脂毒性在糖尿病肾病足细胞胰岛素抵抗中的作用和机制

The mechanisms underlying diabetic nephropathy (DN), the leading cause of End Stage Renal Disease (ESRD), is still not fully understood. Recent researches have suggested podocyte insulin resistance participates in the development of diabetic nephropathy in early stage. However, the mechanisms underlying podocyte insulin resistance in diabetic patients remain unclear. It is proposed that lipid metabolism is disturbed in high glucose cultured podocytes. We hypothesize that high glucose induced lipotoxicity causes the occurrence of podocyte insulin resistance in diabetic nephropathy. Acetyl-CoA carboxylase 2 (ACC2) silence leads to faster β-oxidation, which has been proven to have protective effects. By in vivo and in vitro experiments, using ACC2 RNAi and mouse model of podocyte specific deletion of ACC2 separately, we will closely look into the role and mechanisms of high glucose induced lipotoxicity in podocyte insulin resistance. The current study will be helpful to further understand the pathogenesis of lipotoxicity in diabetic nehpropathy, and the manipulation of lipid metabolism might act as a promising therapeutic intervention.

糖尿病肾病是引起终末期肾衰的首位病因，针对糖尿病肾病的发生机制进行深入的研究具有重要的意义。新近发现足细胞本身的胰岛素抵抗是糖尿病肾病重要的早期病理生理标志，且能通过级联反应最终导致糖尿病肾病的发展。但是，足细胞胰岛素抵抗的发生机制尚不明确。脂毒性是糖尿病肾病发生发展的重要机制，但脂毒性在足细胞中的作用未明。我们前期研究发现高糖环境下足细胞存在脂代谢的异常。我们推测高糖诱导的脂毒性是足细胞胰岛素抵抗的重要机制。乙酰辅酶A羧化酶2（ACC2）是脂肪酸氧化的关键酶，我们前期研究发现通过抑制ACC2能改善脂代谢。本项目拟在前期研究基础上应用体内和体外实验相结合的办法，分别应用siRNA干扰ACC2和制作足细胞特异的ACC2基因敲除小鼠模型，深入探讨高糖诱导的脂毒性在足细胞胰岛素抵抗中的作用及机制。我们的研究结果可以完善糖尿病肾病的脂毒性理论，并对寻找早期干预糖尿病肾病的靶点进行有意义的探索。

糖尿病肾病是引起终末期肾衰的首位病因，针对糖尿病肾病的发生机制进行深入的研究具有重要的意义。.足细胞本身的胰岛素抵抗是糖尿病肾病重要的早期病理生理标志，且能通过级联反应最终导致糖尿病肾病的发展。脂毒性是糖尿病肾病发生发展的重要机制，乙酰辅酶A羧化酶2（ACC2）是脂肪酸氧化的关键酶，我们通过干预ACC2改善脂代谢，研究了脂毒性在足细胞胰岛素抵抗中的作用及机制。我们的研究结果显示高糖刺激可引起足细胞脂质沉积，表现为细胞内脂质含量增加，β-氧化速率下降，乙酰辅酶A含量增加等。高糖刺激下足细胞产生胰岛素抵抗，表现为葡萄糖摄取减少，胰岛素受体磷酸化减少，葡萄糖转运蛋白GLUT-4的细胞膜转位减少。同时高糖刺激下足细胞的损伤表现为裂孔蛋白nephrin表达减少和F-actin骨架重排。通过shRNA转染技术敲除ACC2改善脂毒性后，足细胞胰岛素抵抗得到改善，同时足细胞损伤也得到改善。.另外，足细胞在生理状态下具有非常强的自噬能力，我们研究了自噬和胰岛素抵抗的相互调控关系。通过shRNA转染技术敲除胰岛素受体后观察自噬及足细胞损伤，以明确胰岛素抵抗对自噬的调节以及对足细胞损伤的作用。通过应用自噬抑制剂以及自噬增强剂调节自噬后，观察足细胞胰岛素反应性以及足细胞损伤的情况，以明确自噬在足细胞胰岛素反应性和损伤中的作用。我们的研究发现自噬可以调节高糖环境下人肾小球足细胞胰岛素的敏感性，同时胰岛素抵抗也通过降低自噬介导了足细胞损伤。自噬抑制剂3-MA降低自噬水平从而加剧胰岛素抵抗，加剧裂孔膜蛋白丢失。而自噬激活剂雷帕霉素则能够增强自噬缓解胰岛素抵抗，改善糖尿病肾病引起的机体损伤。..我们的研究结果提示脂毒性通过足细胞的胰岛素抵抗参与了糖尿病肾病的发病机制，完善了糖尿病肾病的脂毒性理论。同时我们对足细胞自噬的研究发现细胞自噬能力异常与足细胞胰岛素抵抗具有相互调控作用。我们的研究对寻找早期干预糖尿病肾病的靶点进行了有意义的探索，提示脂代谢和自噬是糖尿病肾病的潜在治疗靶点。