PPAR-γ对肾脏NKCC2的作用机制研究

Peroxisome proliferator-activated receptors γ (PPAR-γ) plays an important role in the glucose and lipid metabolism, its ligands are highly benefical in the treatment of type Ⅱ diabetes. However, they are also associated with fluid retention, and give rise to cardiovascular disease. Recently, we fed CYP4F2 transgenic mice high-fat diet to build diabetes model, and found that high fat significantly changed the expression of PPAR-γand Na+-K+-2Cl- cotransporter（NKCC2）protein, suggesting that NKCC2 may be an important target to PPAR-γ. Therefore, the purpose of this project is to explore the possibly molecular mechanisms of PPAR-γ regulating on NKCC2. With obese Zucker rat model and cultured cells, we will study from 3 aspects: ①20-HETE plays an important role on NKCC2 regulated by PPAR-γ. ②PPAR-α can relieve fluid retention indued by PPAR-γ through the increase of 20-HETE. ③PPAR-γ transcriptional regulate NKCC2 expression. This research will illustrate the molecular mechanism that PPAR-γinduces fluid retention through NKCC2, which will provide a novel strategy for clinical treatment of type Ⅱ diabetes.

过氧化物酶体增殖剂激活受体γ (PPAR-γ) 在糖、脂代谢中发挥重要作用，其人工合成配体在临床上广泛用于糖尿病的治疗，然而长期服用会引起水钠潴留，增加心血管疾病发生的危险。最近，我们用高脂诱导CYP4F2转基因小鼠糖尿病，发现高脂显著改变PPAR-γ和Na+-K+-2Cl-共转运体（NKCC2）表达，推测NKCC2是PPAR-γ调节肾脏水钠重吸收的重要靶点之一。因此，本项目拟借助肥胖Zucker大鼠，辅助细胞模型，以NKCC2为靶基因，从3个方面揭示PPAR-γ调节NKCC2的作用机制：① 20-HETE在PPAR-γ调节NKCC2中的作用；②PPAR-α诱导20-HETE合成对PPAR-γ引起的水钠潴留的作用；③PPAR-γ在转录水平对NKCC2基因表达的作用。本研究将深入阐述PPAR-γ通过NKCC2引水钠潴留的作用机制，为临床合理用药治疗2型糖尿病，避免不良反应的发生奠定理论基础。

肾小管Na+重吸收异常可引起血压的改变，肾小球滤过的Na+ 99%通过肾小管重吸收。肾脏Na+-K+-2Cl-共转运体（NKCC2）蛋白主要表达在髓袢升支粗段，参与肾脏近30% Na+重吸收，因此NKCC2是高血压重要的候选基因。20-HETE和PPAR-γ均参与NKCC2的调控作用，然而其具体机制及二者之间的相互关系尚不明确。前期我们构建了CYP4F2转基因小鼠，并证明了转基因小鼠肾脏CYP4F2蛋白过表达，20-HETE合成增加。本研究通过高脂饮食饲喂具有高20-HETE水平的CYP4F2转基因小鼠2周，发现20-HETE与高脂协同作用在翻译后水平和转录水平对肾脏NKCC2存在调控作用。在翻译后水平，20-HETE与高脂通过泛素-蛋白酶体系统介导NKCC2蛋白降解；在转录水平，20-HETE与高脂通过诱导PPAR-γ的表达，上调Nkcc2基因的转录活性。另外，我们初步验证了Na+-Cl-共转运体 (NCC)是20-HETE在肾脏发挥水钠代谢调节作用的另一个靶蛋白。本研究进一步明确了20-HETE与PPAR-γ两者之间的网络调控机制，及对下游肾脏水钠代谢相关离子通道的调节作用，且首次发现20-HETE在肾脏中的另一靶蛋白，为今后明确遗传因素与环境因素相互作用在肾脏水钠代谢及其对血压调控的分子机制奠定基础。