GSK3β促肾小管间质纤维化的分子机制及抗肾纤维化措施探讨

1、GSK事促肾小管间质纤维化的分子机制及抗肾纤维化措施探讨 肾脏纤维化是指在复杂的多种致病因子，包括氧化应激、药物、炎症、损伤等的作用下，肾脏间质细胞增多，基质蛋白合成增加，细胞外基质(extracellularmatrix,ECM)大量堆积，由此导致的肾小球硬化和小管间质的纤维化,以及肾脏小血管的透明变性和硬化，最终导致肾实质梗阻和肾功能衰竭。肾脏纤维化不仅是绝大多 数慢性肾脏疾病进展至终末期肾衰竭的最终共同通路，其发生及进展，尤其是肾小管 间质纤维化程度，也是许多肾脏疾病进展和判断肾功能及预后的主要标志。 肾脏纤维化可以在多种肾脏损伤因素如高血压、炎症、高糖高脂、药物损害后发生,但是研究发现

2、，即使有效控制住这些原发病因，包括效控制血压、血糖、去除致损药物等，肾脏纤维化的进程有时仍难以遏止，因此，解析纤维化发生、发展的分子机制、寻找直接抑制纤维化的治疗靶点成为近年来研究的重要方向。肾脏纤维化的形 成和发展是复杂的动态过程，包括炎性细胞浸润、成纤维细胞活化、ECMA 成和堆积、肾小管萎缩及微血管退行性变等。 在这一过程中，许多分子在其中发挥重要的作用。其中 TGF-B B1 被认为是最重要的促纤维化因子，启动了纤维化的发生，促进了纤维化的进展。 止匕外，炎性介质通过炎症反应诱导纤维化发生；PDGFFGF2CTGF 和血管紧张素 II 等多种细胞因子促使纤维蛋白原的沉积和重修饰。然而，

3、尽管对肾纤维化形成、 发展的机制已有大量的研究，但目前临床上尚未找到确切有效的治疗手段，因此，进一步解析肾脏纤维化的发生机制、寻找新的潜在治疗靶点具有重要价值。 近年来有研究提示糖原合成酶激酶 3B B(glycogensyntheseskinase3 B B,GSK3B B)具有促纤维化的作用，但是其机制以及在肾脏纤维化中的作用尚不清楚, 因此本研究的第一部分探讨了 GSK0 0 在肾小管间质纤维化中的作用及其机 制。GSK 串是在 1980 年做为糖原合成幅抑制分子被发现，随后发现其广泛参与了细 胞增殖、干细胞更新、凋亡和及发育的过程,通过胰岛素、Wnt/B B-catenin 和 Hed

4、gehog 等信号通路发挥作用，与神经系统紊乱、糖尿病和炎症等疾病和病理过程有着密切关 系。 在肾脏疾病,有报道发现 GSKB B 参与了肾细胞凋亡和炎症相关通路。 本论文第一部分研究发现：1、GSKB B 在纤维化组织高表达；2、在体外肾小管上皮细胞纤维化模型中,以特异抑制剂抑制GSKB B 活性可以抑制纤维化蛋白的表达；而过表达 GSKB B 可加重肾小管上皮细胞纤维化，由此证明 GSKB B 是促肾小管上皮细胞纤维化的重要因素。 3、进一步的机制探讨发现)GSK3B B 促进了 TGFB B1 诱导的 Smad3 磷酸化，进而促进 Smad3的入核； 抑制6$y则可下调Smad3的活性。

5、 6$的这种调节作用未见于包括Smad2在内的其它Smad分子。 这一结果解析了 GSKB B 通过 TGFB B1/Smad3 发挥促肾纤维化( (profibrotic)的机制和 GSKB B 与TGFB B1-Smad3 信号通路的 cross-talk,为防治肾脏小管间质纤维化新靶点的筛选提供新的依据。同时，我们还发现一个新的 Smad3 被 GSKB B 磷酸化位点。 在第一部分新机制研究的基础上,本论文第二部分探讨了基于抑制 GSK3B B 和 Smad3 的抗肾脏纤维化新策略。法尼酯 X 受体(farnesoidXreceptor,FXR)是重要的抗炎核受体，近年来有报道其具有抗

6、纤维化作用，但具体的分子机制尚不明了。 我们证实，FXR 是调节 GSKB B 和 Smad3 勺重要转录因子,具有抗肾脏纤维化的作用。具体表现为：1、在肾纤维化组织中，FXR 与 GSK$、Smad3 勺表达成负相关。 2、FXR 的活化可以从转录水平下调 GSK 串、Smad3 荧光素幅报告基因实验发现 FXR 可以抑制 GSK 串、Smad3 启动子区活性。3、FXR 激动剂可抑制小鼠肾脏纤维化模型(UUO 模型)中肾脏的纤维化水平。 本部分研究为 FXR 做为新的抗肾纤维化用药候选靶点提供了依据。在论文的第 三部分,我们探讨了其它可能抑制肾纤维化的策略。 目前抗肾纤维化的研究集中在以下

7、几个方面：改善微循环；抗炎治疗；发育重构及表观遗传学重编程等。其中，表观遗传学的调控是新兴和极具发展潜力的治疗方向。 表观遗传学的调控除了包括 FXR 在内的多种核受体调控以外， 另外一方面重要的内容是对于染色体和组蛋白修饰的调控，包括乙酰化-去乙酰化、甲基化-去甲基化等。 组蛋白去乙酰化幅抑制齐(histoneacetyltransferasesandhistonedeacetylase inhibitor,HDACi)是一类可以抑制组蛋白去乙酰化幅的化合物，广泛参与了炎症、增殖 和分化的过程，近来有研究提示 HDACi 可缓解肝纤维化，但是其对于肾脏纤维化的作用及其机制尚未阐明。 我们选用

8、已被美国食品与药品管理局(FDA)批准应用于 T细胞淋巴瘤治疗的药物 HDACi 制齐 ISAHA(Suberoylanilidehydroxamicacid)为研究对象)探讨其 对肾纤维化的作用及其可能的机制。本部分实验证实了：1、SAHA 从 mRNAK平 和 蛋白水平抑制了肾细胞纤维化蛋白的表达，在细胞水平和动物实验均表现出抗肾脏纤维化作用。 2、SAHA 卬制了 STAT3 勺磷酸化水平；以 siRNA 沉默 STAT3 及以 STAT3 磷酸化抑制剂处理细胞，均可以抗肾小管上皮细胞纤维化。SAHA 可能是通过抑制 STAT3 磷酸化，发挥抗肾纤维化作用。 3SAHA 卬制了 STAT

9、3 上游调节分子 ERK 勺活性，同时还可能下调 TGFRI的表达，以及增强 STAT3 去磷酸化幅 PTP7 的表达。 SAHA 勺抗纤维化作用为其成为新的抗肾脏纤维化候选药物提供了可能。 综上所述，本研究针对肾脏小管间质纤维化的发生机制及治疗策略进行了研 究。研究发现 GSK 串通过 TGFB B-Smad3 通路发挥促肾脏小管间质纤维化作用,抑制 GSK 串可以抗肾小管间质纤维化；核受体 FXR 可以从转录水平抑制 GSK0 0 和 Smad3 勺表达，其活化具有抗肾脏纤维化作用；HDACi 制剂 SAHA 可以通过多种途径抑制 STAT3 的磷酸化水平，减轻肾纤维化。 以上研究结果为理解肾脏纤维化的发生、发展提供了新的参考，同时为深入研究