转录因子Tbx18在急性肾损伤后肾小管上皮细胞再生修复中的作用及机制研究

Acute kidney injury (AKI) is a clinical syndrome of rapidly declining renal function induced by a number of different causes. The prognosis of acute renal injury might depend on injury causes, renal repair and regeneration. Therefore, promoting the renal repair and regeneration is of great significance to the restoration of epithelial morphology and kidney function. Transcription factors and progenitors were identified as important factors that mediate tubular regeneration necessary for renal repair and regeneration. In our previous study on genetic fate-mapping mice, we found the multi-differentiation capacity of Tbx18-expressing progenitor cells in the kidney. Besides that, we revealed the differentiation of Tbx18-expressing progenitors to proximal tubular epithelial cells is increasing. However, the definite role and mechanism of Tbx18 expressing progenitor in repair response of tubular epithelial cell post-injury have not been identified. This subject is to utilize genetic fate-mapping mice and knock-out model to verify the role of Tbx18 in renal repair and regeneration after AKI, while using over expression, expression inhibition and genetic knock-out method to verify whether Notch plays a functional role in the Tbx18-positive population in kidney regeneration post-injury. This proposed study will define the role and mechanism of Tbx18 in renal regeneration after AKI, and provide novel insight into intervention on AKI.

急性肾损伤存在不同的临床转归，其预后取决于损伤因素与肾小管的修复再生。故促进急性肾损伤后肾小管上皮细胞的修复再生具有重要的临床意义。前期研究应用谱系示踪小鼠模型初步揭示Tbx18+肾脏祖细胞能分化为肾小管上皮细胞，急性肾损伤后来源于Tbx18+肾脏祖细胞的肾小管上皮细胞增多。但Tbx18在急性肾损伤后肾小管上皮细胞修复再生的作用及调控机制尚不明确。本课题提出假说：Tbx18通过调控Notch1参与肾小管上皮细胞修复再生。为验证假说，本课题应用谱系示踪、条件性基因敲除小鼠观察急性肾损伤后Tbx18+肾脏祖细胞激活、增殖、分化过程及其与肾小管上皮细胞损伤修复的关系。拟通过条件性基因敲除模型、过表达、表达抑制的方法验证Tbx18是否通过Notch1参与肾小管上皮细胞修复再生。本研究将揭示Tbx18在肾小管上皮细胞修复再生中的作用及机制，以期为急性肾损伤的再生修复治疗提供思路及理论依据。

急性肾损伤是缺血缺氧、药物、毒物、感染等因素所导致的急性肾小管、肾小球、肾血管以及肾间质的病变。肾纤维化是各类急慢性肾脏病进展为不可逆的终末期肾病的关键病理特征。成纤维细胞是肾纤维化的主要效应细胞。急性和慢性肾组织损伤修复或者重构的机制复杂不清，是目前研究的热点和难点。我们前期研究揭示Tbx18基因敲除小鼠胚胎晚期或出生后即死亡，病理检测发现输尿管扩张、肾积水严重从而导致肾实质受压变薄。但是，在急性和慢性肾损伤条件下，Tbx18的调控作用是不清楚的。本项目主要研究目标为：探讨Tbx18在肾脏发育以及急性和慢性肾损伤修复、重构中发挥的作用。为此，本项目的主要研究内容包括：在正常发育条件下，利用Tbx18阳性细胞谱系示踪小鼠模型，揭示Tbx18阳性细胞参与胚胎、新生、成年小鼠泌尿系统（包括肾、输尿管、膀胱）的发育分化形成。利用Tbx18Cre/R26EYFP双杂合小鼠和Tbx18Cre/R26Lacz双杂合小鼠两种遗传谱系示踪模型，建立两种疾病模型：叶酸诱导的急性肾损伤、单侧输尿管结扎(UUO)模型；探讨Tbx18阳性细胞在急慢性肾损伤以及修复重构过程中与成纤维细胞分化、增殖的关系。利用高血压肾损伤模型，挖掘逆转肾纤维化重构的新干预手段和机制。通过以上实验研究，进一步验证Tbx18在肾发育中起着重要的调控作用；利用Tbx18阳性细胞遗传谱系示踪模型，揭示在泌尿系发育过程中Tbx18+细胞具有向肾血管平滑肌、肾小管上皮细胞、肾脏脂肪细胞、输尿管平滑肌等分化的潜能。还揭示Tbx18在慢性肾损伤重构中扮演重要角色， 深入研究揭示Tbx18主要通过TGF-β信号调控成纤维细胞增殖参与慢性肾损伤重构病理过程。这些发现可能为阐明急性和慢性肾损伤修复调控机制，寻找潜在干预靶点具有一定参考价值。