慢性肾病激活NLRP3炎症体信号通路介导平滑肌细胞增殖参与慢性肾病相关新生内膜增生的机制研究

Chronic kidney disease (CKD) has become an important public health problem in the world. An arteriovenous fistula (AVF) is the method of choice for dialysis access in CKD patients with end-stage renal disease that require hemodialysis. Patients who undergo hemodialysis utilizing AVFs often need to be re-intervened surgically in order to correct stenotic lesions which compromise blood flow through the fistula. This is reflected in the fact that the one year patency rates of AVF are estimated to be only 63%. The major cause of vascular access failure in AVFs is venous stenosis due to neointimal hyperplasia (NH). However, the mechanisms underlying how CKD accelerates NH remain largely unknown. We will use molecular and cell biological technologies and pathological methods to examine these changes in surgically induced CKD and NH mouse models and NLRP3 knockout mice to test these hypothesis that: 1. CKD induces vascular smooth muscle cells (VSMC) proliferation/migration and NH via NLRP3 inflammasome activation pathway; 2. CKD uremia and uremia-elevated cLDL induce NRLP3 inflammasome assembly and Casp-1 activation and that pathway of IL-1β, IL-18 may carry out the proliferation of VSMCs. 3. Inhibition of NRLP3 inflammasome reverses CKD-accelerated NH. NLRP3 would be a potential therapeutic target for CKD associated NH.

慢性肾脏病（CKD）已经成为全球性公共健康问题， CKD患者发展到终末期需要依赖血液透析维持生命，而建立透析通路的动静脉瘘手术（AVF）一年通畅率只有63%，且尚无有效防治措施。研究表明：CKD可促进平滑肌细胞（VSMCs）增殖引起血管新生内膜增生（NH），具体机制不明。有研究发现NLRP3炎症体信号通路介导VSMCs增殖/迁移，参与NH过程。还有研究发现尿毒症患者特异性修饰的低密度脂蛋白（cLDL）可激活NLRP3炎症体介导血管炎症。本课题拟应用NLRP3基因敲除小鼠，通过5/6肾脏切除术、AVF构建CKD、NH疾病模型，结合分子生物学和细胞生物学、病理学观察等技术，明确CKD患者升高的cLDL激活NLRP3炎症体，导致下游Caspase-1活化，诱导IL1β，IL18等细胞因子的成熟与分泌，引起VSMCs增殖/迁移，从而促进NH的分子机制。为治疗CKD相关NH，改善CKD预后提供靶点。

慢性肾脏病（CKD）发展到终末期需要依赖血液透析维持生命，而建立透析通路的动静脉瘘手术（AVF）一年通畅率只有63%，尚无有效防治措施。研究表明，CKD可促进平滑肌细胞（VSMCs）增殖引起血管新生内膜增生（NH），具体机制不明。有研究发现NLRP3炎症体信号通路介导VSMCs增殖/迁移，参与NH过程，还有研究发现尿毒症患者特异性修饰的低密度脂蛋白（cLDL）可激活NLRP3炎症体介导血管炎症。据此，本项目在体外模拟在体尿毒症代谢废物促进NH的病理生理过程，利用cLDL来处理体外培养的人原代主动脉平滑肌细胞（HCSMCs），结果显示cLDL可以诱导HCSMCs内 NLRP3 炎症复合体活化，激活下游的caspase-1，诱导IL-1β，IL-18细胞因子的成熟与分泌，促使 VSMCs 发生增殖的改变。进一步建立野生型（WT）与 NLRP3 基因敲除型（NLRP3-/-）CKD 小鼠模型，在 CKD 小鼠体内确定了CKD 是通过 NLRP3 炎症体介导的信号传导通路促使 VSMCs 增殖与NH的发生。在此基础上，尝试在 CKD 小鼠体内验证 NLRP3 靶向治疗 NH 的效果， 发现NLRP3的抑制剂格列苯脲对CKD 小鼠NH 有显著的治疗作用。综合上述结果，本研究为探讨CKD时NH发生发展的机制奠定了坚实的工作基础，同时为治疗CKD相关NH，改善CKD远期预后提供了潜在靶点。