NFATc1通过ATF3增强足细胞损伤的机制

The activation of nuclear factor of activated T-cells (NFAT) causes podocyte injury. The results of ChIP assays revealed that NFATc1 and activating transcription factor 3 (ATF3) simultaneously combined with the P1 promoter of NFATc1 gene. As reported, ATF3 is a stress-induced transcription factor. What did the combination of ATF3 with the P1 promoter imply? The silencing of ATF3 gene reduced NFATc1-induced podocyte injury and apoptosis, indicating that ATF3 enhanced the NFATc1’s action on podocytes. Namely, when NFATc1 activated ATF3, NFATc1, along with ATF3, enhanced the P1 promoter, which may amplify NFATc1’s effect on podocyte injury. Here, we aimed to investigate a potential role of ATF3 in enhancing NFATc1 activation-mediated podocyte injury.

转录因子NFAT活化导致肾小球足细胞损伤。前期ChIP实验发现转录因子NFATc1活化后，与自身NFATc1基因P1启动子结合，提示在足细胞，NFATc1有增强自身信号(auto-amplification)机制。同时在P1启动子，还发现辅助转录因子ATF3的结合。ATF3在静息时不表达，但NFATc1活化后ATF3表达升高。那么，ATF3表达并结合于NFATc1基因P1启动子起什么作用？进一步实验显示：沉默ATF3可减少NFATc1诱导的凋亡，并抑制NFATc1下游损伤性基因表达。由此我们提出：转录因子NFATc1激活辅助转录因子ATF3，激活的ATF3和NFATc1共同诱导调控NFATc1基因表达，增强NFATc1的损伤效应。本课题将在体外足细胞和足细胞特异性ATF3敲除小鼠，通过基因干扰、ChIP等技术，阐明ATF3增强NFATc1损伤效应的新机制，为阻止足细胞损伤提供新的治疗靶点。

慢性肾脏疾病是全球性公共卫生问题，肾小球足细胞损伤是多种慢性肾脏病的共同发病机制。国外多个研究和课题组近期研究表明：转录因子——活化T 细胞核因子（Nuclear factor ofactivated T-cells, NFAT）是导致足细胞损伤、凋亡、肾小球硬化的重要机制。核转录因子NFATc1具有自身增强效，这种自身增强效应还需要有其他辅助转录因子的参与。活化转录因子3(activating transcription factor 3, ATF3) 是应激诱导性辅助转录因子，是ATF/CREB 转录因子家族的成员，具有亮氨酸拉链结构（bZIP），bZIP是DNA结合位点，可以通过其bZIP结合其他含bZIP蛋白调控转录。有研究表明：ATF3既可抑制转录，也可以活化转录；既可以促进凋亡，也可以抑制凋亡；但ATF3在足细胞中是否表达及效应尚无报道。本课题研究的主要内容是明确ATF3在足细胞中的效应，并进一步探究辅助转录因子ATF3对足细胞效应机制是否与NFATc1有关。.实验结果显示：1）在不同类型的肾小球疾病患者的足细胞中ATF3表达明显增高；2）在蛋白尿小鼠模型（db/db、LPS诱导C57BL/6小鼠模型）中，ATF3表达明显增高；3）体外培养的足细胞给予损伤刺激（HG、LPS、Ionomycin）后，ATF3在mRNA及蛋白水平表达明显增高；4）过表达ATF3后，足细胞的凋亡增加，标记蛋白podocin表达减少；5）沉默ATF3后，足细胞的凋亡减少，标记蛋白podocin表达；6）损伤刺激后，足细胞核内ATF3表达增加；6）ChIP实验结果显示：ATF3与NFATc1的P1启动子结合，在Ionomycin刺激后，结合增加；过表达或沉默ATF3，NFATc1在mRNA及蛋白水平相应的升高或者降低。.本研究首次发现并证实辅助转录因子ATF3在足细胞中有表达，且在足细胞中ATF3是一个损伤因子，介导足细胞的损伤机制是通过直接结合核转录因子NFATc1启动子，增强NFATc1转录活性。本研究从一个全新的视角探究NFATc1的转录调控机制，丰富了CaN-NFAT信号轴机制，为临床治疗慢性肾小球疾病提供新的干预策略。