Shh诱导肾成纤维细胞Gremlin活化在肾纤维化中的作用和机制研究

Renal fibrosis is the significant pathological basis of chronic chronic kidney disease, and fibroblasts proliferation and differentiation into myofibroblast is the key link of renal fibrosis. Our former research showed that Gremlin was the key factor in the development of renal fibrosis, but the specific regulation mechanism was still unclear. Our early studies indicated that when Shh.induced fibroblasts proliferation and activation, the expression of Gremlin increased. Gremlin can antagonist the effect of BMP-7 and the activation of FGF2 signaling pathway may be the main mechanism of fibroblast proliferation and activation. In this project, we plan to choose NRK-49F cells and unilateral ureteral obstruction mice as the object of the research, we will define the role of Shh in the regulation of Gremlin expression and its relationship with renal fibrosis. The underlying mechanism of Shh/Gremlin signal and the fibroblasts proliferation and activation will be investigated. Through this project, we can reveal the molecular mechanism of the proliferation and activation of fibroblasts. Then we can make clear the role of Gremlin in the renal fibrosis. The purpose of this study provides us a new idea for the prevention and treatment of renal fibrosis.

肾纤维化是慢性肾脏病的重要病理改变，成纤维细胞增殖与活化是其进展的核心环节。我们既往研究发现Gremlin是介导肾纤维化的关键因子，但调控Gremlin的机制并不明确。我们前期研究提示肾小管上皮细胞分泌的Sonic Hedgehog（Shh）可能通过上调Gremlin诱导了肾成纤维细胞增殖与活化，而Gremlin表达上调对BMP-7的拮抗及随后FGF2信号通路的活化或许是成纤维细胞增殖与活化的主要机制。为证实上述推测，我们拟以NRK-49F细胞和单侧输尿管梗阻小鼠为研究对象，明确Shh调控成纤维细胞Gremlin表达的作用及与肾纤维化之间的密切关联；探讨Shh/Gremlin信号活化诱导成纤维细胞增殖与活化的深层机制。本项目将深入阐明肾小管上皮细胞分泌的致纤维化因子促进间质成纤维细胞增殖与活化的作用机理，并进一步确立Gremlin介导肾纤维化的新机制和重要地位，为肾纤维化的防治提供新思路。

Sonic hedgehog protein(Shh)和Gremlin 1分别在胚胎发育、组织再生和器官发生过程中发挥重要作用。胚胎肢体发育时，Shh 通过调控 Gremlin 1 精确调节肢体形态、结构的发育，那么在肾间质纤维化（renal interstitial fibrosis, RIF） 这一病理过程中，这两者关系是否会重新激活，进而参与 RIF 发病机制尚不清。.在本研究中，我们研究了Shh和Gremlin 1在不同病理的CKD患者肾活检标本肾小管中的作用。在体外研究中，用重组Shh蛋白刺激肾成纤维细胞(NRK-49F) 12、24或48小时。western blotting分析Gremlin 1和BMP-7蛋白的表达。磷酸化的Smad1/5/8是BMP-7活性的标志，通过western blot检测其水平。用Gremlin 1 siRNA转染NRK-49F细胞，以确定Gremlin敲除对Shh治疗后肾成纤维细胞增殖和活化的影响。.结果:随着RIF期的增加，Shh和Gremlin 1的表达逐渐增加。肾小管上皮细胞上Shh表达增加，肾小管上皮和肾间质细胞上Gremlin 1表达增加。Shh、Gremlin 1与血尿素氮、血清肌酐呈正相关，与eGFR呈负相关。Shh与Gremlin 1表达呈正相关。在体外实验中，随着Shh的增加，Gremlin 1的表达随时间的延长而显著增加。与此同时，BMP-7表达水平下降，磷酸化的Smad1/5/8蛋白水平下调。此外，siRNA转染Gremlin1能够恢复BMP-7信号活性，并减弱Shh诱导的肾成纤维细胞增殖和活化。.意义:Shh/Gremlin信号通路的激活促进了肾成纤维细胞的增殖和激活，抑制Shh/Gremlin信号通路可能在治疗纤维化肾病中具有潜在的治疗价值。