OPG竞争性抑制RANK/NF-κB信号通路调控自噬在糖尿病肾病肾小管上皮细胞损伤中的作用及机制

Renal tubular epithelial cell dysfunction is an important pathological change of diabetic nephropathy, which is related to the abnormal level of autophagy in epithelial cells. Our previous studies have found that serum OPG level is associated with renal function (Int J Endocrinol, 2017). Meanwhile, the expression of OPG protein was significantly increased in the renal tubular epithelial cells of diabetic rats, the findings suggest that OPG may be involved in renal tubular injury, but the specific mechanism is not clear. In view of the OPG is a competitive inhibitor of autophagy related RANK/NF-kappa B signaling pathway, we hypothesized that OPG may regulate autophagy and influence the function of renal tubular epithelial cells by antagonizing RANK/NF-kappa B signaling in diabetes mellitus. In this project, we plan to observe the correlation between OPG level and tubular function in renal biopsy specimens and plasma in patients with diabetic nephropathy, investigate the effects of OPG on RANK signaling and autophagy in cultured renal tubular epithelial cells, and explore the effects of specific interference in OPG gene expression on renal tubular epithelial injury in diabetic nephropathy mice and the role of RANK signaling in the process. The purpose of this study is to clarify the role of OPG in renal tubular epithelial injury in diabetic nephropathy, and provide new ideas for the treatment of diabetic nephropathy.

肾小管上皮细胞功能损伤是糖尿病肾病的重要病理变化之一，其与上皮细胞内自噬水平异常有关。申请人前期研究发现糖尿病肾病患者血清中OPG水平上升,并与肾功能相关(Int J Endocrinol,2017)。在糖尿病大鼠模型肾小管上皮细胞内，同样发现OPG蛋白表达显著增加，提示OPG可能参与肾小管损伤，但具体机制尚不明确。鉴于OPG能竞争性抑制与自噬相关RANK/NF-κB信号。我们推测：糖尿病状态下，OPG可能通过拮抗RANK/NF-κB信号，调控细胞自噬并进而影响肾小管上皮功能。在本项目中，我们拟：分析糖尿病肾病患者肾穿刺标本及血浆中OPG水平与肾小管功能的相关性；观察OPG对培养的肾小管上皮细胞内RANK信号及自噬的影响；干扰OPG基因表达对糖尿病肾病小鼠肾小管上皮损伤的影响以及RANK信号在其中的作用，以期明确OPG在糖尿病肾病肾小管上皮损伤中的作用及机制，为糖尿病肾病治疗提供新的思路。

骨保护素（OPG）被认为是影响糖尿病肾病（DKD）严重程度的独立因素。然而，肾损伤患者OPG异常的机制仍不清楚。该研究的目的是调查OPG在DKD中的作用。我们分析了临床糖尿病肾病患者血清中OPG水平与肾脏损伤的相关性，干扰OPG基因表达对糖尿病肾病小鼠肾脏细胞损伤的影响以及 RANK/NF-κB信号通路在其中的作用，最后观察外源性OPG干预对培养的肾小管上皮细胞内RANK/NF-κB信号通路及自噬的影响。结果发现，在2型糖尿病患者中，OPG水平随着肾功能损害的加重而降低，血清OPG水平升高是白蛋白尿和CKD进展风险的独立保护因素。动物研究表明，与正常小鼠相比，DKD小鼠OPG水平明显降低。与DKD模型组相比，过表达OPG组DKD小鼠血尿素氮、肌酐水平降低，肾脏病理改变减轻，细胞凋亡明显减少。进一步研究表明，与正常小鼠相比，DKD小鼠RANK/NF-κB通路相关蛋白的表达显着升高，而自噬相关蛋白的表达显着降低。但与模型组相比，过表达OPG组RANKL、TRAF6、P62、P65的表达明显降低，而LC3B、Beclin-1、Atg5的表达明显升高。此外，我们进一步通过细胞学实验验证OPG在糖尿病肾病中发挥重要作用：拮抗RANK/NF-κB 信号通路、增强细胞自噬。基于上述研究，我们提出了OPG主要通过拮抗RANK/NF-κB信号通路调节自噬的创新观点，从不同角度验证OPG作用于RANK/NF-κB信号通路，及对肾脏细胞自噬的调控作用，为干预糖尿病肾病提供新的靶点及思路。这些发现在糖尿病肾病治疗领域开辟了一条新路，值得进一步深入研究。