损伤；而在缺血再灌注引起的急性肾小管损伤中，NEK7可能通过介导NLRP3炎症小体，促进炎症因子释放，加重肾小管损伤。因此，在应用中需要针对不同的病理损伤因素，来决定对NEK7进行激动或抑制，以达到防治AKI的目的。