钙调神经磷酸酶在肾病足细胞损伤中的作用及分子调节机制

Although the studies abroad and ours’ have found podocytes were the target of calcineurin inhibitors beside the T cells and so on, the activation, expression, role and the regulation mechanism of calcineurin in nephropathy and podocyte injury are not very clear. With the calcineurin in podocytes as a starting point, the present study will explore the activation and expression of calcineurin in kidney and podocyte through the nephrotic rats and podocyte injury model, also will explore the role of calcineurin Aα and Aβ through the podocyte-specific knockout mouse and knockdown cells model in nephropathy and podocyte injury. Moreover, our study will confirm that calcineurin may be regulated by both calmodulin and calpain in renal disease and podocyte injury. The aim of this study will not only deepen the understanding of the role of calcineurin in renal disease and podocyte injury, but also give a new theory in application of calcineurin inhibitors as the "old drug" in treating kidney diseases, and provide experimental data for reasonable application of calcineurin inhibitors in clinical practice in the future.

尽管已有的国外及我们前期研究发现钙调神经磷酸酶抑制剂除作用于T细胞等细胞外，足细胞亦为钙调神经磷酸酶抑制剂作用的靶细胞，但肾病及足细胞损伤时钙调神经磷酸酶的表达和活性变化、作用及调节机制并未澄清。本课题以足细胞中钙调神经磷酸酶为研究切入点，通过肾病大鼠及足细胞损伤模型探讨钙调神经磷酸酶的在肾病足细胞损伤中的表达和活性变化，通过特异性“敲除”和“敲低”钙调神经磷酸酶Aα和Aβ亚型证实其在肾病足细胞损伤中的重要作用；进而应用特异性抑制剂以及“敲低”技术探讨并证实我们前期实验创新性提出的肾病足细胞损伤时钙调神经磷酸酶可能受calmodulin和calpain的双重调节。探讨并不断解决该科学问题，不但补充了对肾病足细胞损伤中钙调神经磷酸酶作用的理解，理论上具有创新性，而且可能为钙调神经磷酸酶抑制剂这一“老药”在肾病治疗的药理作用机制补充新理论，为临床更合理应用钙调神经磷酸酶抑制剂提供客观实验数据。

钙调神经磷酸酶（Calcineurin）抑制剂环孢素A和他克莫司已经被广泛应用于治疗肾脏疾病，作为此类药物直接作用靶点calcineurin也已经被证实在蛋白尿性肾病中起到重要作用，然而，calcineurin在肾脏以及其固有细胞中如何变化却仍然不清楚。本研究证实在足细胞损伤时calcineurin存在异常激活。足细胞损伤时，激活的calpain可以调节calcineurin蛋白和活性，使全长60kDa calcineurin蛋白表达减少， 45kDa的剪切片段蛋白表达升高，活性结构域暴露， calcineurin活性也随之升高。.Calcineurin是一种丝/苏氨酸磷酸酶，广泛表达于各个组织系统中，主要通过去磷酸化其下游底物而发挥其生物学作用。本研究证实CaN的下游底物WAVE1和cofilin-1（二者均为足细胞骨架蛋白分子）参与了足细胞损伤，且CaN抑制剂（CsA）可以通过调节足细胞上CaN下游底物（WAVE1和cofilin-1）而发挥其保护作用。.我们的研究证实了CsA的直接作用底物calcineurin在足细胞损伤时的变化及调节机制，并且进一步证实了calcineurin的下游底物WAVE1和cofilin-1，（足细胞骨架相关蛋白）在足细胞损伤中的作用。本研究从足细胞骨架蛋白分子的角度阐明CsA抗蛋白尿作用的机制，对于减少抗蛋白尿性药物的副作用及靶向性药物的研制奠定理论基础，同时也揭示了防治蛋白尿的潜在分子靶点。