氧化应激蛋白p66Shc对肾小球内皮细胞的免疫调控和作用机制研究

Chronic kidney disease is a major health challenge. Glomerular hyperfusion plays an important role in the progress of chronic renal failure. Four weeks after 5/6 nephrectomy, mice had normal renal functions. However protein expression of phosphor- p66Shc adaptor protein was significantly higher in glomeruli of one-kidney off and 5/6 kidney off groups, when compared with sham group. mRNA expressions of NADPH oxidase subunits and SOD3 were also increased in 5/6 nephrectomy group. These results suggest that renal hyperfusion increases oxidative stress, leading to endothelial dysfunction. Of note, both mRNA and protein expression of major histocompatibility complex class II (MHC II) and MHC class I polypeptide-related sequence A (MICA) were significantly increased in glomeruli of 5/6 nephrectomy mice, suggesting that hemodynamic changes enhance renal glomerular immunogenicity. Thus we hypothesis that renal hyperfusion-induced oxidative stress in mice glomeruli plays a key role for endothelial dysfunction as well as enhanced immunogenicity. The following project will focus on the role of p66Shc adaptor protein signaling pathways in the process of hyperfusion-induced endothelial dysfunction, which shed a light on new strategy of transplant rejection and nephritis treatments.

肾小球高灌注和高滤过及伴随的肾内低氧状态是肾功能进行性恶化的重要机制。前期研究发现在小鼠肾大部切除模型的早期，肾小球滤过功能正常，但是氧化应激蛋白p66Shc和其他多个氧化还原蛋白在肾小球表达增高，同时发现肾小球内皮细胞表面的免疫相关抗原蛋白表达明显增高。结合预试验结果，本工作提出如下假说：肾脏高灌注增加局部氧自由基的产生，造成肾小球内皮细胞损伤并激活内皮细胞的免疫功能。本项目将通过肾小球分离、肾小球内皮细胞原代培养、基因敲除和骨髓移植等先进技术手段，研究氧化应激蛋白p66Shc在内皮细胞功能损伤和免疫相关抗原表达增强过程中的作用以及参与的信号通路，探索p66Shc蛋白对内皮细胞的免疫调控及其作用机制。这一工作的延续将为各种肾小球肾病和肾移植排异的反应治疗提供新的线索和重要的科研依据。

肾小球高灌注和高滤过及伴随的肾内低氧状态和炎症反应的增强是肾功能进行性恶化的重要机制。课题组通过肾大部切除模型发现在肾大部切除以后机体内各级血管以及脏器内部的微循环都有完全不同的表现和调节机制。虽然肾脏皮质和肾小球血管收缩因子表达下调，舒张因子表达增高，但是肾脏皮质中各种炎症因子表达升高，说明慢性炎症的调控和血管收缩功能的改变是两个独立事件，同时炎症因子的表达增高是增加肾小球内皮细胞自身抗原表达和呈递的重要机制。慢性炎症反应和肾脏内自身抗原表达和呈递的增加会进一步促进炎症细胞的浸润和炎性反应的升级。在存有异体抗原的情况下，会增强和加速免疫排斥反应的发生。同时通过生物信息学方法，集合多个肾移植患者免疫状态的的芯片数据，分析了肾移植患者术后的免疫状态以及涉及的关键分子和可能参与的信号通路。发现1）虽然有大量的芯片数据和相当数量的患者参与，在各种移植免疫状态的患者血液中没有发现共同表达的差异基因。提示机体系统性的反应和与脏器局部的微环境和调节机制不对等。2）在移植肾脏中发现供者抗原的表达增高以及受者免疫反应增强是移植患者发生免疫排斥反应的共同机制。3）MAP4K1和LILRB2的基因表达在排斥病患与免疫稳定患者中有明显不同，特别提示MAP4K1的早期激活可能是引发急性排斥的重要信号。4）慢性排斥患者的差异基因主要聚集在免疫排异，而免疫耐受患者的涉及差异基因多分散广，提示患者免疫耐受发生的本质是机体排异和抗排异反应的制衡和博弈。总结课题结果发现从抗原呈递角度探讨，局部的炎症反应的作用远大于局部的血管以及血流的灌注改变；微循环内皮细胞参与抗原呈递的表达，提示内皮细胞具有免疫调节作用。这一工作完成和延续将为各种肾小球肾病和肾移植排异的反应治疗提供新的线索和重要的科研依据。