Cofilin-1调控线粒体片段化在腹膜透析相关腹膜纤维化中的作用及机制

Peritoneal dialysis (PD) is one of the major renal replacement therapy, but long-term PD can lead to peritoneal fibrosis and peritoneal ultrafiltration.failure. Therefore, it is of great theoretical and practical signification to study the mechanism of PD-related peritoneal fibrosis. Peritoneal mesothelial cells (PMCs) are the most important cells maintaining the structure and function of peritoneum, high glucose can induce the mitochondrial morphological changes in human PMCs, and the degree of mitochondrial fragmentation is significantly increased with increasing glucose concentration. Cofilin-1 is an important regulator of mitochondrial fragmentation. We found that the expression of cofilin-1 in human PMCs treated with high glucose was increased and correlated with the expression of fibrosis markers. Based on our previous research, this project is to observe the expression of cofilin-1 in peritoneal mesothelial cells during PD in vivo and in vitro, to analyze the relationship between cofilin-1 and mitochondrial fragmentation and fibrosis, and to study the mechanism of cofilin-1 activation under high glucose circumstance, and the role of cofilin-1 in inducing peritoneal fibrosis and the mechanism. The purpose of this subject is to provide new theoretical basis for elucidating the mechanism of PD-related peritoneal fibrosis.

腹膜透析（PD）是终末期肾脏疾病患者肾脏替代治疗的主要方法之一，但长期PD可引起腹膜纤维化，导致腹膜超滤衰竭，是患者退出PD的主要原因，因此研究PD相关腹膜纤维化的具体机制具有重要的理论和现实意义。腹膜间皮细胞是维持腹膜结构和功能最主要的细胞，高糖可诱导人腹膜间皮细胞出现线粒体形态变化，随着葡萄糖浓度的增加，线粒体片段化程度明显增高。Cofilin-1是线粒体片段化的重要调控因子，我们前期研究发现高糖环境下人腹膜间皮细胞cofilin-1表达增多，并且与纤维化指标的表达具有相关性。本项目结合我们以往的研究基础，通过体内外实验观察PD过程中腹膜间皮细胞cofilin-1的表达，以及其与线粒体片段化和腹膜纤维化的关系，研究高糖环境下cofilin-1激活的机制，以及cofilin-1在腹膜纤维化中的作用机制。旨在为阐明PD相关腹膜纤维化的发生机制提供新的理论依据。

腹膜透析(peritoneal dialysis, PD)为治疗终末期肾脏疾病(end stage renal disease, ESRD)的主要肾脏替代治疗方法之一，但是长期PD会引起腹膜损伤及纤维化，导致超滤衰竭，限制了患者PD的长期应用。本研究构建PD小鼠模型，观察腹膜形态变化，分析腹膜间皮细胞丝切蛋白1(cofilin-1)表达与线粒体片段化和腹膜纤维化的关系。体外培养HMrSV5人腹膜间皮细胞株，检测5ng/ml的TGF-β1干预不同时间（0,12h，24h）后，细胞胞浆和线粒体cofilin-1，drp-1，F-actin的表达变化，电镜下观察线粒体形态变化。采用siRNA-cofilin-1预处理HMrSV5人腹膜间皮细胞株下调cofilin-1的表达，检测有或无TGF-β干预后细胞cofilin-1、drp-1、F-actin的表达，线粒体形态的变化。研究结果显示，与对照组小鼠相比，PD小鼠腹膜呈纤维化，腹膜间皮细胞凋亡程度增加，cofilin-1表达减少，线粒体形态明显肿胀和片段化。TGF-β1干预诱导腹膜间皮细胞内cofilin-1表达减少，促进drp-1在线粒体的表达，诱导线粒体片段化。采用siRNA-cofilin-1下调腹膜间皮细胞cofilin-1表达可促进drp-1在线粒体上表达增加及线粒体片段化。线粒体与多种组织器官疾病的发生相关，而线粒体在腹膜纤维化中的作用鲜有研究报道。本课题通过观察线粒体在PD相关腹膜纤维化中的形态和功能变化，研究其在腹膜纤维化中的作用。Cofilin-1是调控细胞骨架蛋白的一类主要的肌动蛋白结合蛋白，目前关于cofilin-1的研究主要集中在肿瘤疾病领域，而其在PD相关腹膜纤维化中的作用未见研究报道。本课题研究cofilin-1及线粒体在PD相关腹膜纤维化中的作用，有望阐明腹膜纤维化的新机制。为防治PD相关腹膜纤维化，保护腹膜功能提供新的治疗靶点。