Skp2/CARM1调控肾小管自噬的分子机制及其在顺铂诱导的急性肾损伤中的作用研究

In recent years, studies found that autophagy plays a protective role in acute renal tubular injury, but the mechanism has not been elucidated. Recent studies show that Skp2, as an important substrate recognition molecule of ubiquitin ligase SCFs, is closely related to autophagy. Our study has confirmed that Skp2 is involved in the development of chronic renal interstitial fibrosis. However, the role of Skp2 in acute kidney injury (AKI) has not been reported. Recently we found that the expression of Skp2 in renal tubules of cisplatin induced AKI mice was downregulated, and in vitro knockdown of Skp2 could promote tubular autophagosome formation. CARM1 is a member of protein arginine methyltransferases (PRMTs). Recent studies indicate that CARM1 is involved in co-activation of autophagy related transcription factor by promoting histone methylation, and its stability is regulated by Skp2, but its role in autophagy of renal tubule has not been reported. Base on the above evidences, this project will take advantage of in vivo and in vitro models, and establish transgenic mice in order to explore the role of Skp2/CARM1 signaling pathway in renal tubular autophagy and cisplatin induced AKI.

近年来研究发现，自噬在急性肾小管损伤中具有重要保护作用，但其机制尚未阐明。新近研究显示，Skp2作为泛素化连接酶SCFs的重要组成部分和底物识别分子，其表达变化与自噬调控密切相关。我们的研究已证实Skp2参与慢性肾间质纤维化的发生发展，然而Skp2在急性肾损伤（AKI）中的作用尚无报道。通过前期研究我们发现，顺铂诱导的AKI小鼠肾小管中Skp2表达下调，而在体外敲低Skp2可激活肾小管自噬。 CARM1是一种蛋白精氨酸甲基转移酶，新近研究表明CARM1可通过影响组蛋白甲基化共激活自噬相关转录因子，而其稳定性受到Skp2调控，但其在肾小管自噬中的作用尚无报道。在此基础上，本项目将采用顺铂诱导的AKI细胞模型和动物模型，并建立条件性转基因小鼠以深入探讨Skp2/CARM1信号通路在肾小管自噬以及顺铂诱导AKI中的作用及其分子机制。

肾小管细胞的损伤和死亡是急性肾损伤（AKI）的关键病理特征，阐明AKI 发生时肾小管上皮细胞的病理生理变化是进一步探索AKI病理机制的基础，也是AKI防治的关键环节。多项研究证明，在缺血/再灌注损伤、肾毒性药物及脓毒症引发的AKI中，肾小管细胞发生自噬激活，但机制尚不明确。S 期激酶相关蛋白（Skp2）属于F-box蛋白家族成员，在蛋白泛素化降解过程中可作为泛素化蛋白酶复合物SCFs（Skp1-Cullin-F-box）的重要底物识别蛋白，通过对多种靶蛋白的泛素化降解介导相关细胞事件。我们的既往研究证实Skp2参与慢性肾间质纤维化的发生发展，然而Skp2在AKI中的作用尚无报道。在本项目中通过建立体外肾小管细胞及小鼠的顺铂诱导的AKI模型，我们发现顺铂诱导的AKI模型中自噬相关标志分子激活，而肾小管Skp2的表达呈现双向变化，与肾功能下降及肾小管 损伤程度呈显著负相关。Skp2的表达变化与肾小管自噬激活密切相关，干预Skp2的表达可影响下游自噬相关分子的表达。我们进一步研究发现，Skp2与共激活相关的精氨酸甲基转移酶1（CARM1）存在相互作用，Skp2可通过SCFs泛素化降解CARM1从而调控其表达及活性。我们的研究发现，在顺铂引起的急性肾损伤过程中，近端肾小管上皮细胞Skp2表达下调，其泛素化降解CARM1的作用受到抑制，使得CARM1表达上调从而增强自噬相关基因的表达，避免肾小管上皮受损加重。另一方面我们对AKI肾小管上皮细胞自噬相关分子的表观遗传学调控机制进行了相关研究，发现DNA甲基化结合蛋白MeCP2在体内外AKI模型中表达上调，而敲低MeCP2可加强肾小管细胞的自噬活化，减轻凋亡。通过上述研究，深化了目前肾小管自噬与AKI发生发展相关机制的认识，为AKI防治提供了新的理论依据和干预靶点。