一种新IgA结合蛋白的纯化、鉴定及其在IgA肾病发病机制中的作用

IgA nephropathy (IgAN) is the most common primary glomerular diseases in China, which is the one of most important causes of renal failure. Mesangial IgA deposition is the key link in IgAN pathogenesis. The mechanism of mesangial IgA deposition is very important to the prevention and treatment of IgAN. In preliminary studies, the applicant found a protein with molecular weight of approximately 66 kDa in human kidney mesangial region, which can specifically combine with the serum pIgA1 of IgAN patients and have many features of the IgA receptor. It is likely a new IgA-binding protein. On this basis, this project is intended to further separate, purify and identify the new binding protein. Through the histopathological study, we want to explore the relationship between the new binding protein expression, localization and IgA deposition in renal tissue. By the ultrasound microbubble -mediated kidney targeting DNA transfection technology, the new binding protein can express in rat kidney. At the same time the pIgA1 of IgAN patients were injected into the rat kidney through renal artery, in order to observe the new binding protein expression and IgA deposition in rat kidney. In this study, a new IgA-binding proteins may be discovered, which will reveal the mechanism of IgA deposition in mesangial area and provide an ideal target for the treatment of IgA nephropathy.

IgA肾病(IgAN)是我国最常见的原发性肾小球疾病，是导致肾功能衰竭最主要的病因。肾小球系膜区IgA沉积是IgAN发病的关键环节，明确IgA沉积系膜区机制对IgAN的预防和治疗十分重要。申请人在前期研究中发现人肾组织系膜中存在一种分子量约为66kDa的蛋白质能够特异性地与IgAN患者血清中的pIgA1结合，分子量与以往报道的IgA受体分子量均不相同，符合IgA受体的诸多特性，为一种新的IgA结合蛋白。本课题拟在此基础上，进一步分离、纯化和鉴定该蛋白质；通过组织病理学研究探讨IgAN患者肾组织该蛋白的表达、定位与IgA沉积及病变程度的关系；利用超声微泡介导的肾脏靶向DNA转染技术，在大鼠肾脏表达该蛋白，同时经肾动脉注射IgAN患者的pIgA1,观察大鼠肾脏该蛋白表达与IgA沉积的关系。本研究将发现一种新的IgA结合蛋白，有可能揭示IgA沉积系膜区机制，为IgA肾病的治疗提供理想靶点。

IgA肾病（IgAN）是我国最常见的原发性肾小球疾病，在我国占原发性肾小球疾病的30-40%，是导致慢性肾功能不全以至终末期肾病、尿毒症的最主要原因。IgAN病理特点为系膜区IgA1的沉积，系膜区IgA1沉积可引发肾小球炎症，并且是导致IgAN持续进展，最终发展为终末期肾病的病理基础。寻找肾脏与IgA1特异性结合的受体或蛋白质，明确IgA沉积于系膜区的分子基础，对于揭示IgA肾病的发病机制，探索有效治疗方法具有重要意义。本研究首先应用亲和层析等蛋白质分离纯化技术，将该种蛋白质分离出来，得到较纯的蛋白质成分。利用飞行质谱技术明确这种IgA特异性结合蛋白为ATP5B，一种跨膜蛋白。然后应用免疫组化/荧光、激光共聚焦等方法对比研究正常人、IgAN患者和非IgAN系膜增殖性肾炎患者肾活检组织切片中该蛋白质分布特点，及其与IgA沉积和肾脏病变程度的关系。该部分实验结果发现，ATP5B在正常人肾小球系膜区几乎不表达，在非IgAN系膜增殖性肾炎患者系膜区仅有少量表达，但在IgAN患者系膜区表达显著增多，同时IgA在系膜区的沉积与ATP5B的表达呈正相关，并且与系膜细胞的增殖呈正相关。然后构建带有myc标签的IgA特异性结合蛋白全长cDNA真核表达载体，借助超声微泡介导的肾脏靶向DNA转染技术，将该真核表达载体转染入大鼠肾脏，使该蛋白高度表达，随后从大鼠肾动脉一次性注射入IgAN患者血清中的pIgA1，2小时后取肾组织进行免疫荧光染色，结果发现转染的大鼠肾脏系膜区出现了IgA的沉积，野生型大鼠则无IgA的沉积。通过动物试验证实其在IgAN发病机制中的作用。IgA 沉积于肾小球系膜区并导致肾小球炎症是IgA肾病特有的病理过程，肾小球系膜区IgA特异性结合蛋白是IgAN发病的重要分子基础，本课题以此为切入点，研究肾脏系膜区新的IgA结合蛋白，并鉴定出该IgA结合蛋白为ATP5B，并通过肾脏病理和动物实验证实了ATP5B与IgA在系膜区的沉积有关，为IgAN的机制研究提供了新思路和治疗的可能靶点。当然IgAN肾脏ATP5B高表达的机制以及导致肾小球损伤的信号通路还需要进一步研究。