Erbin在肾脏缺血再灌注损伤中的作用及机制研究

Tubular epithelial cell apoptosis is the main part of renal ischemia-reperfusion injury (IRI), and activation of NF-κB signaling is an important mechanism for inflammatory cytokines secretion and cells apoptosis. It is reported that deficient of Nod2,which is an important upstream molecular of NF-κB , can protect mice from IRI via inhibiting inflammatory cytokines secretion and tubular epithelial cells apoptosis. However, as an negative regulator of Nod2/NF-κB pathway, the role of Erbin in IRI is unclear. Applicant found Erbin expression was significantly upregulated in IRI model of tubular epithelial cells, suggesting that Erbin may be involved in the regulation of IRI. This project intends from cells and animals levels to investigate (1) the effect of Erbin inflammatory cytokine secretion and apoptosis, clarify the regulation role of Erbin in renal IRI; (2) the interaction structural basis of Erbin and Nod2 via using Erbin mutations; (3) the regulation role of Erbin in Nod2/NF-κB signal, clarify the specific mechanism of Erbin in renal IRI. The results of this study will provide new ideas for developing effective anti-kidney IRI drug.

肾小管上皮细胞凋亡是肾脏缺血再灌注损伤（IRI）的主要环节，而 NF-κB 信号的激活是炎症因子分泌和细胞凋亡的重要机制之一。研究显示，NF-κB 的重要上游信号分子Nod2基因敲除可抑制IRI中肾小管上皮细胞的凋亡和炎症介质的分泌。然而，作为Nod2/NF-κB 信号的负性调节因子，Erbin在IRI损伤中的作用目前尚无报道。申请者发现在肾小管上皮细胞IRI模型中，Erbin表达显著增加，提示Erbin可能参与肾脏IRI的调控。 本项目拟从细胞和动物两个层面探讨1）Erbin对炎症介质分泌和细胞凋亡的影响，明确Erbin对肾脏IRI的调控作用； 2）采用Erbin突变体，探讨Erbin与Nod2相互作用的结构基础；3）Erbin对Nod2/NF-κB信号的调节作用， 明确Erbin调控IRI的作用机制。的本项目的研究成果将为开发新的抗肾脏缺血再灌注损伤药物提供全新的思路。

为明确Erbin对肾脏IRI的调控作用，本课题研究从动物和细胞两个层面探讨1）Erbin对炎症介质分泌和细胞凋亡的影响，明确Erbin对肾脏IRI的调控作用； 2）采用Erbin突变体，探讨Erbin与Nod2相互作用的结构基础；3）Erbin对Nod2/NF-KB信号的调节作用，明确Erbin调控IRI的作用机制。在成功建立小鼠肾脏和HK2细胞的缺血再灌注模型后，我们研究发现高表达Erbin可抑制肾小管上皮细胞IRI中炎症因子分泌，细胞凋亡及NF-κB的激活。相反，沉默Erbin则可促进IRI中炎症因子分泌，细胞凋亡及NF-κB的激活, 提示Erbin 在肾脏IRI中可能起保护作用。我们还发现Erbin通过LRR结构域影响IRI中炎症因子分泌和细胞凋亡，而与PDZ结构域无明显关系。免疫共沉淀结果提示Erbin全长及突变体ΔPDZ能与Nod2相互作用，而ΔLRR突变体不能与Nod2相互作用，进一步证实HK2细胞中Erbin是通过LRR结构域与Nod2相互作用。我们将Nod2 siRNA转染至Erbin高表达细胞模型，实验结果显示 Nod2 siRNA可阻断高表达Erbin对IRI中炎症因子分泌、细胞凋亡和NF-κB信号的调节作用。进一步证实了高表达Erbin是通过Nod2/NF-κB信号通路影响肾小管上皮细胞IRI中炎症因子分泌和细胞凋亡。