PI3K/Akt/mTORC1信号通路在小鼠IgA肾病进展中的作用及靶向治疗

PI3K/Akt/mTORC1 signaling pathways in cell proliferation and differentiation, has the important status, pathway disorders can lead to a series of disease.A large number of studies have demonstrated that kidney disease and PI3K/Akt/mTORC1 pathway is closely associated, and its role in IgA nephropathy remains to be further research.This project aims to study the role of mTORC1 signaling pathways in IgA nephropathy, to investigate the relationship between the mTORC1 and mesangial cell proliferation;At the same time, combination of rapamycin and ERK1/2 inhibitors Binimetinib (ARRY-438162) for targeted therapy of IgA nephropathy in mice. First, IgA nephropathy in mice model were established to detect protein expression of mTORC1 signaling pathways; with a specificity Tsc1 gene knockout in mesangial cells of mice (abnormal mTORC1 activation), observe significant pathological changes in kidney; the glomerular mesangial cells were cultured to measure cycle and apoptosis protein; Observe the effect of alone or combination drugs to IgA nephropathy, and detect mTOR and ERK1/2 channel proteins, study the interaction of the two signaling pathways, explore its action mechanism.

PI3K/Akt/mTORC1信号通路在细胞增殖、分化中具有重要地位，通路的紊乱会引起一系列的疾病。大量的研究证明，肾脏疾病的发生发展也与PI3K/Akt/mTORC1通路有着密切的关联，而其在IgA肾病中的作用尚待进一步研究。本项目旨在研究mTORC1信号通路在IgA肾病中的作用, 探讨mTORC1与系膜细胞增殖的关系；同时联用雷帕霉素、ERK1/2抑制剂Binimetinib (ARRY-438162)对IgA肾病小鼠进行靶向治疗。本项目首先建立IgA肾病小鼠模型，检测mTORC1信号通路蛋白的表达，用特异性敲除系膜细胞Tsc1基因的小鼠（mTORC1异常激活），观察mTORC1可以引起的肾脏明显病理改变；分离肾小球系膜细胞，测定各周期与凋亡蛋白；观察单用或联用药物对IgA肾病的效果，并检测mTOR及ERK1/2通路蛋白，研究两条信号通路的相互作用，探讨其作用机制。

PI3K/Akt/mTORC1信号通路在细胞增殖、分化中具有重要地位，通路的紊乱会引起一系列的疾病。大量的研究证明，肾脏疾病的发生发展也与PI3K/Akt/mTORC1通路有着密切的关联，而其在IgA肾病中的作用尚待进一步研究。.本项目动物研究结果显示：1）IgA肾病大鼠中pS6表达升高，说明mTORC1信号通路被激活；Rapamycin作为mTORC1的特异抑制剂，可以阻断其激活，抑制S6磷酸化。2）Rapamycin可以减少蛋白尿，预防血肌酐升高，但对大鼠体重及肝功能无影响；3）Rapamycin直接或间接干扰IgAN发展为终末期肾病的多个关键环节：减少了IgA的沉积、抑制系膜细胞增殖；减少IgA肾病大鼠系膜细胞-SMA表达及细胞外基质collagen III的分泌。细胞实验结果为：1）Rapamycin呈剂量依赖性的抑制PDGF引起的系膜细胞增殖，阻断细胞周期在G1期；Rapamycin不影响系膜细胞的凋亡；2）Rapamycin不影响PDGF组上调的Cyclin D1、E及CDK2、4表达量；但可以通过调控mRNA的转录，增加p27蛋白表达；3）Rapamycin剂量依赖性的抑制PDGF引起的P70S6K磷酸化，1000nmol/L抑制作用最强；10nmol/L及100nmol/LRapamycin对PDGF刺激升高的p-AKT及p-ERK1/2均未见显著影响，1000nmol/L干预时，p-AKT、p-ERK1/2较10及100nmol/L组的蛋白表达量略有升高。.实验结论为：1）在IgA肾病大鼠中mTOR通路被激活，早期小剂量应用mTOR抑制剂Rapamycin可阻断mTOR通路；同时Rapamycin减少蛋白尿及IgA的沉积，抑制肾小球系膜细胞(MC)增殖、细胞因子和细胞外基质(ECM)分泌及三者之间的相互作用，从而减缓IgA肾病大鼠的肾损伤。2）Rapamycin通过mTORC1/P70S6K通路调控p27mRNA转录，增加其蛋白表达，从而抑制cyclin E-CDK2的活性，阻断细胞周期由G0-G1期进入S期，抑制细胞的增殖；在大鼠系膜细胞中，大剂量使用Rapamycin（1000nmol/L）可能会反馈激活AKT及Ras/Raf/ERK，从而减弱Rapamycin抑制细胞增殖的效果。.本研究结果将为临床治疗IgA肾病提供新的理论基础及思路。.