TWEAK通过TGF-β1/SMAD3 - PGC-1α通路影响肾脏脂质代谢在狼疮肾炎肾脏间质纤维化中作用的研究

Abnormal lipid metabolism regulated by peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1 alpha (PGC-1α) is involved in the progress of chronic kidney disease. In metabolic diseases, tumor necrosis factor -like weak inducer of apoptosis (TWEAK) could inhibit peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1 alpha (PGC-1α) gene expression, and another study has confirmed that PGC-1α expression can be regulated by TGF-β1/SMAD3 pathway. We have found that the high expression of TWEAK in the renal proximal tubule epithelial cells (PTEC) could promote the progression of renal fibrosis in lupus nephritis (LN) through the TGF-β1/SMAD pathway. Therefore, We hypothesize that in LN, overexpressed TWEAK in PTEC could inhibit the expression of PGC-1α by activating the TGF-β1/SMAD3 pathway, destroying the normal lipid metabolism and eventually leading to the development of renal interstitial fibrosis. In this study, we will take lupus model MRL/lpr mice, primary PTEC isolated from MRL/lpr mice and PTEC cell line as subjects in vivo and in vitro research, and adopt RNA interference, gene transfection and neutralizing antibodies suppression, and so on. Our aim is to further explore the role and mechanism of TWEAK in renal fibrosis of lupus nephritis, so as to provide a theoretical basis for clinical targeted therapy to TWEAK.

过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅助活化因子1α（PGC-1α）调控的脂质代谢异常参与了慢性肾脏病进展。代谢性疾病中肿瘤坏死因子样微弱凋亡诱导剂（TWEAK）可抑制PGC-1α基因表达，另有研究证实PGC-1α表达受TGF-β1/SMAD3通路调控。我们已发现肾脏近端小管细胞（PTEC）高表达的TWEAK可通过TGF-β1/SMAD通路促进狼疮肾炎肾脏间质纤维化的进展。故我们推测：狼疮肾炎中，PTEC中高表达的TWEAK通过激活TGF-β1/SMAD3通路抑制PGC-1α表达，进而破坏正常的脂质代谢，最终导致肾脏间质纤维化的发展。本研究将以狼疮模型MRL/lpr小鼠、MRL/lpr小鼠分离的原代PTEC、PTEC细胞株为体内、外研究对象，采用RNA干扰、基因转染、中和性抗体抑制等方法，深入探讨TWEAK在狼疮肾炎肾脏间质纤维化中的作用及其机制，为临床针对TWEAK的靶向治疗提供理论依据。

肾小管上皮细胞的脂质代谢缺陷在肾脏损伤中的作用已受到广泛关注。脂质代谢受到诸多因子的调控，如过氧化物酶体增殖物激活受体γ-辅激活因子-1α（PGC-1α）。PGC-1α作为转录调节因子，可辅助激活多种核内受体，调节下游靶基因的表达，如脂肪酸转位酶（FAT）、肉碱棕榈酰转移酶1（CPT1）、长链酰基脱氢酶（LCAD）、细胞色素氧化酶II（COX II）等。目前肿瘤坏死因子样弱凋亡诱导因子（TWEAK）在狼疮性肾炎（LN）发病机制中的研究主要集中在炎症通路上。因此，本研究旨在明确TWEAK是否通过调节PGC-1α的表达和干预LN中的脂质代谢来促进肾脏间质纤维化的进展。. 本研究以MRL/lpr小鼠为体内研究对象，以MRL/MpJ小鼠为阴性对照。体外采用重组人TWEAK蛋白和吡咯烷二硫代氨基甲酸铵（PDTC）孵育人近端肾小管上皮细胞（HK2细胞）。结果显示MRL/lpr小鼠肾脏组织游离脂肪酸和甘油三酯含量高于MRL/MpJ小鼠；然而，用抗TWEAK抗体处理后，肾脏组织游离脂肪酸和甘油三酯含量降低。免疫组化染色显示，PGC-1α在MRL/MpJ小鼠肾小管中的表达明显高于肾小球。MRL/lpr小鼠肾脏组织中PGC-1α及其下游靶基因FAT、CPT1、LCAD、COX II表达水平显著低于MRL/MpJ小鼠，但是用抗TWEAK抗体干预后，MRL/lpr小鼠肾脏组织PGC-1α及其下游靶基因水平明显升高。抗TWEAK抗体能有效减轻MRL/lpr小鼠肾脏间质纤维化，表现为胶原纤维沉积减少、I型胶原纤维和纤维连接蛋白表达降低。然而，PGC-1α shRNA拮抗了抗TWEAK抗体对LN肾脏间质纤维化的治疗作用。在体外，重组人TWEAK蛋白以剂量和时间依赖性方式抑制了HK2细胞中PGC-1α的表达，但是NF-κB信号通路抑制剂PDTC可抑制HK2细胞中重组人TWEAK蛋白介导的PGC-1α蛋白水平的下降。. 因此，TWEAK可通过激活NF-κB信号通路抑制肾小管PGC-1α的表达，从而导致肾脏脂质代谢缺陷和肾脏间质纤维化的进展。上调肾小管PGC-1α表达以改善脂质代谢是抗TWEAK抗体治疗肾脏间质纤维化的机制之一。本研究进一步阐释了TWEAK导致狼疮肾炎病理损伤的作用机制，为针对TWEAK抗体在LN患者中的应用提供了理论依据。