蛋白酶体活性变化对肾小管上皮细胞氧自由基损伤及草酸钙肾结石形成的影响

hyperoxaluria is an important factor of calcium oxalate stone. Reactive oxygen species (ROS) mediate a series of molecular changes in the renal tubular cells induced by oxalate. It has been reported that oxalate activated TGF- beta 1，which is important pathways for ROS .production. Nrf2/Keap1-ARE is an important antioxidant pathway in cells. We found that oxalate reduced the Nrf2/Keap1-ARE activity. Therefore, the imbalance of the TGF- beta 1 and Nrf2/Keap1-ARE is an important reason for the accumulation of ROS. It is found that the two pathways are closely regulated by the ubiquitin proteasome pathway (proteasome pathway ubiquitin, UPP). In our previous studies, we found that proteasome inhibitor MG132 significantly reduced the elevated of oxalate induced ROS, increased nuclear Nrf2 levels, and increased the expression of TGF- beta 1 negative regulatory protein snoN. Therefore, we speculate that the activation of the proteasome is an critical reason for the imbalance of renal tubular oxygen free radicals. It also provides a prospect for the early prevention and treatment of the proteasome inhibitor in kidney stones.

高草酸尿是草酸钙结石的重要发病因素。活性氧（ROS）介导了草酸引起的肾小管细胞一系列分子改变，最终易于被结晶粘附。现已报道草酸激活肾小管TGF-β1，而TGF-β1-NADPH-ROS轴是ROS产生的重要通路。我们前期发现草酸削弱了细胞重要的抗氧化调节通路Nrf2/Keap1-ARE途径。因此肾小管TGF-β1和Nrf2/Keap1-ARE二者关系失衡是ROS蓄积的重要原因。研究发现，二条通路都受泛素－蛋白酶体途径（UPP）的密切调控。我们先前发现蛋白酶体抑制剂MG132能增加核内Nrf2水平、增加TGF-β1负性调控蛋白snoN的表达、显著减少草酸诱导的ROS升高，说明抑制蛋白酶体活性能通过逆转TGF-β1和Nrf2/Keap1-ARE的失衡提高细胞抗氧化能力。因此我们推测被激活的蛋白酶体是草酸诱导肾小管ROS损伤的重要原因，阐明肾结石早期机制，为蛋白酶体抑制剂用于抗结石领域提供了前景。

高草酸尿是草酸钙结石的重要发病因素。活性氧（ROS）和TGF-β1介导了草酸引起的肾小管细胞一系列分子改变。我们的前期研究认为肾小管TGF-β1和Nrf2/Keap1-ARE二者关系的失衡是ROS蓄积的重要原因，并推测泛素-蛋白酶体途径（UPP）参与了该过程。对此，我们构建模型进行了体外与体内相关实验研究。内容包括草酸与MG132对TGF-β1、Nrf2/Keap1等的泛素化调控，以及对细胞损伤与草酸钙晶体黏附的影响等。.结果：.1、MG132缓解了草酸对肾小管细胞的氧化应激损伤。2、MG132通过泛素化调控SnoN/ski，抑制肾小管细胞TGF-β1。此部分为重点研究内容。.①草酸激活了肾小管上皮TGF-β1，Smad2与Smad3。.②草酸作用下，SnoN/ski蛋白表达减少，但mRNA水平不变。加入MG132能逆转草酸引起的SnoN/ski蛋白减低，但mRNA水平仍然无明显变化。此现象说明SnoN/ski的蛋白表达变化不是由其基因转录改变引起的。.③草酸刺激Smurf2与Arkadia过表达，而MG132能够抑制草酸对Arkadia上调。.④阻断TGF-β1后，明显削弱了草酸对Smurf2与Arkadia的影响。.3、MG132促进肾小管细胞Nrf2核转位，提高抗氧化能力。4、MG132改善草酸诱导的肾小管EMT。5、MG132抑制了肾小管草酸钙结晶沉积。.结论：.1.草酸激活TGF-β1后，可通过E3连接酶Arkadia和Smurf2参与的泛素蛋白酶体途径降解肾小管SnoN/Ski蛋白，反馈增强TGF-β1。.2.蛋白酶体抑制剂MG132可抑制草酸激活的TGF-β1，通过以下两种机制.①MG132抑制蛋白酶体活性，阻断SnoN/Ski蛋白的泛素化降解，对TGF-β1起抑制作用。.②MG132抑制E3连接酶Arkadia表达，影响SnoN/Ski蛋白的泛素化。同样对TGF-β1起抑制作用。.3.MG132可以有效缓解草酸对肾小管细胞的氧化应激损伤和EMT，减轻草酸钙结晶沉积。其机制为MG132通过泛素-蛋白酶体系统抑制了TGF-β1，并增强了Nrf2/Keap1-ARE。.4.我们的研究从泛素-蛋白酶体的角度阐明了草酸钙肾结石的早期发生机制，并为蛋白酶体抑制剂用于草酸钙肾结石的防治、结石性肾损伤的治疗领域提供了前景与理论基础。