尿调蛋白影响慢性肾脏病进展的机制研究

Several studies and our previous works suggested that uromodulin (UMOD)gene common variants associated with incidence and progression of chronic kidney disease, blood pressure, as well as plasma uric acid levels. Uromodulin is GPI-anchored glycoprotein which expressed in the thick limb of Henle's loop and play roles in tubulointerstitial inflammation and fibrosis. In this study, we planed to explore how doesuromodulin influence the progression of chronic kidney disease. We will take advantage of follow-up patients with chronic kidney disease （CKD）from our Institute, attribute the patients to end stage kidney disease (ESKD) group and non-progressive group based on 5 years data. And then we will investigate the mRNA levels of UMOD/UMOD glycosylation pathway genes, protein expression levels of UMOD in renal biopsy tissues and abnormal glycosylation of UMOD in the patients and analyze the differences to demonstrate that UMOD play roles in the progression of CKD at diffenrent levels.We are going to detect the change of binding capacity with inflammation factors and stimulation of PMN cells of abnormal glycoslated UMOD to prove that abnormal glycosylated UMOD can change the proceture of immune regulation. Finally we will set up UMOD knock-out mIMCD3 cell model to test whether the decreased UMOD expreesion can accelarate the apotocytosis.This study will provide more evidence for influence of UMOD on progrssion of CKD, and also explored whether measurement of UMOD glycosylation can be considered as an biomarker for CKD progression.

研究提示尿调蛋白(UMOD)基因和慢性肾脏病(CKD)的发生进展相关。UMOD是特异表达于肾脏的糖蛋白，有免疫调节功能；UMOD 基因敲除的鼠模型肾间质纤维化严重，接受肾移植者,尿UMOD糖基化异常并影响其免疫调节功能。我们前期工作：UMOD基因和血压，血尿酸相关，尿UMOD浓度和CKD人群肾功能下降有关。本研究拟探讨UMOD表达，分泌和糖基化修饰影响CKD进展的机制。检测肾组织UMOD及糖基化相关基因表达谱，肾组织UMOD蛋白表达水平，尿UMOD糖基化异常的种类及分布，研究UMOD在各个水平影响CKD进展的机制。体外培养肾小管上皮细胞，SiRNA 抑制UMOD基因表达，分析肾小管细胞增值和凋亡的变化。分析糖基化异常的UMOD免疫调节功能的改变，如与炎症因子结合力，对免疫细胞的调节等。该研究将从机制上阐明UMOD影响CKD进展中的作用，为UMOD成为CKD进展的诊断治疗的新靶点提供理论依据

慢性肾脏病（CKD）是严重危害人类健康的疾病。阻止和延缓其进展十分重要。文献和我们前期研究结果提示，尿调蛋白在CKD的进展中起重要作用。本研究从尿调蛋白表达/分泌和糖基化的不同层次探讨尿调蛋白影响慢性肾脏进展的机制。研究内容包括1）利用疾病人群，探讨及验证尿调蛋白肾脏的表达/分泌及糖基化修饰对慢性肾病进展的影响；探讨尿调蛋白水平和糖基化情况作为CKD进展的生物学标志物的可能性。2）体外功能实验，探讨尿调蛋白肾脏表达/分泌及糖基化修饰对慢性肾病进展的影响机制。第一个重要结果，发现了尿调蛋白在CKD进展中新的机制：1）我们利用间歇性缺氧大鼠模型和低氧培养肾小管上皮细胞模型，证实了低氧时Hif-1α表达增加导致了尿调蛋白的表达和分泌增加，并用EMSA的方法直接证实了Hif-1α为尿调蛋白新的转录调控因子。这一发现不仅为Hif-1α调控的蛋白质又增加了新的成员，同时也提示尿调蛋白在CKD中起重要作用（待发表）； 2）我们首次证实了尿调蛋白和补体H因子存在直接相互作用。使用共聚焦显微免疫荧光染色证实H因子和尿调蛋白共表达于肾组织，利用体外结合实验证实H因子和尿调蛋白可特异性结合，这种结合使H因子裂解C3b的功能增强（J Cell Mol Med. 2016;20(10):1821-1828. PLoS One. 2015;10(6): e0126812.）。我们还利用前期课题组发现的新尿调蛋白的基因突变，构建了突变蛋白表达质粒，证实了突变的尿调蛋白在细胞内质网中潴留，可对尿调蛋白的功能产生影响 (Gene. 2013;531(2):363-369.）。第二个重要结果，在疾病人群和动物模型中探讨了尿调蛋白水平和糖基化改变作为肾损伤标志物的可能：1）我们利用大鼠间歇缺氧模型，发现在间歇缺氧的情况下，大鼠常规肾损伤指标和肾组织光镜检查均无显著的改变，而电镜表现为线粒体损伤和尿尿调蛋白的表达及分泌增加（待发表）。在IgA肾病患者中发现尿尿调蛋白的水平降低和IgA肾病的进展相关。建立了尿调蛋白糖基化 Lectin-ELISA的检测方法，并在CKD和急性肾损伤患者中发现尿调蛋白某些糖基较正常人群减少（待发表）。上述的研究结果提示尿调蛋白水平和糖基化情况可作为肾损伤的早期标志物。该研究从机制上证实尿调蛋白在CKD进展中的重要作用，也提示尿调蛋白可作为新的肾损伤标志物，有重要的临床应用前景。