雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号转导在足细胞损伤中的作用及机制研究

足细胞功能异常是造成蛋白尿及肾小球硬化的重要始动因素。近年的研究结果表明，足细胞发生去分化样改变是导致足细胞功能异常的主要原因之一。作为调节细胞内蛋白合成及细胞生长的重要信号转导途径，雷帕霉素靶蛋白复合体1（mTORC1）信号通路激活可能参与足细胞去分化及功能异常的发生与发展。本项目将观察不同致病因素对足细胞mTORC1信号通路的影响；研究改变足细胞mTORC1信号通路活性对培养足细胞表型的影响；建立足细胞TSC1基因敲除小鼠模型并分析该模型足细胞表型与功能的变化；在以上研究基础上将探讨阻断mTORC1信号转导对阿霉素肾病小鼠足细胞病变及蛋白尿的治疗作用。本项目将阐明mTORC1信号转导在足细胞损伤及蛋白尿中的作用及机理，为临床足细胞病的治疗提供思路。

雷帕霉素靶蛋白(target of rapamycin，TOR)是丝-苏氨酸蛋白激酶家族的成员。它在调节细胞生长、增殖、调控细胞周期等多个方面起到重要作用。TOR在生物体参与组成两种复合体，即TORC1和TORC2。我们过去三年针对mTOR在肾脏病中的作用和可能机制进行了一系列的研究，主要研究成果如下：（1）我们首先研究了足细胞mTORC1信号激活在促进肾小球新月体形成中的作用。建成了足细胞特异性Tsc1基因敲除小鼠模型。该小鼠出生一个月时出现白蛋白尿，三个月时出现明显的肾功能异常。大约15～30% 的肾小球出现细胞性或混合性的新月体。免疫组化染色显示新月体内的部分细胞WT1, p-S6及HIF1alpha为阳性，提示mTORC1激活的足细胞直接参与了新月体的形成。雷帕霉素治疗明显减少新月体的生成。在临床新月体肾炎的患者中，也检测到新月体内mTORC1信号的激活。研究结果表明足细胞mTORC1信号激活在促进新月体形成中的重要作用。（2）在对mTORC1促进肾成纤维细胞活化的研究中，我们发现TGFbeta1可以诱导成纤维细胞表达Rheb。下调Rheb表达能够抑制TGFbeta1诱导的细胞活化，反之，高表达Rheb可以激活成纤维细胞。Rheb转基因小鼠出生正后三个月时肾组织中FN及alpha-SMA的表达增加。肾组织病理显示该小鼠出现局灶间质细胞外基质堆积及小管萎缩。此研究首次阐明了Rheb在肾间质成纤维细胞活化和肾间质纤维化中的作用。（3）我们发现在体外培养的肾小管上皮细胞中siRNA沉默 Rictor表达可以阻断mTORC2信号，抑制细胞自噬并促进顺铂造成的细胞凋亡；肾小管细胞Rictor基因敲除小鼠对顺铂造成的肾损伤更为敏感。二甲双胍通过上调细胞自噬对抗mTORC2信号阻断造成的细胞损伤。说明mTORC2对肾小管上皮细胞凋亡及急性肾损伤具有保护作用。总之，经过近三年的研究我们初步阐明了mTOR信号转导在肾小球新月体形成，肾间质纤维化以及肾小管上皮细胞存活中的作用。研究结果对于阐明相关疾病的发病机制以及寻找合适的治疗靶点具有重要价值。