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PEX16介导的脂质沉积在糖尿病肾病足细胞凋亡中的作用及机制研究

批准号:
82104258
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
朱霞
依托单位:
学科分类:
代谢性疾病药物药理
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
朱霞

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
脂质代谢异常导致的足细胞凋亡在早期糖尿病肾病(DN)病理进程中极为重要。本项目采用DIA蛋白质组学联合WGCNA生物信息学分析筛选出过氧化物酶体生物发生因子16(PEX16)是调控DN脂质代谢的关键因子。PEX16在过氧化物酶体生成中起到重要作用,但其在足细胞凋亡及DN中的作用尚未见报道。我们前期研究发现DN时PEX16水平与足细胞脂质沉积密切相关;经生物信息学分析预测GNPAT是其下游靶基因,可通过调控PPARα参与脂质代谢。据此我们提出:DN时PEX16表达下降,通过调控GNPAT抑制PPARα-ACOX1信号通路,导致足细胞脂质沉积,诱导足细胞凋亡。本项目在整体动物、细胞及分子水平研究PEX16在DN足细胞凋亡中的作用及其机制;在临床样本上对PEX16与DN患者的临床相关指标及分期进行相关性分析,为探寻DN肾小球硬化早期诊断和病情评估提供新思路,为发现药物治疗的靶标提供理论依据。
英文摘要
Podocyte apoptosis induced by abnormal lipids metabolism is extremely important in the pathology of early diabetic nephropathy (DN). Peroxisomal biogenesis factor 16 (PEX16) is screened as a key factor in regulating lipid metabolism of DN by using WGCNA bioinformatics combined with DIA proteomic analysis. Although PEX16 is involved in peroxisomal biogenesis, its molecular mechanisms underlying podocyte apoptosis and DN is not completely understood. Our previous study had found that the level of PEX16 is closely related with podocyte lipid deposition. GNPAT is predicted as a key downstream gene of PEX16 through bioinformatics combined with proteomic analysis, which participates in lipid metabolism through regulting PPARα. Therefore, we hypothesize that the decreased level of PEX16 may mediate GNPAT to inhibit the PPARα-ACOX1 signaling pathway, leading to lipid deposition, and finally promotes podocyte apoptosis in DN. This project is intended to elucidate the role and related molecular mechanism of PEX16 in podocyte apoptosis. Furthermore, correlation analysis will be conducted between PEX16 expression and the clinical index of DN patients with different stages. The findings will provide theoretical and experimental evidence for exploring the specific markers of early diagnosis, evaluation and therapy target of DN glomerulosclerosis.
在早期糖尿病肾病(Diabetic Kidney Disease, DKD)的病理过程中,脂质代谢异常诱导的足细胞凋亡起着至关重要的作用。明确调节足细胞脂质代谢的关键因素具有重要的临床意义。本研究通过加权基因共表达网络分析(Weighted Gene Co-expression Network Analysis, WGCNA)结合数据非依赖采集(Data-Independent Acquisition, DIA)蛋白质组学分析,筛选并鉴定出过氧化物酶体生物发生因子16(Peroxin 16, PEX16)为调控DKD足细胞脂质代谢的关键分子。我们探讨了PEX16水平与DKD足细胞异常脂质代谢及凋亡之间的相关性,证实了PEX16在DKD病理进程中的重要作用。我们检测了高糖培养条件下多种肾实质细胞中PEX16的表达水平,发现其在足细胞中的变化最为显著,并在糖尿病小鼠模型中得到了验证。为了评估PEX16在体内的功能,我们通过肾实质内注射含足细胞特异性启动子Nephrin的腺相关病毒(Adeno-Associated Virus, AAV),构建了足细胞特异性敲低PEX16的db/m小鼠和足细胞特异性过表达PEX16的db/db小鼠。结果显示,敲低足细胞中的PEX16导致了足细胞损伤和肾功能障碍;而在糖尿病小鼠的足细胞中过表达PEX16则改善了足细胞损伤和肾功能。机制上,通过TMT蛋白质组学结合IPA分析,我们发现了PEX16的关键下游蛋白PPAR-α,并通过PEX16 siRNA与PPAR-α过表达质粒共转染足细胞,证实了PEX16对PPAR-α的调控作用。此外,我们阐明了PEX16通过抑制PPAR-α-ACOX1信号通路,促进肾小球足细胞脂质代谢紊乱的分子机制,为开发更为有效的DKD防治药物提供了新的靶点。在此基础上,我们进行了规范的临床研究,测定了糖尿病肾病患者血清样本中PEX16的水平,并分析了其与肾功能指标的相关性。采用ROC曲线评估了PEX16对糖尿病肾病的诊断效能,为DKD肾小球硬化早期诊断和病情评估提供了理论基础和实验依据。
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