PINK1/Parkin介导的线粒体自噬功能障碍在足细胞损伤中的作用机制

Glomerular podocyte injury is one of the important reasons of proteinuria and progression of renal diseases.Studies manifested that glomerular podocyte was damaged along with accumulation of abnomal mitochondria,mitochondria dysfunction and/or disturbance of cellular autophagy,of which mechanism is still unclear. Researches also reported that PINK1/Parkin pathway was a classical signaling pathway in mediating mitochondria autophagy(mitophagy),in which PINK1 was the upstream protein to recruit Parkin.We hypothesize that PINK1 / Parkin mediated mitophagy dysfunction one of the mechanisms of podocyte injury.To prove this hypothesis, we establish podocyte damage model, silence pink and parkin gene by micro RNA interference technology,observe the impaired degree of mitochondria in damaged podocyte, the changes of autophagy related protein LC3 and Beclin-1 mRNA, proteinand distribution,at the meanwhile, observe the interaction between PINK1/Parkin pathway and autophagy related protein LC3 , Beclin-1.Our Objectives is to clarify the influence of mitophagy to podocyte homeostasis by studying the mechanism of dysfunction of PINK1 / Parkin mediated mitophagy in damaged podocyte,which is greatly helpful for searching new solutions preventing and treating proteinuria.

肾小球足细胞损伤是蛋白尿形成及肾脏疾病进展的重要原因之一，研究发现，足细胞损伤同时伴随异常线粒体累积、线粒体功能障碍和/或细胞自噬异常，但机制尚未完全明确。并有报道，PINK1/Parkin通路是介导线粒体自噬的经典信号通路，且PINK1蛋白作为Parkin蛋白的上游分子调控该信号通路。我们假设，PINK1/Parkin介导的线粒体自噬障碍可能是足细胞损伤的机制之一。为证实这一假说，我们建立足细胞损伤模型，通过micro RNA干扰技术沉默pink1和parkin基因，观察足细胞线粒体损伤程度、自噬相关蛋白LC3和Beclin-1的mRNA、蛋白和分布的变化；观察PINK1/Parkin信号通路与自噬相关蛋白LC3和Beclin-1的相互作用，研究PINK1/Parkin介导的线粒体自噬功能障碍在足细胞损伤中的作用机制，阐明线粒体自噬对足细胞结构功能的稳态作用，为防治蛋白尿提供新的措施。

肾小球足细胞的结构功能异常是肾脏疾病发病机制的中心环节，我们前期工作表明microRNA沉默TRPC6对肾小球足细胞自噬的调控。但是PINK1/Parkin介导线粒体自噬功能障碍是否与足细胞损伤有关？我们发现PINK1/Parkin可以促进线粒体自噬功能，我们首先提出“PINK1/Parkin介导的线粒体自噬障碍”可能是足细胞损伤的机制之一。并利用分子生物学手段进行实验论证，获得以下成果：1.Pink1/Parkin信号通路在Pink1基因沉默对肾小球足细胞线粒体功能障碍中有作用。Pink1基因沉默可见线粒体逐渐发生肿胀，线粒体嵴排列紊乱，Pink1、Parkin、LC3 mRNA和蛋白的表达均下调，Pink基因沉默能够降低足细胞线粒体自噬过程，推测Pink1/Parking信号通路在Pink1基因沉默介导的肾小球足细胞线粒体功能障碍中起重要作用。 2.我们进一步发现，通过体外构建嘌呤霉素（PAN) 导致小鼠肾小球足细胞（MPC5）损伤的模型，予他克莫司（FK506）干预，阐明肾小球足细胞PINK1/Parkin介导的线粒体自噬功能障碍及FK506对其影响。PAN促进线粒体自噬功能障碍，FK506通过稳定PINK1/Parkin信号通路，稳定线粒体自噬过程，减少足细胞损伤。3.研究发现新的分子，电压依赖性阴离子通道1（VDAC1）在雷帕霉素（RAP）诱导小鼠肾小球足细胞线粒体自噬PINK1/Parkin信号通路参与自噬的调控。实验证明RAP促进足细胞线粒体自噬相关蛋白VDAC1、PINK1、Parkin和LC3的表达变化，线粒体自噬的稳态失衡，VDAC1在足细胞线粒体自噬PINK1/Parkin信号通路中起重要作用。4. 沉默TPRC6，抑制AngⅡ诱导的自噬异常表达，保护自噬，抑制足细胞凋亡，阐明TRPC6参与Angll诱导足细胞自噬调控的分子机制。5.FK506稳定足细胞分子podocin表达分布而抑制PAN引起的足细胞损伤。地塞米松通过稳定PI3K/Akt信号通路抑制足细胞凋亡。这些成果丰富了自噬与肾小球足细胞损伤的关系，揭示了新的自噬调控与肾小球足细胞损伤的关系，为延缓肾脏疾病的进展提供可靠的科学依据。