自噬相关基因Atg5调控肾小管上皮细胞周期的分子机制及其在肾脏纤维化中的作用

Autophagy occurs in renal epithelial cells after sublethal injury. Our recent study showsed that Atg5-mediated autophagy in proximal epithelial cells is a critical host-defense mechanism that prevents renal fibrosis. However, the mechanism is elusive.Our preliminary results revealed that Atg5-mediated autophagy suppresses renal fibrosis by inhibiting NF-κB activation and subsequent G2/M arrest and extracellular matrix accumulation.This process may be regulated by the formation of ATG5 complex with IκB-a-NF-κB.In this proposal, we will first exam if the enhancement of autophagy or epithelial cells-specific deletion of autophagy related 5 (Atg5) is associated with G2/M cell cycle arrest both in vitro and in vivo.We will further explore the interaction between Atg5 with IκB-a-NF-κB complex and its binding sites by which inhibiting the activation of NF-κB signaling pathwayand subsequent G2/M arrest and extracellular matrix accumulation.Our study will provide a scientific basis and new target site for prevention and treatment of renal fibrosis.

肾小管上皮细胞损伤可触发自噬，我们近期研究表明肾小管上皮细胞自噬抑制可使细胞受损后停滞于G2/M期，促进肾脏纤维化，但具体机制不明。我们初步结果发现自噬相关基因Atg5能阻抑NF-κB活化，减少肾小管上皮细胞G2/M期阻滞，减少炎症因子释放和细胞外基质合成而发挥肾脏纤维化的保护作用，这个过程可能是通过Atg5与IκB-a-NF-κB形成复合体来调控的。本项目拟开展（1）应用鼠UUO模型，药物上调/基因敲除Atg5水平，探索Atg5变化对小管上皮细胞周期的影响；（2）上调/沉默肾小管上皮细胞株Atg5表达，研究AngII刺激下Atg5对细胞周期的影响；（3）分子水平重点探讨Atg5-IκB-a-NF-κB复合体形成及其相互结合位点靶向抑制NF-κB信号通路活化，抑制细胞G2/M期阻滞及抑制纤维化的具体机制。本研究有助于揭示肾小管上皮细胞自噬调控纤维化的机制，为临床防治肾脏纤维化提供科学依据。

肾小管上皮细胞损伤可触发自噬，我们近期研究表明肾小管上皮细胞自噬抑制可使细胞受损后停滞于G2/M期，促进肾脏纤维化，但具体机制不明。NF-κB信号通路活化是各种炎症反应的共同通路，其活化能够诱导效应细胞释放大量的炎症因子，导致炎症反应过度，是肾间质纤维化的启动和维持因素，我们推测自噬是否通过影响肾损伤过程中NF-κB信号通路活化继而对炎症反应进行调控。本项目研究的主要内容包括：①利用Atg5+/+和Atg5-/-建立小鼠梗阻性（UUO）肾病模型，探讨小管上皮细胞自噬对肾间质纤维化过程中炎症反应的影响，对NF-κB通路的影响。②应用AngII刺激HK-2细胞株及原代TECs（来源于Atg5+/+和Atg5-/-小鼠），向HK-2细胞株转染Atg5 siRNA质粒抑制自噬，或转染野生型Atg5质粒增强自噬，探讨近端小管上皮细胞自噬与AngII诱导的NF-κB通路活化的相互影响及机制。.我们的研究结果发现1、UUO模型中，NF-κB信号通路活化，特异性敲除肾小管上皮细胞Atg5基因促进该通路的活化，加重炎症因子的表达及炎症细胞的浸润；2、AngII刺激下，抑制肾小管上皮细胞自噬促进NF-κB信号通路活化及炎症因子的表达，高表达Atg5可减轻AngII诱导的炎症反应，其作用依赖其自噬诱导功能。本研究有助于揭示肾小管上皮细胞自噬调控纤维化的机制，为临床防治肾脏纤维化提供科学依据。