HIF-1α/DUSP2/STAT3通路在AKI向CKD转化中的作用及机制研究

Renal ischemia-reperfusion injury (RIRI) induced renal fibrosis is the major cause of AKI–CKD transition. The mechanisms remain largely unknown and there is no effective treatment. Our previous study demonstrated that Double specificity protein phosphatase 2 (DUSP2), a newly discovered negative regulatory molecule of inflammation, was decreased after RIRI in mice, but with an increasing of HIF-1α, while upregulating DUSP2 by recombinant adenovirus can alleviate inflammation and retard renal fibrosis. These findings suggest that HIF-1α may inhibit DUSP2 expression and facilitate STAT3 activation, and then promote inflammation and renal fibrosis. Therefore, we aim to illuminate the crucial role of HIF-1α/DUSP2/STAT3 signaling in RIRI induced fibrosis in vitro and vivo study. And further understand the regulation role of DUSP2 in RIRI induced fibrosis. The purpose of our study is trying to provide new insights into the pathogenesis and treatment of AKI–CKD transition.

肾缺血再灌注损伤（RIRI）后纤维化是AKI向CKD转化重要的致伤因素，其机制尚未完全阐明，也缺乏有效救治方案。双特异性蛋白磷酸酶2（DUSP2）是新近发现的炎症负向调控分子。我们前期发现：小鼠RIRI后，随着HIF-1α的增加，DUSP2表达显著下降；而外源表达DUSP2可减轻RIRI后炎症水平和肾纤维化的发生，同时逆转RIRI所致STAT3的活化。我们推测：RIRI引起的HIF-1α表达增加可导致DUSP2表达下降，促进STAT3及下游信号异常活化，引起多种致纤维化因子和炎症因子表达增高，最终启动肾纤维化进程。为此，本项目拟以小鼠RIRI模型和肾小管上皮细胞株为研究对象，进一步明确HIF-1α/DUSP2/STAT3通路在RIRI后肾纤维化中的重要作用，深入分析DUSP2表达调节及其在RIRI后肾纤维化的作用机制。本研究旨在揭示AKI向CKD转化的深层机制，为肾纤维化提供新的防治策略。

急性肾损伤(Acute kidney injury, AKI)是一种由多种病因造成肾功能短期内急剧减退的临床危重病。由于其高发病率和高死亡率，一直被认为是全球卫生负担。不幸的是，由于对AKI发病机制的不完全了解，缺乏有效治疗手段。肾小管上皮细胞(RTEC)的死亡和间质炎症是已知的AKI致病因素，但其调控机制尚不清楚。近年来，双特异性磷酸酶2 (DUSP2)作为一系列疾病中细胞死亡和炎症的重要调节因子，但其在肾脏病理生理学中的作用尚不清楚。.本课题通过构建RTEC的DUSP2特异性敲除小鼠AKI模型，原代细胞培养、Western blot、Real-time PCR、病理染色、免疫组化、免疫荧光染色、腺相关病毒表达体系、RNAi 干扰技术等多种技术手段。 .拟探讨：1、体内模型中DUSP2表达与AKI的关系：2、细胞模型中DUSP2功能及其表达调节模式：3、DUSP2 对GSDMD转录的探讨； 4、动物模型中外源性过表达DUSP2对AKI的救治效果。.通过本课题的研究，我们发现：1、在人和小鼠中，DUSP2富集在肾组织的RTECs中，主要位于细胞核；2、RTECs中DUSP2的缺失不仅是人与鼠AKI的共同特征，也是AKI发病机制的重要组成部分；3、RTEC中DUSP2特异性缺失能通过促进RTEC发生焦亡和导致间质炎症而加重小鼠AKI损伤；4、AKI过程中，STAT1通过转录激活GSDMD，从而介导RTEC发生焦亡；5、DUSP2作为核磷酸酶使STAT1失活，从而限制GSDMD介导的RTEC焦亡发生。6、通过腺相关病毒介导RTECs中过表达DUSP2可以减轻AKI损伤。.总之，本研究证明了DUSP2在AKI中调节RTEC焦亡中的作用，这一作用迄今尚未被认识，表明DUSP2可能是一个有吸引力的治疗AKI的靶点。我们的研究结果不仅为AKI的发病机制和治疗提供了新的见解，而且促进了我们对细胞焦亡内在调控的理解。