活性维生素D3调控巨噬细胞替代活化途径防治糖尿病肾病足细胞损伤

Macrophage activation is a key point in the progression of podocyte injury in diabetic nephropathy (DN). Increasing evidences suggest that the heterogeneity of macrophage phenotype and function ultimately determines the outcome of DN. Classically activated macrophages (M1) contribute to tissue inflammation and fibrosis, while alternatively activated macrophages (M2) mediate tissue repair. Therefore, finding method of regulating macrophage phenotype and function is the strategic point of preventing podocyte impairment in DN. Recent studies demonstrate that vitamin D has potential renal protective effects, significantly ameliorates renal dysfunction and fibrotic lesions in patients of DN, although the mechanism remains unclear. Our previous studies have shown that vitamin D can promote the switching of M1 macrophage to M2 ones, suggesting that vitamin D could provide beneficial effect to kidney tissue by regulating macrophage phenotype. The current study is aimed to investigate the effect of vitamin D3 on macrophage function and its role in protecting podocyte impairment in diabetic nephropathy. In addition, the mechanism of above effects will also be studied by investigating intracellular signal pathway. Whole study is divided into three aspects of clinical research, animal study and cell culture. The study is expected to find the therapeutic target point of diabetic nephropathy.

巨噬细胞的激活是糖尿病肾病（DN）早期足细胞损伤的关键环节。研究表明，巨噬细胞活化状态和功能的两面性决定肾脏疾病的不同转归。巨噬细胞经典M1型活化介导炎症反应与纤维化，替代途径M2型活化具有组织修复作用。因此，找到调节巨噬细胞活化状态和功能的方法是早期防治DN足细胞损伤的关键。近期临床研究发现，活性维生素D3对DN具有显著的肾保护作用，但其机制尚未阐明。我们前期研究发现，活性维生素D3能阻断高糖诱导的巨噬细胞M1活化并使其向M2转化。本研究拟在前期工作基础上，通过临床研究（DN患者肾脏病理研究）、动物实验（糖尿病肾病大鼠模型）和细胞培养（巨噬细胞活化调节及其与足细胞共培养）三个不同层次，首次探讨活性维生素D3通过调节巨噬细胞活化状态发挥对糖尿病肾病足细胞的保护作用，并阐明这一保护作用的分子机制及细胞内信号转导途径，从而为找到活性维生素D3早期防治糖尿病肾病关键靶点提供新的线索和理论依据。

巨噬细胞的激活是糖尿病肾病（DN）早期足细胞损伤的关键环节。巨噬细胞M1/M2活化状态决定肾脏疾病的不同转归。本研究首次探讨巨噬细胞在糖尿病肾病肾组织中的活化状态，同时探讨活性维生素D3对巨噬细胞M1/M2活化状态的影响及其与足细胞保护作用的关系，并阐明这一保护作用的分子机制及细胞内信号转导途径。首先我们通过收集DN患者肾组织标本观察巨噬细胞M1/M2活化状态，结果显示巨噬细胞在DN早期阶段肾组织以M1活化为主，晚期阶段M2活化为主，并且肾组织中巨噬细胞M1型、M2型活化状态与DN进展密切相关。第二，我们建立糖尿病肾病大鼠模型，并予以活性维生素D3(骨化三醇)干预，结果显示巨噬细胞在DN大鼠早期阶段肾组织以M1活化为主。活性维生素D3能促进DN大鼠肾组织巨噬细胞M2活化，抑制M1活化，进而发挥足细胞保护功能。第三，体外细胞实验运用高浓度葡萄糖或/和活性维生素D3干预巨噬细胞，结果显示高浓度葡萄糖能诱导巨噬细胞M1型活化，而活性维生素D3能通过VDR-PPAR-γ信号通路逆转高糖诱导的M1型活化向M2型活化。综上所述，我们的工作首次阐明了活性维生素D3对DN肾组织巨噬细胞M1/M2表型和功能的作用及其机制，从而为活性维生素D3早期防治糖尿病肾病提供新的线索和理论依据。在上述研究基础上，我们建立巨噬细胞和足细胞体外共培养，发现高糖活化的M1巨噬细胞通过分泌TNF-α激活足细胞ROS-p38 MAPK信号通路，进而诱导足细胞凋亡。这一发现进一步丰富了巨噬细胞在糖尿病肾病发生发展中的作用和及其作用机制的理论。总之，本研究基本上圆满完成了任务计划书中的主要研究内容，达到了预期目标。