DsbA-L mediated renal tubulointerstitial fibrosis in UUO mice

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张东山于2020年9月18日发表于Nature communications，doi：10.1038/s41467-020-18304-z
发布于

2025年9月4日

DsbA-L介导UUO小鼠肾小管间质纤维化(Li 等 2020)

1. 研究背景与意义

  • 肾小管间质纤维化(TIF)的重要性：TIF是所有肾脏疾病的最终共同通路，表现为肾小管萎缩和细胞外基质(ECM)的异常积累，导致肾功能逐渐丧失
  • 近端肾小管的关键作用：近端肾小管上皮细胞在TIF启动过程中扮演重要角色，但其具体机制尚未完全阐明
  • DsbA-L蛋白的已知功能：DsbA-L(Disulfide-bond A oxidoreductase-like protein)最初从大鼠肝线粒体基质中鉴定，已知在饮食诱导的肥胖、胰岛素抵抗和肝脂肪变中具有保护作用
  • 前期研究基础：先前研究显示DsbA-L过表达可预防糖尿病肾病患者的脂质相关肾损伤，提示其可能在肾脏疾病中发挥重要作用

2. 研究目的与假设

  • 核心研究问题：DsbA-L是否参与肾小管间质纤维化过程？
  • 主要假设：DsbA-L可能通过特定信号通路促进肾纤维化，抑制DsbA-L或其下游信号可减轻肾纤维化近端肾小管细胞中的DsbA-L通过激活Hsp 90/Smad 3和p53/CTGF轴促进TIF。

3. 实验设计与方法

3.1 体内实验

  • 动物模型：构建近端肾小管特异性DsbA-L敲除(PT-DsbA-L-KO)小鼠
  • 纤维化模型：
    • 单侧输尿管结扎(UUO)模型
    • 缺血/再灌注(I/R)损伤模型
    • 马兜铃酸诱导的肾纤维化模型
    • 反复低剂量顺铂诱导的肾纤维化模型
  • 评估指标：肾组织病理学(HE、Masson染色)、ECM成分(Col I、Col III、波形蛋白)、纤维化相关因子(CTGF)表达

3.2 体外实验

  • 细胞模型：人肾小管上皮细胞系(HK-2)
  • 处理方式：
    • TGF-β1(2ng/mL)诱导纤维化
    • DsbA-L siRNA转染(抑制DsbA-L表达)
    • DsbA-L过表达质粒转染
    • Hsp90β siRNA转染
  • 检测指标：细胞表型、ECM相关蛋白表达、信号通路蛋白磷酸化/激活状态

4. 关键发现与结果

4.1 DsbA-L在肾纤维化中的作用

  • DsbA-L敲除减轻纤维化：PT-DsbA-L-KO小鼠在UUO、I/R、马兜铃酸和顺铂诱导的肾纤维化模型中，肾小管萎缩、间质纤维化和ECM沉积显著减轻
  • DsbA-L抑制改善纤维化：DsbA-L siRNA处理显著降低TGF-β1诱导的肾小管上皮细胞中Col I、Col III和波形蛋白的表达
  • DsbA-L过表达加重纤维化：DsbA-L过表达增强TGF-β1诱导的肾小管上皮细胞纤维化表型，增加ECM相关蛋白表达

4.2 DsbA-L对肾成纤维细胞的间接作用

  • 上清液诱导作用：DsbA-L转染的肾小管上皮细胞上清液能显著诱导小鼠肾成纤维细胞中Col I、Col III和波形蛋白的表达
  • 抑制作用验证：DsbA-L抑制可阻断上述上清液的诱导作用，证实DsbA-L通过肾小管上皮细胞间接促进成纤维细胞活化

5. 作用机制的详细阐明

5.1 DsbA-L与Hsp90的相互作用

  • 分子互作：DsbA-L与Hsp90在细胞线粒体中形成复合物，通过蛋白质-蛋白质相互作用
  • Hsp90的调控：Hsp90β siRNA处理可显著抑制TGF-β1诱导的纤维化相关蛋白表达

5.2 信号通路的激活

  • Smad3激活：DsbA-L通过Hsp90促进Smad3的磷酸化和核转位
  • p53激活：DsbA-L通过Hsp90促进p53的磷酸化和活性
  • CTGF的上调：Smad3和p53共同作用，显著促进连接组织生长因子(CTGF)的表达

5.3 信号轴的完整通路

DsbA-L → Hsp90 → Smad3/p53 → CTGF → ECM积累 → 肾小管间质纤维化

6. 研究的创新点与意义

  • 首次揭示DsbA-L在肾纤维化中的作用：明确了DsbA-L在肾小管间质纤维化过程中的关键角色
  • 阐明新信号轴：首次阐明DsbA-L-Hsp90-Smad3/p53-CTGF信号轴在肾纤维化中的作用机制
  • 提供治疗新靶点：DsbA-L及其下游信号分子(Hsp90、Smad3、p53、CTGF)均可作为肾纤维化治疗的潜在靶点
  • 理论价值：深化了对肾小管上皮细胞在纤维化过程中作用机制的理解
  • 临床应用前景：为开发针对肾纤维化的新型治疗策略提供了理论基础

7. 研究局限性与未来方向

  • 临床转化：需要进一步研究DsbA-L在人类肾纤维化疾病中的表达和作用
  • 靶向药物开发：开发特异性抑制DsbA-L或其下游信号通路的药物
  • 多因素交互作用：探究DsbA-L与其他纤维化相关因子的交互作用
  • 长期效果验证：在更长期的动物模型中验证抑制DsbA-L的治疗效果和安全性

参考文献

Li, Xiaozhou, Jian Pan, Huiling Li, Guangdi Li, Xiangfeng Liu, Bohao Liu, Zhibiao He, 等. 2020. 《DsbA-L mediated renal tubulointerstitial fibrosis in UUO mice.》 Nature communications 11 (1): 4467. https://doi.org/10.1038/s41467-020-18304-z.