特络细胞调控EMT减轻移植肾间质纤维化的作用和机制研究

Renal allograft interstitial fibrosis is an important clinical problem in renal transplantation, which causes allograft dysfunction and long-term loss. However, there are no effective therapies to treat allograft interstitial fibrosis. We have previously found a new type of renal interstitial cells – telocyte, and successfully purified it from kidney. Our further studies proved its protective effects against acute renal ischemic injury. In UUO models, our preliminary findings indicate that telocytes alleviate renal fibrosis through the inhibition of tubular EMT by TGF-β/Smad pathway. In order to study the protective effects and mechanism of telocytes against renal allograft interstitial fibrosis, this study intends to collect biopsy specimens from renal allograft, and observe the relationship between interstitial fibrosis and the number and distribution of telocytes; establish an in vivo model of rat renal allograft interstitial fibrosis, and study the protective effects of telocytes against tubular EMT and allograft interstitial fibrosis; establish an in vitro model of TGF-β induced tubular EMT, investigate the activation of involved signaling pathways including TGF-β/Smad, and further discuss the mechanism of EMT regulation by telocytes. This study will clarify the biological function of telocytes, reveal the pathophysiological process of allograft interstitial fibrosis, and provide novel ideas in the prevention and treatment of renal allograft interstitial fibrosis.

移植肾间质纤维化可导致移植肾失功和远期丢失，目前缺乏有效防治手段，是肾移植临床难题。前期研究中，我们发现、分离和纯化了一种新型的肾脏间质细胞——特络细胞，并证实它在急性缺血性肾损伤中具有显著保护作用。近期，我们应用单侧输尿管梗阻模型初步证实特络细胞可减轻肾脏纤维化，并发现该作用与特络细胞通过TGF-β/Smad通路抑制肾小管上皮间质转化（EMT）相关。为进一步阐明特络细胞对移植肾间质纤维化的作用和机制，本项目拟利用临床移植肾穿刺标本，明确特络细胞数量分布与间质纤维化进展的相关性；通过大鼠肾移植慢性损伤间质纤维化模型，研究特络细胞治疗抑制EMT减轻移植肾间质纤维化的保护作用；利用体外TGF-β诱导肾小管EMT模型，联合特络细胞共培养，解析特络细胞调控EMT的机制。本研究将进一步阐明特络细胞的生物学功能，揭示移植肾间质纤维化的病理生理机制，提供移植肾间质纤维化防治新思路。

作为一种新型的间质细胞，特络细胞已被证实存在于心脏、肺、肝脏、肾脏等多个器官组织内。目前的研究多数关注特络细胞的形态学特点和表面标志物，少有关注特络细胞的组织学功能。我们团队长期聚焦于肾脏特络细胞的研究，2012年首次证实了肾脏内特络细胞的存在，2014年发现了特络细胞可促进肾脏缺血再灌注损伤后的修复。. 本课题关注特络细胞在肾纤维化中的可能作用和机制。利用单侧输尿管梗阻（UUO）模型，我们比较了静脉输注与不输注特络细胞两组大鼠的肾脏损伤和纤维化程度，证实特络细胞可减轻UUO引起的肾脏纤维化。深入研究发现，上皮间质转化（EMT）过程是特络细胞减轻纤维化的干预靶点。EMT标志物N-cadherin和α-SMA的检测结果表明，输注特络细胞可有效抑制EMT的进展。后续研究中，我们检测了TGF-β1及下游Smad2/3这一重要EMT信号通路的改变，并发现该通路在特络细胞输注组被显著抑制。我们团队同时检测了PDGF、CTGF、BMP7、EGF和HGF等纤维化相关因子的表达水平，可见特络细胞输注后，仅HGF的表达水平出现了显著上升。已有许多研究证实，HGF是一种抗纤维化因子，能阻断TGF-β1/Smad信号通路。使用HGF抗体降低HGF体内水平，发现特络细胞的抗纤维化作用减弱。同时，以成纤维细胞为对照，我们分别检测了特络细胞单独培养/与NRK52E联合培养时HGF的表达水平，发现特络细胞不直接分泌HGF，而更可能是在体内通过间接作用促进HGF的产生。另外，利用TGF-β1刺激在体外模拟UUO，使用特络细胞与NRK52E共培养模型，检测特络细胞作用后EMT相关标志物的变化，结果表明特络细胞并不能在体外直接影响TGF-β1诱导的EMT。以上实验结果说明，在UUO诱导的肾脏纤维化中，TGF-β1信号通路是特络细胞减轻肾脏间质纤维化的关键通路，HGF是其中作用的关键因子。. 特络细胞的功能研究近年来一直没有新的突破。既往研究认为特络细胞是一种干细胞辅助细胞，其在形态结构上与干细胞存在相似性，在组织分布上与干细胞巢关系紧密。研究者推测其在组织保护和损伤修复中可能存在相应作用。我们的研究首次探讨了特络细胞对于肾脏纤维化的作用及机制。通过体内体外实验，我们发现特络细胞可以影响体内HGF的表达水平，进一步干预TGF-β1/Smad信号通路，抑制EMT，减轻肾间质纤维化。