糖尿病肾病系膜细胞源Exosome通过TGFβ1-PI3K/AKT通路影响足细胞的功能及小檗碱的作用

Diabetes is a category of wasting-thirst in Chinese medical science. As a major active constituent of coptidis rhizoma, berberine is the material basis for the treatment of diabetes. Diabetic nephropathy (DN) is the most common microvascular complications of diabetes. Previous studies showed that berberine can improve the renal function and delay the progression of DN by mediating the secretion of cytokines and related signaling pathways in diseased conditions. Both mesangial cells and podocyte are vital indigenous cells in kidney and they may affect the function of glomerulus by interaction in DN condition. Exosome is a kind of vesicle secreted by cells, can mediate intercellular communication. Previous studies have found that exosome may participate in the interactions of the mesangial cells and podocyte, however, the specific mechanism is still unclear. Based on the related literature review and previous researches, this project intends to investigate whether DN mesangial cells affect podocyte function through the exosome and TGF beta 1 - PI3K/AKT pathway, whether this cell-cell interaction affects the progress of DN and the role of berberine, adopting western blot, gene silencing and laser scanning confocal microscope. Thus, further clarify the pathogenesis of DN and the mechanism of berberine, providing more adequate theoretical basis for clinical reasonable application of berberine treating DN.

糖尿病属中医“消渴”范畴，小檗碱是黄连主要有效成分，是其治疗消渴的物质基础。糖尿病肾病（DN）是糖尿病常见的微血管并发症，前期研究表明小檗碱可通过调节疾病状态下细胞因子的分泌和相关信号通路，改善肾功能、延缓 DN发展进程。肾小球系膜细胞和足细胞是肾脏中重要的固有细胞，DN时可能相互作用影响肾小球的功能。外泌体（exosome）是由细胞分泌的一种囊泡，能介导细胞间通讯。前期研究发现，exosome可能参与系膜细胞与足细胞的相互作用，但具体机制尚不明确。在课题组前期研究基础上，本项目拟采用western-blot、基因沉默和激光共聚焦等手段，首次探讨DN系膜细胞是否通过exosome及TGFβ1-PI3K/AKT通路对足细胞功能产生影响、这种细胞间作用是否影响DN疾病的进程、小檗碱如何发挥作用。从而进一步阐明DN发病机制及小檗碱的作用机理，为临床合理应用小檗碱治疗DN提供更加充分的理论依据。

糖尿病属中医“消渴”范畴，小檗碱是黄连主要有效成分，是其治疗消渴的物质基础。糖尿病肾病（diabetic nephropathy, DN）是糖尿病常见的微血管并发症，前期研究表明小檗碱可通过调节疾病状态下细胞因子的分泌和相关信号通路，改善肾功能、延缓DN发展进程。肾小球系膜细胞和足细胞是肾脏中重要的固有细胞，DN时可能相互作用影响肾小球的功能。外泌体（exosome）是由细胞分泌的一种囊泡，能介导细胞间通讯，参与了系膜细胞与足细胞的相互作用。在课题组前期研究基础上，本项目采用透射电镜、激光共聚焦、Western-blot和ELISA等方法，开展了DN系膜细胞源外泌体的提取和鉴定、DN系膜细胞源外泌体与足细胞的共培养以及C57小鼠尾静脉注射系膜细胞源外泌体并给予小檗碱等实验，探讨DN系膜细胞是否通过exosome及TGFβ1-PI3K/AKT通路对足细胞功能产生影响及小檗碱的作用。实验结果发现DN系膜细胞源外泌体是一种杯状的囊泡结构，并且可以被足细胞摄取，进而促进足细胞凋亡、足细胞标志蛋白表达降低和黏附功能下降；DN系膜细胞源外泌体中TGFβ1表达升高、足细胞上TGFβ1受体、PI3K/AKT等蛋白表达升高，小檗碱可以降低TGFβ1、PI3K/AKT等蛋白的表达，缓解足细胞的损伤。最后课题组将系膜细胞源外泌体尾静脉注射到C57小鼠体内并给予小檗碱治疗，结果发现DN系膜细胞源外泌体可以导致肾脏损伤而小檗碱可以通过影响DN系膜细胞源外泌体和TGFβ1-PI3K/AKT信号通路来改善肾脏功能，延缓DN的发展进程。本项目研究了DN系膜细胞通过exosome及TGFβ1-PI3K/AKT通路对足细胞功能产生的影响和小檗碱的作用，进一步阐明了DN发病机制及小檗碱的作用机理，为临床合理应用小檗碱治疗DN提供更加充分的理论依据。