泛素连接酶Parkin在糖尿病肾病肾小管细胞应激性衰老中的作用及机制

Stress-induced senescence plays a fundamental role in the pathogenesis of diabetic nephropathy (DN). However its mechanism is not well defined. Up-regulation of Parkin, an ubiquitin ligase, can significantly extend the lifespan of Drosophila. Mutation of Parkin is a prevalent genetic contributor to early onset Parkinson's disease and Alzheimer's disease. Our previous result showed that Parkin expression was decreased in p16 positive renal tubular cells in DN patients. In this project, we will study the role of Parkin in regulation of cell cycle and senescence associated secretory phenotype (SASP) through p53 and transcription factor GATA4 pathway, respectively. The over-expression vectors, siRNAs and CRISPR/Cas9 system will be used to regulate the expression of Parkin and its downstream signal molecules. Based on the study, we could propose that Parkin, as an anti-senescence factor, plays a key role in the development of DN and potentially provide a novel therapy for DN.

细胞应激衰老是糖尿病肾病（DN）的重要病理基础，但其发病机制不清。Parkin是一种泛素化连接酶，其高表达能显著延长果蝇寿限。Parkin基因突变是早发型老年痴呆、帕金森病的遗传因素。我们前期研究发现DN患者肾组织中衰老标志P16阳性肾小管细胞Parkin表达降低，过表达Parkin能够抑制高糖诱导的细胞应激性衰老，提示Parkin可能是一种抗衰老因子，在DN发生发展中扮演着重要角色。本项目拟研究DN时Parkin调控细胞周期和衰老相关分泌表型（SASP）的作用；并采用过表达载体、shRNA及CRISPR/Cas9系统等技术调控Parkin及下游信号分子表达，证明Parkin分别通过P53 、GATA4途径调控细胞周期和SASP而促进DN疾病进展。本项目首次提出并证明Parkin作为潜在的抗衰老因子，在DN进展中具有重要作用，为以抗细胞应激性衰老治疗 DN奠定理论基础。

糖尿病肾病是导致患者透析的首要原因。肾小管细胞应激衰老是糖尿病肾病（DN）不可逆进展的重要机制，是导致肾组织炎症与纤维化、肾功能损害重要因素。我们研究发现DN肾组织Parkin 表达显著降低，与肾组织损伤及肾功能损害密切关联。同时通过构建Parkin基因敲除小鼠和Parkin基因过表达小鼠发现Parkin能够抑制STZ糖尿病肾病小鼠肾功能损伤和肾组织结构的纤维化。后续通过体外实验验证了Parkin抑制高糖导致的肾小管细胞衰老表型。进一步深入研究其作用机制发现Parkin通过促进GATA4泛素化并下调GATA4/ GAS1信号传导来抑制DN小鼠的衰老，炎症和纤维化，从而抑制DN的进程。基于Parkin在DN衰老肾小管细胞中的作用及机制，我们发现基于肾组织Parkin检测方法能够很好评估DN肾组织损伤严重程度，反映疾病的预后。本项目寻找到了延缓DN进展的新的内源性抗衰老因子，并且揭示了其机制，为开发防治DN的抗衰老药物提供了新的靶标。.现已发表6篇SCI文章，5篇中文论文。研究成果在2018年欧洲肾脏病与透析－肾移植年会和2018年亚太地区国际肾脏病年会上进行大会报告。获得2018年中国中西医结合学会科技进步奖一等奖。资助培养3名硕士和1名博士。