高尿酸通过LncRNA-HOTAIR及ROS调控炎症小体NLRP3导致内皮细胞功能紊乱的机制研究

It is a vicious circle that hyperuricemia could provoke inflammatory infiltration then cause kidney injury, nevertheless, kidney disease also increases serum uric acid level. But the mechanism is not clarified. Our previous research demonstrated that high concentration uric acid promotes ROS generation from mitochondrial of endothelial then active the inflammasome, and high concentration uric acid increased LncRNA-HOTAIR in the glomeruli endothelial cell then absorb miR-22 to promote the direct target gene NLRP3 expression. Therefore, we hypothesis high concentration would increase NLRP3 expression via HOTAIR and active NLRP3 via ROS by the double pathway, subsequently lead inflammation of renal endothelial cell and the kidney injury. Hence, we will demonstrate the mechanism of HOTAIR promote NLRP3 expression as the sponge of miR-22 and clarify high concentration uric acid induce NLRP3 activation through disaggregation of TXNIP/TRX. To validate the above mechanism using HOTAIR-/- TXNIP-/- mice. These work will provide a novel theory and therapeutic target for clinical diagnosis and treatment of hyperuricemia kidney disease.

高尿酸血症可引发肾脏炎细胞浸润及肾损伤,而肾脏疾病又能导致血清尿酸升高,形成恶性循环,但机制不清。我们前期证实:①高尿酸促进血管内皮细胞线粒体释放ROS,进而激活炎症小体;②高尿酸诱导肾小球内皮细胞LncRNA-HOTAIR的表达上调而吸附miR-22,进而促进其直接靶基因炎症小体NLRP3的表达。因此推测:高尿酸可通过HOTAIR增加NLRP3的表达和通过ROS激活NLRP3的双重途径,引起肾脏血管内皮细胞炎症反应和肾脏的炎症损伤。本工作将:验证HOTAIR可吸附miR-22继而促进NLRP3表达;明确高尿酸诱导产生的ROS通过解离TXNIP/TRX而活化NLRP3的机制;在HOTAIR-/-和TXNIP-/-小鼠验证上述机制。本工作将为尿酸性肾病的临床诊治提供全新的理论机制和干预靶点。

高尿酸血症是嘌呤代谢障碍导致的疾病，已经成为引发慢性肾病的独立危险因素。高尿酸血症可引发肾脏炎细胞浸润及肾损伤，但机制不清。使用高尿酸处理的HUVEC细胞和高尿酸血症小鼠模型中：HOTAIR升高，miR-22降低，且两者呈明显负相关；焦亡相关蛋白（NLRP3、Caspase-1、GSDMD-N、GSDMD-FL）表达升高；细胞上清及模型血清中LDH及炎症因子IL-1β，IL-18的释放增加；尿酸刺激的HUVECs增殖明显受到抑制。生物信息学分析及双荧光素酶实验证实HOTAIR作为分子海绵吸附miR-22促进了NLRP3炎症小体的激活。在功能获得和缺失实验中， 高尿酸处理的HUVEC细胞中，过表达HOTAIR和NLRP3，或敲低miR-22，均增强激活NLRP3炎症小体，并导致焦亡的发生，而通过shRNA敲低NLRP3和HOTAIR，或者miR-22模拟物，则发挥相反的作用。同时，高尿酸可通过ROS调控NLRP3相关的内皮细胞焦亡，并通过促进TXNIP/TRX解离，结合并激活NLRP3炎症小体，使用mito-Tempo处理HUVEC细胞可抑制TXNIP/TRX的解离，进而阻断TXNIP和NLRP3之间的相互作用，从而抑制NLRP3炎症小体的激活和焦亡的发生；过表达TXNIP，导致NLRP3的激活及其相关的焦亡发生，而敲低TXNIP，则观察到相反的结果。综上，在高尿酸环境下，尿酸进入肾小球血管内皮细胞后，一方面LncRNA-HOTAIR通过作为miR-22的CeRNA促进内皮细胞NLRP3炎症小体的表达，诱发炎症反应和细胞焦亡；另一方面ROS通过促进TXNIP的解离，从而激活NLRP3炎症小体，导致内皮细胞炎症反应和焦亡的发生。两方面共同作用最终诱发内皮细胞炎症因子的释放，导致炎症细胞趋化聚集在肾脏组织的浸润并加重炎症损伤。