从基因转录和蛋白泛素化两方面探讨BMP-7调控糖尿病大鼠肾小管上皮细胞SnoN表达的机制研究

Diabetic nephropathy (DN) has become a major cause of chronic renal failure, but the pathogenesis of DN is dimly known and without effective treatment. SnoN, as a negative regulator of TGF-β1/Smads pathway, which protein expression reduced with the development of renal fibrosis accelerates pathogenesis. Bone morphogenetic protein-7(BMP-7) contributes to resist the effects of fibrosis TGF-β1 induced, but the mechanism is in a dilemma.Our recent studies indicated that restoring the protein level of endogenous SnoN may be an important mechanism referred to the effects of BMP-7 against renal fibrosis TGF-β1 mediated. But at present, it remain unknown that BMP-7 mediated patterns and molecular mechanism of action emphasis on regulation of SnoN expression in DN. db/db mice and renal tubular epithelial cells under high-glucose cultivation as the research object, we intend to treat with exogenous hBMP-7 in vivo and in vitro respectively, and apply knockdown or over-expression of gene and inhibition of Smad1/5 and ERK1/2 pathways to explicit the patterns and the molecular mechanism involved in regulation of SnoN expression BMP-7 mediated, based on two aspects of gene transcription and protein stability. In order to further elucidate the pathogenesis of tubulointerstitial fibrosis, for purpose of providing the new targets for the effective treatment of DN.

糖尿病肾病(DN)已成为导致慢性肾衰竭的主要原因，其发病机制仍未充分阐明，且尚无有效治疗措施。SnoN是TGF-β1/Smads通路的负调节因子，而肾小管上皮细胞SnoN蛋白表达减少可能是DN肾纤维化进行性发展的重要因素。BMP-7具有对抗TGF-β1致纤维化的效应，但其作用机制尚不明确。我们近期的研究提示，恢复内源性SnoN蛋白表达水平可能是BMP-7抗TGF-β1致肾纤维化效应的重要机制。但在DN时，BMP-7调控SnoN表达的具体作用环节和机制尚不清楚。本项目以db/db小鼠和体外高糖培养的肾小管上皮细胞为研究对象，分别在体内和体外予以BMP-7干预，采取基因敲降、过表达及抑制实验干预Smad1/5、ERK1/2通路，从基因转录和蛋白稳定性两个方面，探讨BMP-7上调SnoN表达的具体调控环节和机制，以期进一步认识DN肾小管-间质纤维化的发病机制，探寻新的有效治疗靶点。

糖尿病肾病(DN)已成为导致慢性肾衰竭的主要原因，其发病机制仍未充分阐明，且尚无有效治疗措施。BMP-7具有对抗TGF-β1致纤维化的效应，但其作用机制尚不明确。我们前期的研究提示，恢复内源性SnoN蛋白表达水平可能是BMP-7抗TGF-β1致肾纤维化效应的重要机制。但在DN时，BMP-7调控SnoN表达的具体作用环节和机制尚不清楚。我们从体内糖尿病鼠尾静脉注射过表达BMP-7质粒和体外高糖培养RTECs给予人重组BMP-7(rhBMP-7)两个体系，以及利用基因敲降、过表达及抑制实验等干预BMP-7/Smads及ERK1/2通路活化，一方面从整体水平观察BMP-7诱导SnoN表达上调的分子机制和作用环节，另一方面从基因转录和蛋白稳定性两个方面研究BMP-7对SnoN表达的影响，探讨BMP-7调控高糖条件下RTECs中SnoN表达的胞内信号通路，多角度、多系统及多方位证实：BMP-7不仅可以通过激活经典的Smad1/5信号通路上调SnoN mRNA和蛋白水平，抑制SnoN蛋白的泛素化降解，从而阻止肾小管上皮细胞向间充质细胞转分化并抑制细胞外基质的沉积，还可以通过抑制非经典通路ERK/JNK/p38MAPK发挥对抗糖尿病肾病肾脏纤维化病变的作用。同时，本研究还从miR-21/Smads信号通路入手寻找DN发生发展过程中肾小管上皮细胞BMP-7发挥对抗糖尿病肾病肾脏纤维化作用的可能调控机制，研究结果显示BMP-7在体内外通过调控miR-21/Smad7/Smad3信号通路参与DN的抗纤维化过程。此外，我们也围绕影响SnoN蛋白稳定性从而影响糖尿病肾病肾脏纤维化病变的可能机制进行了挖掘，研究结果提示：SnoN的转录调控可能主要通过Smad2信号通路来驱动，而Smad3信号通路可能通过激活Smurf2的表达来调节SnoN蛋白水平；此外，HG可激活TGF-β1/TAK1通路，进而诱导SnoN磷酸化，促进其泛素化并被蛋白酶体降解，导致肾小管上皮细胞SnoN蛋白水平降低，而硫辛酰胺可能通过增加肾小管上皮细胞的抗氧化能力，减弱TAK1对SnoN蛋白的负调节作用，上调SnoN蛋白水平，从而抑制高糖环境下肾纤维化的发生发展。总之，本项目从BMP7与SnoN为出发点，系统研究了DN肾纤维化发病中两者的表达变化及关系的分子机制，并探索了可能的干预措施，这将有助于进一步阐明DN的发病机制。