PPAR-γ/miRNA-21/PDCD4信号轴调控肾缺血再灌注损伤的分子机制研究

Renal ischemia-reperfusion injury (IRI) is one of the important cause of acute renal failure. The mechanism of the prevention and treatment of renal IRI is very important. Our previous study found that activation of ppar-gamma could increase the miRNA-21 level in the condition of renal IRI and affected the mediator of apoptosis, PDCD4. But the internal regulation of ppar-gamma/microRNA-21/PDCD4 axis remains to be elucidated. Thus we put forward the hypothesis that PDCD4 as the target gene of miRNA-21 may play a central role in apoptosis induced by renal IRI, and its function and the expression is regulated by the ppar-gamma. This project will explore the role of ppar-gamma/miRNA-21/PDCD4 signal axis in renal IRI from the molecules, cells and the overall level, through the methods of gene knockout, RNA interference, RT-PCR and immunoblot. This study will reveal the mechanism of renal IRI from the new viewpoint of ppar-gamma/miRNA-21, which will provide new ideal for prevention of renal IRI.

肾缺血再灌注损伤(IRI)是引起急性肾衰的重要原因之一。研究其发生机制对肾IRI的预防与治疗有重要意义。我们研究发现：肾IRI时激活PPAR-γ可以上调miRNA-21水平，从而影响凋亡关键因子PDCD4，但PPAR-γ/miRNA-21/PDCD4之间是否存在内在的调控有待于阐明。据此我们提出假说：miRNA-21的靶基因PDCD4可能在肾IRI诱导细胞凋亡中起关键作用，而且其功能和表达受PPAR-γ调控。本研究拟从分子、细胞和整体水平，利用小鼠肾IRI模型和肾小管上皮细胞缺氧复氧模型，以基因敲除、RNA干扰、RT-PCR、蛋白免疫印迹等方法，探讨PPAR-γ/miRNA-21/PDCD4信号轴在肾IRI中的作用。本研究将从PPAR-γ/miRNA-21这个新视点为揭示肾IRI的发生机制、为肾IRI的防治提供新思路。

本研究通过体外建立细胞缺氧/复氧（H/R）损伤模型，体内建立小鼠肾缺血再灌注损伤（IRI）模型，应用细胞转染技术，酶联免疫分析法（ELISA）、荧光定量PCR、Western-blot法、双荧光素酶报告基因检测法、苏木素&伊红染色、免疫荧光分析、免疫组织化学等技术探究PPARγ/miR-21以及miR-21靶基因程序性细胞死亡因子4（PDCD4）在体外细胞H/R和体内小鼠肾IRI中的作用及其机制。本项目主要检测H/R处理后各组NRK-52E细胞的细胞活力，LDH、TNF-α水平，各组细胞细胞凋亡情况，miR-21基因的表达，PPARγ、PDCD4、caspase-3蛋白的表达；小鼠肾IRI后肾组织病理损伤，血清肌酐、尿素氮水平，肾脏组织细胞凋亡情况，肾脏组织PPARγ、PDCD4蛋白的表达及定位。主要研究结果：(1). PPARγ和miR-21可以改善H/R处理后的细胞活力，降低LDH和TNF-α的水平，减轻细胞损伤。(2). PPARγ和miR-21可减轻H/R后细胞凋亡。(3). PPARγ可上调miR-21水平，PPARγ可降低HR后caspase-3及PDCD4蛋白表达，miR-21可有效减轻HR诱导的PDCD4及caspase3蛋白升高，PPARγ低表达时HR可显著诱导caspase3、PDCD4蛋白的升高。(4). PPARγ和miR-21可改善小鼠肾IRI后引起的肾脏损害，改善肾功能，表现为IRI后血清肌酐和尿素氮水平显著降低，肾脏病理损伤减轻。(5). PPARγ和miR-21可减轻肾组织中细胞凋亡。以上结果表明，PPARγ和miR-21对肾IRI均有不同程度的保护作用，PPARγ和miR-21之间存在相互作用。PPARγ可促进miR-21的表达，并部分通过降低miR-21靶蛋白PDCD4的水平保护肾IRI。本研究进一步从PPARγ、miR-21交叉对话的角度阐述PPARγ及miR-21在肾IRI的分子机制，初步探寻防治肾IRI的新靶点。