PPARα调节肾脏GLP-1受体信号通路在糖尿病肾病中的机理及应用研究

Diabetic nephropathy (DN) is one of the most serious chronic complications of diabetes mellitus. Hyperglycemia is the main cause that leads to renal damages in DN. Incretin-based drugs, such as glucagon-like peptide-1 receptor agonists and dipeptidyl peptidase 4 inhibitors,are now routinely used to treat type 2 diabetes mellitus,however,their role in DN is less studied.This project will investigate the effects of hyperglycemia on renal GLP-1 receptor signaling pathway and regulation by PPARa in vitro and in vivo. Our preliminary data showed that mRNA expression of GLP-1 receptor and PPARa were decreased by hyperglycemia in mesangial cells,and restored by PPARa agonist GW7647 treatment. In db/db mice,renal GLP-1 receptor was also decreased compared with control mice, and combination with PPARa agonist bezafibrate and sitagliptin synergistically improved renal morphology.This study will explore the effect of hyperglycemia on renal GLP-1 receptor signaling pathway, which will provide important information for incretin-based therapies for the treatment of DN.

糖尿病肾病是糖尿病最严重的慢性并发症之一。高糖是导致糖尿病肾病发生发展的主要原因。目前，肠促胰岛素类药物作为一种新异的2型糖尿病治疗手段具有广泛的临床应用前景，但其对糖尿病肾病是否具有保护功能以及相关的机制并不清楚。本项目在体外和体内水平上研究糖毒性对肾脏GLP-1受体信号通路的影响，以及联合PPARα激动剂对于肠促胰岛素类药物改善糖尿病肾病的协同作用。前期研究表明，在高糖条件下，肾小球系膜细胞中GLP-1受体和PPARα表达都降低，而PPARα激动剂GW7647能恢复受损的GLP-1受体。在db/db小鼠中，肾脏GLP-1受体表达降低，PPARα激动剂bezafibrate能增强sitagliptin对db/db小鼠肾脏的形态学改善作用。本研究将阐明糖毒性对肾脏GLP-1受体信号通路的影响，及通过PPARα途径来恢复GLP-1受体信号通路，对肠促胰岛素类药物用于糖尿病肾病的治疗提供指导。

高糖诱导的肾小球系膜细胞增殖、细胞外基质蛋白的沉积在糖尿病肾病(DN)的发展中起重要作用。近来研究表明肠促胰岛素类2型糖尿病治疗药物能改善DN。我们在β细胞研究表明糖脂毒性能下调胰高血糖素样肽-1（GLP-1）受体的表达、损伤其信号通路。而过氧化物酶体增生物激活受体α（PPARα）激动剂则能恢复β细胞中高糖损伤的GLP-1R表达水平。本研究通过体外和体内实验观察了PPARα激动剂对DN中GLP-1R的表达水平和信号通路的影响， 以及PPARα受体激动剂和GLP-1R激动剂联合用药对DN的保护作用及可能机理。结果发现：（1）高糖条件下，肾小球系膜细胞中GLP-1R的表达降低，而PPARα激动剂GW7647能提高PPARα和恢复受损的GLP-1R表达水平。（2）GLP-1R激动剂exendin-4能减少低糖条件下系膜细胞中MCP-1、ICAM-1的表达，但在高糖条件下无明显作用。Exendin-4和GW7647联合处理系膜细胞降低了高糖诱导的TGFβ-1、MCP-1、fibronection、p-AKT的水平。在系膜细胞中过表达GLP-1R后，高糖诱导的TGFβ-1、MCP-1、fibronection、p-AKT也显著降低。exendin-4处理过表达GLP-1R的系膜细胞显示TGFβ-1、fibronection进一步降低。（3）在db/db小鼠DN模型中，苯扎贝特和DPP-4抑制剂西他列汀联合给药显著改善了小鼠DN以及肾脏MCP-1、TGFβ-1、fibronection等DN相关的因子表达。这些结果提示：DN中GLP-1R表达降低、信号通路受损。PPARα激动剂能通过提高GLP-1R的mRNA表达、改善TGF-β1、MCP-1和fibronection信号通路，从而提高GLP-1R激动剂治疗DN的疗效。为临床上DN的治疗提供了一种新的方式。