敲低TXNIP和抗氧化肽SS-31对糖尿病肾病的作用及机制研究

硫氧还蛋白相互作用蛋白（TXNIP）是一种内源性抗氧化蛋白（硫氧还蛋白）的抑制蛋白，能够调控细胞的氧化应激状态。我们的前期研究发现敲低TXNIP表达抑制高糖诱导的小鼠系膜细胞凋亡是通过线粒体途径实现的，而且与p38MAPK、ASK1和Akt信号的活化密切相关，同时TXNIP参与了高糖诱导系膜细胞合成TGF-beta1和FN的过程。TXNIP是否也参与高糖诱导的足细胞和肾小管细胞凋亡以及整体敲低肾脏TXNIP表达对糖尿病动物肾脏的作用如何？还未见报道。本研究将利用细胞培养实验阐明TXNIP与高糖条件下足细胞和肾小管细胞凋亡和表型转化的关系以及相关机制。我们还利用两种糖尿病模型观察整体敲低肾脏TXNIP表达对糖尿病肾脏的作用及相关机制。同时，通过体内外实验观察一种新的抗氧化肽SS-31对糖尿病肾病的作用及相关机制。本课题将为糖尿病肾病防治提供新的作用靶点和思路，具有重要的理论意义和实用价值。

硫氧还蛋白相互作用蛋白（TXNIP）是一种内源性抗氧化蛋白（硫氧还蛋白）的抑制蛋白，能够调控细胞的氧化应激状态。我们的前期研究发现敲低TXNIP表达抑制高糖诱导的小鼠系膜细胞凋亡是通过线粒体途径实现的，而且与p38MAPK、ASK1和Akt信号的活化密切相关，同时TXNIP参与了高糖诱导系膜细胞合成TGF-beta1和FN的过程。在本项目中，我们观察了TXNIP和高糖状态下肾小管细胞凋亡和转分化的关系。我们的结果显示：肾小管上皮细胞在高糖刺激下，TXNIP mRNA及蛋白表达水平明显升高，呈时间依赖性变化，72小时仍处于高水平。TRX1和TRX2 mRNA及蛋白表达水平表达无明显变化。利用TXNIP shRNA 质粒转染敲低细胞TXNIP表达能够明显减轻高糖对细胞形态学的影响。敲低TXNIP表达能够减少细胞凋亡数，降低Bax/Bcl-2比率和cleaved caspase-3的表达，稳定细胞线粒体膜电位ΔΨ（m）和减少细胞色素c从线粒体向胞浆释放。敲低TXNIP表达能够提高细胞TRX 酶活性，同时是细胞内ROS水平减低。在高糖刺激的72小时，敲低TXNIP表达及抗氧化剂（NAC）均能够减轻高糖诱导的细胞转分化。敲低TXNIP能够抑制高糖诱导的ERK1/2、p38 MAPK及JAK/STAT信号通路的活化。说明TXNIP与糖尿病状态下肾脏细胞的凋亡密切相关。.SS-31肽属于小分子可渗透到细胞内的肽家族，靶向定位和聚集在线粒体内膜，能够清除和抑制线粒体ROS产生。本项目利用体外培养细胞和糖尿病动物观察了SS-31对糖尿病肾病的作用及相关机制。我们的结果显示：SS-31干预能够显著抑制高糖诱导的系膜和肾小管细胞的凋亡和ROS产生；下调cleaved caspase-3、和p-p38 MAPK的表达；同时减少Bax/Bcl-2比率和细胞色素c 易位。SS-31干预能够明显减少糖尿病小鼠尿白蛋白的含量以及肾脏肥大；减少糖尿病小鼠肾脏细胞凋亡以及凋亡相关蛋白的表达。SS-31干预能够明显下调TGF-β1、fibronectin 和 collagen IV在糖尿病动物肾皮质的表达。综合以上体内外实验结果提示SS-31对糖尿病肾脏具有明显保护作用。本课题为糖尿病肾病防治提供新的作用靶点和思路。