Thioredoxin-2募集TRIM31泛素化降解NLRP3在糖尿病肾病炎症反应中的作用和机制
批准号:
82070752
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
何凤
依托单位:
学科分类:
继发性肾脏疾病
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
何凤
中文摘要
NLRP3炎性体激活诱发的炎症级联反应是糖尿病肾病(DN)发生发展的重要原因,但其激活的机制不清楚。我们前期发现硫氧还蛋白Thioredoxin-2(Trx2)在DN患者肾小球内皮细胞表达下调。预实验表明,条件性敲除内皮细胞Trx2(Trx2-ECKO)导致了:NLRP3蛋白上调但不影响其mRNA;显著加重DN炎症反应和肾损伤。相反,高表达Trx2促进NLRP3发生泛素化降解。Co-IP和质谱鉴定表明E3泛素连接酶TRIM31与Trx2相互作用。本课题拟解决“Trx2是否以及如何通过募集TRIM31调节NLRP3介导DN炎症反应”这一关键科学问题,从而验证我们的科学假说,即“DN发生时,肾小球内皮细胞Trx2下调使TRIM31泛素化降解NLRP3的功能减弱,导致NLRP3蛋白上调、炎症小体激活和DN炎性损伤发生”,最终,为确立DN治疗新靶点提供科学依据。
英文摘要
The inflammatory cascade induced by NLRP3 inflammasome activation is an important motivating cause in diabetic nephropathy (DN), but the mechanism of its activation is unclear. We have previously found that thioredoxin-2 (Trx2) was down-regulated in glomerular endothelial cells of patients with DN. Preliminary experiments showed that conditional knock out Trx2 in endothelial cells (Trx2-ECKO) resulted in NLRP3 protein upregulation but not its mRNA, and significantly aggravated inflammatory response and kidney damage of diabetic nephropathy. In contrast, high expression of Trx2 promoted ubiquitination degradation of NLRP3. Co-immunoprecipitation and mass spectrometry identification indicated that E3 ubiquitin ligase TRIM31 interacted with Trx2. Accordingly, we aim to clarify the key scientific question of that whether and how Trx2 recruits TRIM31 to regulate NLRP3 in mediating inflammatory response in diabetic nephropathy. Furthermore, we verify our scientific hypothesis of that diabetic nephropathy occurs, Trx2 down-regulation in glomerular endothelial cells weakens the function of TRIM31 regulating NLRP3 ubiquitin degradation, which leads to the NLRP3 upregulation and activate NLRP3 inflammasome, then promotes inflammatory damage in diabetic nephropathy. Finally, it provides a scientific basis for establishing a new therapeutic target for diabetic nephropathy.
糖尿病肾病(DN)是糖尿病常见的微血管并发症,也是目前全球终末期肾衰竭的主要原因。尽管采取严格的多因素干预策略可以降低2型糖尿病(T2DM)患者大血管和微血管病变的风险,但多数T2DM患者仍存在进行性肾损伤。循环系统和肾脏组织的持续炎症反应是DN发生发展的主要原因。目前的研究揭示,先天免疫系统相关的分子NLRP3介导DN的持续炎症状态。然而,糖尿病肾病中NLRP3炎症小体激活的潜在机制仍知之甚少。. 我们通过单细胞RNA测序数据分析发现,Thioredoxin-2(Trx2)蛋白的表达对于DN肾脏血管内皮细胞的存活是必需的,这提示Trx2蛋白的表达在DN发病中起着重要作用。阐明这一作用及其机制,可能为DN的治疗提供新的策略。我们对Trx2基因进行了深入研究,发现2型DN肾小球内皮细胞中Trx2的表达呈现特异性低表达。通过Cre-loxP系统,产生了肾血管内皮细胞特异性敲除Trx2基因的小鼠(Trx2ECKO)。我们发现内皮细胞Trx2基因的缺失促进了线粒体损伤和NLRP3炎症小体的激活。. 进一步,通过ESI-MS/MS质谱分析,我们鉴定出Trx2与E3泛素连接酶TRIM31发生相互作用,并且TRIM31可以直接与NLRP3相互作用。NLRP3-TRIM31的相互作用需要NLRP3的PYD结构域。TRIM31通过促进NLRP3的泛素化降解来抑制NLRP3炎症小体的激活。重要的是,Trx2ECKO小鼠的肾血管内皮细胞通过Rescue Trx2基因表达,通过抑制NLRP3炎症小体的激活,减轻DN肾组织的炎症反应和肾损伤。. 因此,我们的研究证实,在DN发生时,肾小球内皮细胞Trx2的下调会减弱TRIM31泛素化降解NLRP3的功能,导致NLRP3蛋白上调、炎症小体激活和DN的炎性损伤发生。这有望开拓基于负调节NLRP3炎症小体活化的治疗策略,为临床防治糖尿病肾病提供新的思路和方法。
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