METABOLISM (IF 9.8) ‖ 山东大学易凡/王姿颖/刘敏团队发现靶向CCDC92可能是糖尿病肾病患者的有效治疗策略(肾脏特异性启动子NPHS1)-自主发布-资讯-生物在线

METABOLISM (IF 9.8) ‖ 山东大学易凡/王姿颖/刘敏团队发现靶向CCDC92可能是糖尿病肾病患者的有效治疗策略(肾脏特异性启动子NPHS1)

作者:山东维真生物科技有限公司 2024-01-29T00:00 (访问量:26058)

2023年11月11日,山东大学基础医学院易凡教授、王姿颖教授和助理研究员刘敏博士在Metabolism Clinical and Experimental,IF 9.8上在线发表了题为“CCDC92 deficiency ameliorates podocyte lipotoxicity in diabetic kidney disease”的研究成果,表明CCDC92作为一种新的脂质稳态调节剂,促进糖尿病肾病(DKD)足细胞损伤,提示CCDC92可能是DKD足细胞损伤的潜在生物标志物,靶向CCDC92可能是DKD患者有效的创新治疗策略。

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基因信息

Ccdc92:含螺旋结构域(CCDC)蛋白家族新成员;

Abca1:ATP结合盒转运体A1

实验动物

DKD小鼠,podocin-Cre Ccdc92fl/fl小鼠

病毒产品

AAV9-Nphs1-Ccdc92

AAV9-Nphs1-shAbca1

病毒滴度

1×1013IU/μL

注射方式

肾实质内注射

注射体积

一点10-20μL,另一点5-10μL

 

01研究背景

糖尿病肾病(DKD)是糖尿病(DM)的主要微血管并发症之一,也是世界范围内终末期肾病(ESRD)的常见原因,但目前预防和治疗DKD的方案有限。足细胞损伤被认为是导致DKD的重要早期事件,尽管在了解足细胞损伤的机制方面取得了相当大的进展,但临床上还没有细胞特异性和有效的治疗方法。CCDC92是含螺旋结构域蛋白家族的新成员,被认为与脂质代谢、冠心病和2型糖尿病有关。然而,CCDC92在肾脏中的表达模式和作用尚不清楚。

02研究结果

1、糖尿病足细胞显著诱导CCDC92

首先,作者通过WB分析发现CCDC92在包括肾脏在内的离体灌流器官和各种肾实质细胞中表达。进一步通过免疫组化染色评估了CCDC92在全肾中的表达模式,发现CCDC92在db/db小鼠肾小球中显著上调,而在小管中无明显变化。免疫荧光(IF)结果显示,与对照组相比,糖尿病小鼠足细胞中CCDC92的表达更丰富,表明CCDC92可能参与DKD足细胞损伤。在体外,用DKD患者血清处理足细胞后,CCDC92的表达显著增加。将足细胞暴露于高糖(HG)和氧化低密度脂蛋白(oxLDL)中,均诱导了CCDC92表达。与体内研究一致,高糖处理后NRK-52E中CCDC92的表达没有明显变化,说明CCDC92可能参与了糖尿病条件下足细胞损伤。此外,DKD患者肾活检中CCDC92表达上调。

图1. CCDC92在不同模型糖尿病足细胞中均有显著的诱导作用

 

2、足细胞特异性Ccdc92缺失减轻糖尿病小鼠肾损伤

为进一步阐明CCDC92在糖尿病足细胞中的作用,作者利用Cre-LoxP重组系统产生了足细胞特异性CCDC92敲除小鼠(db/db/Cre+/Ccdc92fl/fl)在20周的随访中,发现db/db/Cre+/Ccdc92+/+小鼠出现蛋白尿,尿白蛋白与肌酐比值(UACR)水平较高,而db/db/Cre+/Ccdc92fl/fl小鼠的UACR水平低。形态学检查显示,db/db/Cre+/Ccdc92+/+组小鼠肾小球及足细胞损伤,表现为肾小球基底膜(GBM)增厚、足细胞足突增宽和消失,而db/db/Cre+/Ccdc92fl/fl组小鼠肾小球及足细胞损伤均有所减轻。此外,Ccdc92缺失恢复了糖尿病小鼠离体肾小球中关键足细胞分化标志物的表达。在STZ/HFD诱导的糖尿病小鼠中,进一步证实了CCDC92缺乏对足细胞的保护作用。

图2. 足细胞特异性Ccdc92缺失减轻糖尿病小鼠肾损伤

 

3、CCDC92有助于糖尿病患者足细胞脂毒性

作者研究发现与db/db/Cre+/Ccdc92+/+小鼠相比,db/db/Cre+/Ccdc92fl/fl小鼠肾小球中的中性脂沉积更少,足细胞中的脂滴也较少。Ccdc92基因沉默显著降低了HG处理下HPC中胆固醇酯(CE)、游离脂肪酸(FFA)和甘油三酯(TG)的水平。为进一步研究CCDC92的作用,作者利用携带Ccdc92基因的AAV9感染STZ/ HFD诱导的DKD小鼠,在小鼠肾小球和足细胞中特异性过表达Ccdc92。正常情况下,AAV-Ccdc92小鼠尿白蛋白排泄和肾小球系膜扩张无明显变化,然而,Ccdc92在足细胞中的过表达增加了肾小球,尤其是足细胞中的蛋白尿、系膜扩张、足突融合和脱离以及脂质积累,表明Ccdc92加重了糖尿病小鼠足细胞脂肪毒性损伤。

图3. Ccdc92过表达加重糖尿病小鼠足细胞损伤

 

4、糖尿病条件下,Ccdc92缺乏通过上调足细胞中ABCA1来减少细胞内脂质积累

基于脂质组学分析,CCDC92参与糖尿病足细胞的脂质代谢,作者评估了脂质稳态调节中的一些关键分子的水平,发现Ccdc92基因沉默优先逆转了ABCA1的表达。实验进一步证实,Ccdc92缺乏可提高糖尿病小鼠肾小球和足细胞中ABCA1蛋白水平。肾小球中ABCA1的表达与脂质积累和足细胞损伤呈负相关,CCDC92水平与ABCA1呈负相关,并与DKD患者肾小球内脂质积累程度呈正相关,提示ABCA1可能参与了CCDC92介导的足细胞脂毒性损伤。为进一步研究ABCA1是否是连接CCDC92和DKD足细胞损伤的关键调节因子,通过肾实质内注射将AAV9-Nphs1-shAbca1传递到podocin-Cre Ccdc92fl/fl小鼠中,发现Ccdc92敲低可以减轻糖尿病患者的GBM和足细胞损伤,足细胞中Abca1的敲低可以抵消Ccdc92缺失的影响。作者进一步证明Abca1基因沉默上调肾小球和条件永生化人足细胞的异位脂质沉积,从而消除了Ccdc92缺乏在糖尿病条件下的保护作用。

图4. 足细胞Abca1敲低可抵消Ccdc92缺失对DKD小鼠足细胞脂毒性的保护作用

03结论

本研究首次证明CCDC92作为一种新的脂质稳态调节剂,在一定程度上通过调节ABCA1表达来促进足细胞和肾小球损伤。CCDC92有望成为DKD足细胞损伤的潜在生物标志物,基因或药理学靶向CCDC92可能为DKD和其他肾小球疾病的治疗提供新的途径。

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