基于GTPCH1/eNOS通路PPAR-α激动剂调控足细胞自噬与凋亡改善糖尿病肾病的机制研究

Podocyte injury in diabetic nephropathy (DN) may be caused by the deactivation of endothelial nitric oxide synthase (eNOS) in glomerular endothelial cells (GECs). Guanosine triphosphate cyclohydrolase-1 (GTPCH1) plays a key role in activating eNOS. Peroxisome proliferator-activated receptor-α (PPAR-α) agonists exert beneficial effects on renal protection in DN. Our previous results demonstrated that PPAR-αagonist fenofibrate could recouple eNOS and protect podocytes. However, the mechanism has not been clear. We suppose that fenofibrate can regulate autophagy and apoptosis in podocytes through up-regulating GTPCH1 and eNOS in GECs, with increasing secretion of nitric oxide. In this research, the levels of GTPCH1 and eNOS will be detected in mouse GECs stimulated by fenofibrate and high glucose, the podocytes will be incubated with GECs conditioned medium, and the autophagy and apoptosis in podocytes will be monitored. Type 1 diabetic mice will be induced by streptozotocin and be treated with fenofibrate, and the values of creatinine, urinary albumin, GTPCH1 and eNOS, and the levels of autophagy and apoptosis will be measured. Type 1 diabetic patients will be treated with fenofibrate, and the levels of creatinine, urinary albumin and urinary podocalyxin will be analyzed. We investigate whether PPAR-α agonists protect podocytes in DN through enhancing GTPCH1-mediated eNOS recoupling in GECs.

糖尿病肾病(DN)足细胞损伤可由肾小球内皮细胞(GECs) 内皮一氧化氮合酶(eNOS)失活引起。三磷酸鸟苷环化水解酶1 (GTPCH1)是激活eNOS的关键因子。过氧化物酶体增殖物激活受体-α(PPAR-α)激动剂非诺贝特改善DN。我们前期证实非诺贝特激活eNOS并保护足细胞，机制不详。我们假设非诺贝特通过激活GECs 的GTPCH1/eNOS通路，增加一氧化氮分泌，调节足细胞自噬凋亡，保护足细胞。本研究用非诺贝特和葡萄糖刺激小鼠GECs，观察GTPCH1/eNOS表达和一氧化氮分泌，并制作GECs条件培养基干预小鼠足细胞，观察足细胞自噬凋亡；非诺贝特干预链脲佐菌素诱导的1型糖尿病小鼠，观察肌酐、尿白蛋白、GTPCH1/eNOS表达、足细胞自噬凋亡；非诺贝特干预1型糖尿病患者，观察肾功能、尿白蛋白、足细胞损伤。从细胞、动物、临床水平探讨PPAR-α激动剂改善DN机制，为DN防治提供依据。

糖尿病肾病是一种糖尿病微血管并发症，是终末期肾病的主要原因，临床及社会危害巨大。（1）铁死亡是一种新近发现的与铁代谢相关的细胞死亡形式，但其是否参与糖尿病肾病的发生发展目前尚缺乏充分研究。课题组通过使用铁死亡抑制剂Ferrostatin-1干预糖尿病小鼠，发现高糖可以通过上调HIF-1α/HO-1通路表达，增加肾小管铁负荷，增强ROS生成和脂质过氧化，加重肾小管铁死亡和糖尿病肾病。本研究提示铁死亡参与糖尿病肾病的发病机制，抑制铁死亡的治疗可以改善糖尿病肾病，为探讨糖尿病肾病的机制和开发治疗糖尿病肾病的药物提供了新思路。（2）PPAR-α激动剂是一种临床常用的降脂药物，在既往临床和动物研究中均发现可以改善糖尿病肾病，但机制不详。课题组使用PPAR-α激动剂非诺贝特治疗糖尿病小鼠，发现PPAR-α激动剂可以通过激活eNOS，促进NO生成，调节糖尿病小鼠肾内巨噬细胞极化，减少细胞凋亡和肾组织纤维化，改善糖尿病肾病。本研究探讨了PPAR-α激动剂治疗糖尿病肾病的机制，为PPAR-α激动剂应用于临床糖尿病肾病的治疗提供了依据。（3）临床研究发现，高尿酸血症加重糖尿病肾病的进展，而甲状腺激素具有调节代谢的作用。课题组对临床糖尿病肾病患者进行横断面调查研究，发现在这部分人群中TSH水平下降是高尿酸血症的独立危险因素。提示临床中控制甲功水平有助于糖尿病肾病的防治。