PTEN表达下调对糖尿病肾小管间质纤维化的影响及调控机制研究

The incidence of DN has increased year after year, along with complicated pathogenesis resulting in renal fibrosis, which is hard to be treated. Phosphatase and tensin homology deleted on chromosome ten(PTEN), which is an important negative regulator of PI3K/Akt and FAK/p130cas signal pathway, encodes active lipid phosphatase and protein phosphatase. According to reports, the activation of PI3K/Akt signal pathway results in Multiple fibrosis effects, while PTEN may antagonize the effect of fibrosis through negatively regulating PI3K/Akt pathway. Based on our recent study, the notable decrease in the expression of PTEN in renal tissues may be an important factor of the development of renal fibrosis of DN. However, the mechanisms between the development of DN and the decrease in the expression of PTEN, especially the effects of the decrease in the activation of protein phosphatase on renal fibrosis of DN and the regulatory factors of the expression of PTEN, are still unknown. This project will apply molecular biology approach to identify the effects of up-regulation and down-regulation of the expression of PTEN on tubular epithelial cell phenotype and fibrosis lesions under high concentration glucose.Meanwhile, based on genetic transcription and post-transcriptional regulation, our study will also focus on the regulatory mechanism of the change in the expression of PTEN in renal tubular epithelial cell. This study of the pathogenesis of renal fibrosis of DN will help us to find a new and effective target for treating DN.

糖尿病肾病(DN)发病率逐年增高，发病机制复杂，病情进展则发生肾纤维化，治疗十分困难。PTEN基因编码的蛋白具有脂质磷酸酶和蛋白磷酸酶活性，是PI3K/Akt和FAK/p130cas通路的重要负调节因子。研究表明， PI3K/Akt通路激活具有多重致纤维化效应，而PTEN可能通过负调节PI3K/Akt通路发挥抗纤维化效应。我们近期发现，肾组织PTEN表达显著减少可能是DN肾纤维化进行性发展的重要因素。但PTEN蛋白表达降低在DN发病中的具体作用机制，尤其是蛋白磷酸酶活性降低对DN肾纤维化的影响，以及PTEN蛋白表达的调控因素，尚不甚清楚。本项目拟采用分子生物学等方法，研究上调和下调PTEN表达对高糖条件下肾小管上皮细胞表型及纤维化病变的影响，并从基因转录和转录后调节方面探讨肾小管上皮细胞中PTEN表达变化的调控机制。以期进一步阐明DN肾纤维化的发病机制，为防治DN探寻新的有效靶点。

近年来的研究表明，PTEN蛋白表达减少在组织纤维化的发生中起重要作用。本课题组的前期研究显示DN大鼠肾小管上皮细胞PTEN表达显著下降，可能使TGF-β1过度激活PI3K- Akt通路，促进了DN病变进展。但其具体作用机制以及PTEN脂质磷酸酶和蛋白磷酸酶活性在抗肾纤维化中的效应有待进一步研究。有关DN发病中PTEN 蛋白表达是如何被调节的，有哪些因素参与，目前尚不清楚。因此，本研究围绕PTEN在DN肾组织中的表达变化，miR-22及PPARγ对PTEN的调控机制及其对肾小管上皮细胞EMT及自噬的影响，PTEN脂质磷酸酶及蛋白磷酸酶活性在调控RTIF中的作用进行了较为系统的研究。结果表明，当PPARγ表达水平增高（或给予激动剂）时，通过其作为转录因子的作用，结合在PTEN启动子上游区域，与其上游的PPRE反应元件相互作用，促进了PTEN 的转录，反之则抑制其转录。具备双重活性的PTEN可以使AKT及FAK去磷酸化，也可以调控FAK的转录；蛋白磷酸酶活性仅能使FAK去磷酸化。进一步研究显示， PTEN脂质磷酸酶活性可以抑制AKT的磷酸化，从而抑制NF-κB的激活，并进一步抑制了FAK的转录活性；而丧失脂质磷酸酶活性后，失去了对AKT的磷酸化的抑制作用，其对FAK的转录调控作用也随之丧失。本实验进一步以DN患者为研究对象，在人体肾组织中对PPARγ、PTEN、p-AKT及p-FAK的表达情况及其与肾组织纤维化和肾功能的关系进行了观察和研究，结果显示与体外实验及动物实验研究结论一致。此外，研究发现，在大鼠肾小管上皮细胞中过表达miR-22能明显抑制PTEN的蛋白表达、抑制LC3I向LC3II的转化和P62的降解(抑制细胞自噬)、促进胶原蛋白的合成；双荧光素酶报告基因实验结果显示转染miR-22 mimics组细胞中的荧光素酶活性明显降低，验证了miR-22能直接调控PTEN，并通过PTEN /AKT /mTOR通路抑制细胞自噬，从而促进细胞胶原的合成，促进肾间质纤维化的发生发展。综上所述，本研究从体外实验、动物、人体肾组织等不同层面，系统地阐明了PTEN在DN发病中，对肾小管上皮细胞EMT和细胞自噬中的作用。为进一步加深对DN肾纤维化发生机制的认识，寻找更有效的DN治疗靶点提供了理论和实验依据。完成了项目任务书规定的研究任务。