Novel regulatory mechanisms of the glomerular endothelium

肾小球内皮的新调节机制

• 批准号: 10433893
• 负责人: JANOS PETI-PETERDI
• 金额: $ 46.3万
• 依托单位: UNIVERSITY OF SOUTHERN CALIFORNIA
• 依托单位国家: 美国
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 美国
• 起止时间: 2019-09-03 至 2024-04-30
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://reporter.nih.gov/project-details/10433893
• 关键词: Adult; Affect; Albumins; Albuminuria; Angiogenic Factor; Angiogenic Proteins; Animal Model; Biological Assay; Blood; Blood Vessels; Brain; Cardiovascular Diseases; Cell Culture Techniques; Cell Line; Cell Lineage; Cells; Chief Cell; Chronic Kidney Failure; Code; Development; Disease; Disease Progression; Disease model; Endothelial Cells; Endothelium; Enzyme-Linked Immunosorbent Assay; Equilibrium; Extravasation; Fibrosis; Fibrous capsule of kidney; Foundations; Functional disorder; Genes; Genetic; Glomerular Capillary; Health; Heart; Histology; Hormones; Implant; In Vitro; Injury; Juxtaglomerular Apparatus; Juxtaglomerular Cell; Kidney; Kidney Diseases; Knock-out; Knockout Mice; Knowledge; Laboratories; Macula densa; Maintenance; Measurement; Mediating; Methods; Mus; Natural regeneration; Nephrectomy; PTGS2 gene; Paracrine Communication; Pathogenicity; Pathology; Pharmacology; Phenotype; Physiological; Plasma; Play; Population; Production; Regulation; Research; Role; Signal Transduction; Sodium Chloride; Structure; Technology; Testing; Tissues; Transgenic Mice; Visual; WNT Signaling Pathway; angiogenesis; base; cardiovascular health; cell injury; cell type; comorbidity; diabetic; diagnostic strategy; dietary salt; gain of function; glomerular endothelium; hypertensive; imaging approach; implantation; improved; in vivo; intravital imaging; loss of function; mortality; mouse model; multiphoton microscopy; novel; novel diagnostics; novel therapeutics; paracrine; precursor cell; programs; regenerative therapy; repaired; response; salt intake; stem cells; uptake

Glomerular endothelial cells play pivotal roles in the maintenance of the normal structure and function  of  the  healthy  glomerulus,  and  also  in  the  development  of  glomerular  injury  in  kidney  diseases.  However,  our  knowledge  of  the  mechanisms  that  constantly  maintain  and  regenerate  the  glomerular  endothelium after injury have been limited, due to the inaccessibility of this cell type and lack of in vivo  research technologies. Our laboratory has recently developed novel transgenic mouse models and an  intravital  imaging  approach  using  serial  multiphoton  microscopy  (MPM)  of  the  same  glomerulus  over  several  days-­weeks  to  quantitatively  visualize  and  track  the  fate  and  function  of  the  same  single  glomerular endothelial cells in the intact living kidney. This technical advance provided visual clues on  the development of clonal endothelial cell clusters at the glomerular vascular pole in response to dietary  salt restriction and various types on glomerular injury, and suggested its control by the juxtaglomerular  apparatus  (JGA).  In  addition,  the  foundation  of  this  proposal  is  our  recent  preliminary  findings  which  suggested that macula densa (MD) cells of the JGA are novel chief organizers and master regulators  of  glomerular  remodeling  in  the  adult  kidney.  Gene  profiling  showed  that  MD  cells  produce  novel  secreted tissue remodeling factors that act in a paracrine fashion on resident progenitor cells. One of  the top new MD genes responsible for this new glomerular remodeling program was identified as CCN1  (also known as Cyr61), coding for a secreted angiogenic protein that is known to target endothelial cells  as well as other cell types. Our main hypothesis is that MD cells, via Wnt signaling-­mediated synthesis  and secretion of angiogenic proteins including CCN1, are major paracrine regulators of the glomerular  endothelium.  This  project  will  use  comprehensive  experimental  approaches  including  in  vitro  cell  culture,  new  transgenic  mouse  models,  fluorescently  tagged  cell  lineages,  cell  fate  tracking,  in  vivo  disease models and serial MPM to investigate the angiogenic role, mechanisms, and importance of MD  cells and CCN1 in glomerular endothelial maintenance and repair. The specific aims are to (i) Examine  the  role  and  mechanism  of  MD  cells  in  the  maintenance  of  normal  glomerular  capillary  structure  and  function, (ii) Study the regulation of the MD cell angiogenesis promoting program, and (iii) Test for renal  and cardiovascular disease modifying roles and mechanisms of MD cells.

肾小球内皮细胞在维持肾小球正常结构和功能中起着举足轻重的作用。 在所有健康的肾小球中，肾小球和肾小球损伤也参与了肾脏疾病的发展。 然而，根据我们对这些机制的最新知识，我们可以不断地维持肾小球的功能，并使其再生。 损伤后的内皮细胞一直以来都是有限的，这是因为这种细胞类型的细胞很难接近，而且在体内也缺乏细胞。 研究技术。我们的实验室最近开发出了一种新型的转基因动物模型。 生命内成像的方法是使用一种连续的多光子显微技术(MPM)来观察同一肾小球。 几天-几周的时间用来定量地、可视化地描述和跟踪同一个人的命运和功能。 肾小球内皮细胞参与了肾脏的完整存活。这一技术进步为临床提供了更直观的线索。 克隆性血管内皮细胞在肾小球和血管内皮细胞的发育过程中对饮食的反应。 盐分限制对肾小球损伤的影响及各种类型的盐对肾小球损伤的影响，并建议通过控制肾小球旁的盐分来控制肾小球损伤。 设备制造商(JGA)。此外，本提案的基础是我们最近的初步调查结果，其中包括： 建议说，JGA大会的致密斑点(MD)细胞群是一种新颖的组织者，也是监管机构的大师。 肾小球重塑在成人肾脏中的表现。基因图谱显示，MD细胞能产生一种新的细胞。 分泌的组织和重塑因子可以在体内的祖细胞和祖细胞上发挥旁分泌和时尚作用。 负责这项新的肾小球重塑计划的第一大新肾小球重塑基因被确定为CCN1。 (也被称为Cyr61)，是一种新分泌的新生血管生成蛋白的编码基因，它被认为是以内皮细胞为靶点的。 以及其他细胞类型。我们最主要的假说是，MD是细胞，通过Wnt信号介导的DNA合成。 此外，包括CCN1在内的血管生成相关蛋白的分泌也是肾小球监管机构的主要旁分泌。 内皮。在这个新的项目中，我们将继续使用全面的实验方法，包括体外培养细胞。 培养，建立新的转基因小鼠模型，荧光标记的小鼠细胞谱系，细胞命运跟踪，体内实验。 疾病模型和一系列的MPM研究以进一步研究MMD的血管生成作用、机制、作用和重要性。 细胞和CCN1参与肾小球和血管内皮细胞的维护和修复。具体的研究目标是：(I)检查。 髓系膜上皮细胞在正常肾小球毛细血管结构的维持中的重要作用和机制。 功能：(Ii)研究肾微血管生成对细胞的调控作用，促进血管生成的方案；(Iii)肾功能检测指标。 心血管疾病是通过改变MD细胞的作用和机制来实现的。