Novel regulatory mechanisms of the glomerular endothelium

肾小球内皮细胞在维持正常的结构和功能中起着关键作用 在健康肾小球中，以及在肾脏疾病中肾小球损伤的发展中。 然而，我们对不断维持和再生肾小球的机制的认识， 由于这种细胞类型的不可接近性和缺乏体内免疫调节， 研究技术。我们的实验室最近开发了新的转基因小鼠模型， 使用连续多光子显微镜（MPM）对同一肾小球进行活体成像， 几天到几周的时间来定量地可视化和跟踪同一个单一的细胞的命运和功能。 完整活体肾脏中的肾小球内皮细胞。这一技术进步提供了视觉线索 肾小球血管极克隆性内皮细胞簇的发育对饮食的反应 盐限制和各种类型对肾小球损伤的影响，并提出了肾小球损伤的控制 装置（JGA）。 此外，这项建议的基础是我们最近的初步调查结果， 提出JGA的致密斑（MD）细胞是新的主要组织者和主要调节者 成年人肾脏的肾小球重塑。 基因图谱显示MD细胞产生新的 以旁分泌方式作用于常驻祖细胞的分泌的组织重塑因子。之一 负责这一新的肾小球重塑程序的顶级新MD基因被鉴定为CCN 1 (also称为Cyr61），编码已知靶向内皮细胞的分泌的血管生成蛋白 以及其他细胞类型。我们的主要假设是，MD细胞，通过Wnt信号转导介导的合成 和分泌血管生成蛋白，包括CCN 1，是肾小球的主要旁分泌调节因子。 内皮细胞 本项目将采用综合性的实验方法，包括体外细胞 培养，新型转基因小鼠模型，荧光标记细胞谱系，细胞命运追踪，体内 疾病模型和系列MPM，以研究MD的血管生成作用、机制和重要性 细胞和CCN 1在肾小球内皮维护和修复中的作用。具体目标是：（一）审查 MD细胞在维持正常肾小球毛细血管结构中的作用和机制， 功能，（ii）研究MD细胞血管生成促进程序的调节，和（iii）测试肾功能。 以及MD细胞对心血管疾病的调节作用和机制。

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.