去乙酰化酶SIRT2调控凋亡相关因子Septin4在高血压肾损伤疾病中的作用及其机制研究

The development of hypertension can lead to renal interstitial fibrosis and glomerulosclerosis, and ultimately lead to renal failure. SIRT2, as an important deacetylase, participates in many biological behaviors by regulating different substrates, but whether SIRT2 participates in hypertensive renal injury is unknown. This project is the first to confirm that SIRT2 knockout aggravates glomerular sclerosis, fibrosis and edema induced by angiotensin II in mice. Mass spectrometry analysis and immunoprecipitation showed that SIRT2 could deacetylate Septin4, a new interacting protein of SIRT2, Septin4, suggesting that SIRT2 may participate in hypertensive renal injury by regulating Septin4. This project aims to further elucidate the interaction region between SIRT2 and Septin 4 and the deacetylation site of Septin 4, clarify the molecular mechanism of deacetylase SIRT2 regulating hypertensive renal injury, and reveal the role of SIRT2-Septin 4 signal transduction pathway in hypertensive renal injury. The aim of this study was to elucidate the effect of SIRT2-Septin4 pathway on the occurrence and development of hypertensive renal lesions, and to provide evidence for exploring new drug targets and designing rational therapeutic schemes.

高血压进程发展能够引起肾间质纤维化及肾小球硬化最终导致肾功能衰竭。SIRT2作为重要的去乙酰化酶，通过调控不同底物参与许多生物学行为，但其是否参与高血压肾损伤尚未知晓。本项目首次证实小鼠SIRT2敲除加重血管紧张素II诱导的肾小球硬化、纤维化以及水肿。质谱分析及免疫共沉淀发现SIRT2新的互作蛋白-凋亡相关因子Septin4，且SIRT2能去乙酰化Septin4，提示SIRT2调控Septin4可能参与高血压肾损伤。本项目拟进一步解析SIRT2与Septin4的互作区域及Septin4去乙酰化位点，阐明去乙酰化酶SIRT2调控高血压肾损伤分子机制，同时揭示SIRT2-Septin4信号转导通路在高血压肾损伤中的作用。本研究旨在阐明SIRT2-Septin4新的通路对高血压肾损发生与发展影响，为探索新药物靶点、设计合理治疗方案提供依据。

背景：高血压可导致足细胞损伤和随后的凋亡，最终导致肾小球硬化。尽管减轻足细胞凋亡对高血压肾病的治疗具有临床意义，但尚未确定有效的治疗靶点。Septin4是一种促凋亡蛋白，也是器官损伤的重要标志物，其功能受到翻译后修饰（PTM）的调节。然而，Septin4在调节足细胞凋亡中的确切作用及其与高血压肾损害的联系尚不清楚。.方法：我们研究Septin4在高血压肾病中的作用和机制，为靶向治疗提供理论依据。包括Rosa26-Sirt2-Flag小鼠、Sirt2敲除小鼠和Septin4-K174Q突变小鼠在内的小鼠模型，结合蛋白质组学和乙酰基蛋白质组学分析，随后采用多分子生物学方法，用于证明高血压肾病中Sirt2介导的Septin4-K1 74脱乙酰化的机制。.结果：使用抗氧化剂Tempol处理的转基因Septin4-K174Q突变小鼠，我们发现Septin4的K174位点的过度乙酰化加剧了氧化应激导致的AngII诱导的高血压肾损伤。蛋白质组学和蛋白质印迹分析表明Septin4-K174Q激活裂解的PARP1-裂解的Caspase3途径。在Septin4敲除的人肾足细胞中，Septin4-K174R模拟K174的脱乙酰化，挽救AngII诱导的足细胞凋亡。免疫沉淀和质谱分析确定SIRT2是一种脱乙酰酶，与Septin4-GTPase结构域相互作用并脱乙酰化Septin4-K174。在Sirt2缺陷小鼠和Sirt2敲低的肾足细胞中，Septin4-K174保持高度乙酰化并加剧高血压肾损伤。相比之下，在Rosa26-Sirt2-Flag（Sirt2-TG）小鼠和Sirt2敲除的肾足细胞中，Septin4-K174是低乙酰化的，可减轻高血压肾损伤。.结论：Septin4通过K174（K174Q）乙酰化激活，促进高血压肾损伤。Septin4-K174R模拟SIRT2脱乙酰化，抑制裂解的PARP1-裂解的Caspase3途径。Septin4-K174R作为肾保护因子，减轻AngII诱导的高血压肾损伤。这些发现表明Septin4-K174是治疗高血压肾损伤的潜在治疗靶点。