20-HETE及其类似物干预阿霉素肾损伤分子机制探究

Toxicity induced by the anti-cancer drugs is the essential factor that limits the drug therapy for malignant tumors. Adriamycin is an efficient broad-spectrum anti-cancer drug widely used in clinic; however, renal toxicity induced by adriamycin can lead to treatment interruption or limitation of application. Recent studies have reported that 20-HETE can produce a protective role in a variety of pathological kidney damage. Our study revealed that 20-HETE can prevent adriamycin-induced toxicity in human renal tubular cell lines and rat mesangial cells, and that 20- HETE reduced TGF-β1 expression. These findings provide the basis for the further study on 20-HETE and its analogues as new protection chemicals. This study is to analyze and clarify the protective role of 20-HETE in renal toxicity induced by adriamycin and the molecular mechanism through the regulation of the networks of signaling pathway. Different models will be used in the study including the intact animal, transgenic animal, and CYP4A over-expressed or knockout kidney cells. The results will provide a new research direction for the therapy of adriamycin-nephrotoxicity and theoretical and experimental evidence for the development of 20-HETE and its analogues as new prevention and / or therapeutic chemicals.

目前抗恶性肿瘤药物所产生的毒性反应是限制其治疗应用的主要问题。阿霉素为临床常用、高效广谱抗癌药，然而肾毒性可导致其治疗中断或使用剂量受限。近期报道，20-HETE对多种病理性肾损伤可产生保护作用。我们近期发现，20-HETE能阻止阿霉素所致人肾小管细胞株和大鼠肾小球系膜细胞的毒性，并降低TGF-β1的表达。这些初步发现为进一步深入研究20-HETE及类似物作为新型保护阿霉素肾毒性药物提供了基础。本课题拟首先在整体水平证实20-HETE及类似物对阿霉素肾毒性的保护作用，进一步利用转基因动物、过表达或RNA干扰等技术，探究TGF-β/Smad、Ras/Raf/MEK/ERK和PI3K/Akt信号转导通路在阿霉素所致肾小球、肾小管细胞毒性中的作用和20-HETE及其类似物的调控机制，为寻找阿霉素肾毒性治疗药物提供新思路，为开发20-HETE及其类似物作为一种新型防治阿霉素肾毒性药物提供研究依据。

阿霉素(adriamycin)又名多柔比星(doxorubicin)，它是临床常用的、高效广谱抗癌药物，但由于它的肾毒性发生率比较高，其临床应用受到很大限制。阿霉素的肾毒性主要是损害肾小球，表现为肾小球毛细血管通透性的增加，肾小球硬化，纤维化以及萎缩等。阿霉素肾毒性的若干作用机制也表明了阿霉素的肾毒性主要为肾小球，其中肾小球毒性与肾小球TGF-β/Smad信号通路相关。20-HETE对阿霉素肾毒性的保护作用是否与肾小球和肾小管CYP4A1、4A2、4A3、4A8表达有关目前尚不清楚。20-HETE及其类似物对阿霉素肾毒性的保护作用与TGF-β/Smad信号通路的关系。本研究通过整体动物实验研究，分析20-HETE对阿霉素肾损伤后肾小球和肾小管病理组织形态学，血清BUN、SCr含量的改变；免疫组织化学分析大鼠肾小球和肾小管CYP4A1、4A2、4A3、4A8表达情况及变化。在研究（1）的基础上，实时定量PCR和Western blot 分析20-HETE对阿霉素肾毒性肾小球和肾小管TGF-β1、TGF-βⅡ型受体、磷酸化Smad2/3， Smad4、Smad7基因和蛋白表达的变化。阐明20-HETE通过调节TGF-β/Smad信号通路保护阿霉素肾毒性的机制。.结果表明，阿霉素组于造模后第15 d尿蛋白含量与对照组比较显著升高 (p<0.01)。20-HETE 4mg/kg、8mg/kg 给药组24 h尿蛋白含量与阿霉素组比较呈剂量依赖性降低（p<0.05, p<0.01）。阿霉素组第15天BUN、SCr含量与对照组比较，具有显著性差异 （p<0.01），分别是对照组的 1.5倍和 1.6倍；20-HETE 4mg/kg、8mg/kg 给药组BUN、SCr含量与阿霉素组比较明显降低，并呈剂量依赖性降低（p<0.05, p<0.01）。病理组织学结果：20-HETE 4mg/kg 组对阿霉素所致肾小球、肾小管损伤有轻微改善作用；20-HETE 8mg/kg 组肾小球、肾小管仅轻度充血，其结构较完整且清楚，无明显损伤，对阿霉素所致肾小球、肾小管损伤具有明显改善作用。免疫组织化学分析： 20-HETE 4mg/kg对阿霉素所致的肾小球、肾小管CYP4A2表达的减少具有增加作用；20-HETE 8mg/kg对阿霉素所致的肾小球、肾小管CYP4A2表达的减少具有明显增加作用于。W