同源結(jié)構(gòu)域相互作用蛋白激酶2在腎小管間質(zhì)纖維化中的調(diào)控機(jī)制研究.pdf

1、腎間質(zhì)纖維化是多種腎臟疾病進(jìn)展至終末期腎衰竭的共同途徑。多種炎癥通路的異?；罨跋掠窝装Y相關(guān)基因表達(dá)水平升高是導(dǎo)致腎間質(zhì)纖維化發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其中，轉(zhuǎn)化生長因子TGFβ1/Smad3通路、Wnt/β-catenin通路、Notch通路及NF-kB均為介導(dǎo)腎間質(zhì)纖維化進(jìn)程的重要通路。
　　同源結(jié)構(gòu)域相互作用蛋白激酶2(Homeodomain-interactingproteinkinase2，HIPK2)是一種重要的轉(zhuǎn)錄輔助調(diào)節(jié)

2、蛋白，不僅直接參與多種分化及凋亡相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子（如p53、c-myc,AML等）的轉(zhuǎn)錄調(diào)控和轉(zhuǎn)錄后修飾，還與其他多種轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子存在相互作用，在細(xì)胞增生、分化、凋亡、炎癥等病理生理學(xué)過程中發(fā)揮重要調(diào)節(jié)作用。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，HIPK2與纖維化相關(guān)信號通路（如TGF-β1通路、Wnt/β-catenin通路、p53通路）中也存在相互作用。
　　美國西奈山醫(yī)學(xué)院的Dr.JohnCijiangHE研究小組通過對野生型FVB小鼠和轉(zhuǎn)基因型T

3、g26小鼠腎組織的表層皮質(zhì)部分進(jìn)行mRNA微陣列數(shù)據(jù)分析和基因蛋白組學(xué)功能分析，利用系統(tǒng)生物學(xué)統(tǒng)計(jì)軟件將以上數(shù)據(jù)深入分析對比后證實(shí)，HIPK2是調(diào)控多種腎間質(zhì)損傷相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子（如NF-kB、p53）表達(dá)的關(guān)鍵性上游蛋白激酶，推測HIPK2在腎間質(zhì)損傷及腎間質(zhì)纖維化中發(fā)揮重要調(diào)控作用。
　　在Dr.JohnCijiangHE研究小組前期工作的基礎(chǔ)上，本課題第一部分研究首先在Tg26小鼠和多種類型腎病的臨床病理上證實(shí)，HIPK2在病變

4、小管區(qū)域普遍存在高表達(dá)，在病變腎小球區(qū)域存在中度表達(dá)。同時在體外培養(yǎng)的人腎小管上皮細(xì)胞HK-2細(xì)胞中證實(shí)，HIPK2表達(dá)水平升高可誘導(dǎo)腎小管上皮細(xì)胞凋亡和發(fā)生纖維化改變。進(jìn)一步以高表達(dá)野生型HIPK2質(zhì)粒的人腎小管上皮細(xì)胞為研究對象進(jìn)行mRNA微距列分析和DNA/蛋白質(zhì)結(jié)合功能分析后證實(shí)TGF-β通路、Wnt/β-catenin通路、NF-κB通路均為HIPK2的下游調(diào)控的主要靶向通路。
　　第二部分研究以人原代腎小管上皮細(xì)胞和小

5、鼠原代腎小管上皮細(xì)胞為研究對象，通過設(shè)置單純HIPK2質(zhì)粒轉(zhuǎn)染（野生型或者突變型HIPK2質(zhì)粒）、單純HIV質(zhì)粒轉(zhuǎn)染、HIPK2質(zhì)粒和HIV質(zhì)粒共轉(zhuǎn)染等實(shí)驗(yàn)組別，進(jìn)一步證實(shí)HIPK2與TGF-β通路和NF-κB通路的核心信號分子Smad3和p65存在直接相互作用，并參與TGF-β通路、Wnt/β-catenin通路、Notch通路、NF-κB通路的下游靶向基因的表達(dá)調(diào)控。阻斷HIPK2表達(dá)可抑制上述通路的活化及下游靶基因表達(dá)。
　

6、　第三部分研究以HIPK2野生型和基因敲除型小鼠為體內(nèi)研究對象，分別通過背景雜交構(gòu)建Tg26/HIPK2敲除小鼠模型、單側(cè)輸尿管結(jié)扎模型和草酸鹽腎病模型，證實(shí)阻斷HIPK2表達(dá)可抑制三種模型腎組織內(nèi)的致纖維化相關(guān)通路（包括TGF-β通路、Wnt/β-catenin通路、Notch通路、NF-κB通路）的活化，抑制下游靶向基因的表達(dá)水平，有效延緩腎間質(zhì)纖維化進(jìn)程，改善腎功能。
　　第四部分研究分別以人足細(xì)胞為體外研究對象，以Tg26

7、小鼠及Tg26-KO小鼠腎小球?yàn)轶w內(nèi)研究對象，進(jìn)一步證實(shí)HIPK2表達(dá)水平增高可下調(diào)足細(xì)胞標(biāo)志性蛋白(WT-1、Nephrin、Synaptopodin)及形態(tài)維持蛋白（P-cadherin、ZO-1）的表達(dá)，同時誘導(dǎo)纖維化相關(guān)蛋白(desmin)的表達(dá)及足細(xì)胞纖維化相關(guān)通路（TGF-β通路、Wnt/β-catenin通路、Notch通路、NF-κB通路）下游靶向基因表達(dá)上調(diào)。初步證實(shí)HIPK2對腎小球足細(xì)胞損傷及纖維化改變也具有重要調(diào)

8、控作用。
　　綜上所述，本課題首次證實(shí)HIPK2是調(diào)控多種腎間質(zhì)損傷相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子表達(dá)的關(guān)鍵性上游蛋白激酶，與腎臟纖維化進(jìn)程中的腎小管上皮細(xì)胞損傷密切相關(guān)。進(jìn)一步通過mRNAmicroarray等系統(tǒng)生物學(xué)分析方法首次證實(shí)TGF-β通路、Wnt/β-catenin通路、NF-κB通路為HIPK2下游調(diào)控的主要靶向通路。HIPK2表達(dá)水平增高可誘導(dǎo)體外培養(yǎng)的腎小管上皮細(xì)胞及纖維化動物模型中上述通路激活及下游靶基因表達(dá)，積極介導(dǎo)纖維化相