肾脏GLP-1受体信号通路调节TGF-β1改善糖尿病肾病机制的研究

Diabetic nephropathy is now the most common cause of end-stage renal disease (ESRD),the critical challenge is how to prevent progression of diabetic nephropathy to ESRD. Our previous research showed that glucagon-like peptide-1 (GLP-1) analogue can ameliorate renal injury without lowering blood glucose, blood pressure,and body weigh level in patients and rat model with diabetic nephropathy. However,the reno-protective mechanism of GLP-1 analogue is still unknown.Then, further research demonstrated GLP-1 analogue might prevent disease progression through activating GLP-1 receptor pathway in kidney tissue and inhibiting transforming growth factor-β1 (TGF-β1).. Therefore, This project is to study the directly reno-protective effects and molecular mechanisms of GLP-1 analogue through GLP-1R in the kidney by shRNA-mediated gene silencing, GLP-1 receptor gene over-expression, and specific inhibitors for signal molecules. To discuss the reno-protective mechanisms of GLP-1R pathway inhibiting TGF-β1 through p38 mitogen-activated protein kinase and protein kinase C, nuclear factor kappa B (NF-κB), the study will be carried out both in vitro and vivo. This study may provide a scientific basis and a novel potential target for the treatment of GLP-1 analogue on diabetic nephropathy.

糖尿病肾病（DN）是终末期肾衰的主要原因，控制DN发展为终末期肾衰是丞待解决问题。我们前期临床及基础研究表明胰升血糖素样肽1（GLP-1）类似物可以改善DN，且不依赖血糖、血压、体重下降，但具体机制不明。前期进一步研究发现其可能激活肾脏GLP-1受体信号通路抑制肾纤维化核心因子TGF-β1活性，从而改善DN。因此，本课题重点研究肾脏GLP-1受体信号通路的激活在改善DN中的作用及机制。我们分别从动物水平及细胞水平，通过shRNA介导基因沉默、GLP-1R基因过表达及信号分子抑制实验等手段，研究GLP-1R通路是否通过p38MAPK、PKC、NF-κB信号抑制TGF-β1改善DN的，观察其对肾组织细胞外基质分泌及基质降解酶、基质降解酶抑制物影响。为GLP-1受体信号通路治疗DN提供新的靶点及理论依据。

糖尿病肾病是终末期肾病（ESRD）的主要原因，控制糖尿病肾病进一步发展为ESRD是目前亟待解决的难题。胰高血糖素样肽 1（GLP-1）类似物是一种降糖药物，通过胰岛β细胞的GLP-1受体（GLP-1R），发挥降低血糖效应，另外，GLP-1R还表达于肾脏、血管内皮细胞、心脏、神经系统等，这种受体的多组织表达可能与GLP-1的多器官保护作用，包括肾脏保护作用有关。. 研究发现，GLP-1类似物通过改善db/db鼠的血糖、血脂等代谢指标减轻肾脏损伤，并通过抑制炎症反应，改善1型糖尿病大鼠的肾损伤。这些结果提示，GLP-1类似物对糖尿病肾病有一定的改善作用，但这些保护作用是通过改善代谢指标的间接效益或是通过GLP-1R信号通路的直接效应，需要深入研究。我们的动物研究发现，在STZ诱导的1型糖病大鼠肾损害模型，GLP-1类似物治疗可降低大鼠尿白蛋白水平，改善肾脏病理学损害，降低肾组织TGF-β1表达，减少COL-Ⅳ蛋白积聚，同时伴有MMP-2表达上调及TIMP-2抑制；另外，GLP-1可使系统及肾局部炎症改善，相关细胞因子TGF-β1、TNF-α、IL-6、IL-1β、MCP-1及COL-Ⅳ表达水平下降；进一步实验发现，肾组织ERK1/2、JNK磷酸化水平被抑制、NF-κB核转移减少。重要的是肾脏组织有GLP-1R表达，糖尿病大鼠其表达降低，GLP-1类似物治疗可诱导GLP-1R表达上调。本部分结果表明，GLP-1类似物可能通过GLP-1R发挥糖尿病大鼠肾损害的保护作用，机制与抑制ERK1/2、JNK磷酸化及NF-κB激活有关。进一步细胞实验发现了同样结果，高糖诱导的肾小球系膜细胞，给予GLP-1类似物exendin-4处理，细胞分泌TGF-β、COL-IV、纤连蛋白水平降低，炎症相关细胞因子水平降低，ERK1/2、JNK磷酸化水平及NF-κB活性被抑制。加入ERK抑制剂、JNK抑制剂预孵育，exendin-4对细胞分泌TGF-β1和COL-IV、纤连蛋白的抑制效应被阻断。当将细胞GLP-1R基因沉默后，exendin-4对细胞分泌COL-IV、纤连蛋白的抑制效应消失，对活化的NF-κB和增强的ERK1/2、JNK磷酸化水平抑制作用被解除。因此，我们的研究发现了GLP-1/GLP-1R信号在改善糖尿病肾病中的作用和机制，为糖尿病肾病防治提供新思路和理论依据。