Sirt6的缺失通过作用于Notch信号通路加剧足细胞损伤及蛋白尿的产生

时间:2017-11-07 15:17:42 点击: 【字体: 收藏

足细胞是位于肾小球毛细血管基底膜外侧的脏层上皮细胞,因其胞浆在基底膜表面形成伪足样突起而得名。足突之间的裂孔膜是肾小球滤过的最后一道屏障,因此足细胞损伤将导致蛋白尿出现。足细胞损伤是肾小球性蛋白尿发生的主要机制,与多种肾小球疾病的发生发展密切相关。组蛋白去乙酰化酶Sirt6对多种细胞类型和组织起生理学作用,但其在肾脏中的作用目前未知,有待研究

研究思路:


研究结果:

1.  Sirt6在糖尿病肾病(DN)及阿霉素肾病(ADR)小鼠体内低表达

        通过对DN和ADR小鼠体内SIRTs表达模式的检测,发现Sirt6在两种小鼠模型中均表达下降,双重免疫荧光实验同样显示Sirt6在DN和ADR小鼠中表达显著下调。体外实验表明,葡萄糖(HG)或糖基化终产物(AGE)以浓度效应方式显著下调足细胞中Sirt6的表达。



2、 Sirt6在多种足细胞病的肾活检中低表达

        免疫组化染色及RT—PCR实验表明Sirt6在DN和FSGS人群的肾活检中表达量低,在其他足细胞病MGN和IgA肾病肾活检中同样检测到Sirt6表达显著下降。进一步研究发现,各种足细胞病中Sirt6的mRNA水平都与肾小球滤过率呈正相关,与蛋白尿负相关。



3、 Sirt6缺失加剧糖尿病小鼠的足细胞损伤

        特异性敲出小鼠足细胞Sirt6,并通过基因层面及表型层面确定Sirt6特异性缺失小鼠Cre+/Sirt6fl/fl。STZ诱导的糖尿病Cre+/Sirt6fl/fl小鼠尿白蛋白排泄显著提高,肾小球系膜扩张及足细胞损伤均恶化,多种重要的足突细胞分化标记物消失。此外,免疫荧光实验表明糖尿病Cre+/Sirt6fl/fl小鼠uPAR的表达量明显高于糖尿病Cre+/Sirt6+/+小鼠。



4、 Sirt6对足细胞具有多效的保护措施

        体外过表达Sirt6,HG处理的足细胞内炎症介质的表达量下降,细胞凋亡减弱,uPAR的表达水平降低,此外,还发现足细胞恢复了自我吞噬能力,通过串联的RFP-GFP-LC3腺病毒构造体确定Sirt6能够在足细胞内诱发自噬。




5、 Sirt6通过对H3K9的去乙酰化作用抑制Notch信号通路

        对乙酰化的H3K9(H3K9ac)的检测发现,DN和FSGS病人的肾活检中H3K9ac水平显著上升,Cre+/Sirt6fl/flti小鼠体内的H3K9ac也显著上升,体外实验表明,过表达Sirt6会导致H3K9ac的下降。对Sirt6过表达的HG足细胞进行Agilent芯片检测(伯豪生物提供),RT—PCR结果显示Sirt6过表达能够减弱Notch1和Notch4的高表达,这一现象在Cre+/Sirt6fl/flti小鼠中获得验证。通过一系列的ChIP实验证实Sirt6可以与Notch1和Notch4的启动子区结合并降低启动子区H3K9ac的水平。抑制Notch信号通路可以恢复Sirt缺失引起的一系列足细胞损伤机制。



6、 Sirt6缺失加剧ADR小鼠足细胞损伤,体内过表达Sirt6 改善足细胞损伤

        为证实Sirt6对足细胞功能的维护作用,对ADR处理的Cre+/Sirt6fl/flti小鼠进行检测,一系列生理生化反应显示足细胞损伤加剧,同时对ADR处理的Cre+/Sirt6fl/flti小鼠进行Sirt6过表达处理,结果显示一系列足细胞损伤反应获得了缓解。

研究结论:

        通过对Sirt6的一系列研究显示,正常情况下,Sirt6通过降低Notch1和Notch4启动子区H3K9ac的水平来抑制Notch1和Notch4的转录,而抑制了Notch信号通路,足细胞功能正常。Sirt6的缺失提高了Notch1和Notch4启动子区域H3K9ac的水平,促进了Notch1和Notch4的转录,Notch信号通路被激活,诱导发生足细胞炎症,细胞凋亡,肌动蛋白细胞骨架错乱并抑制了细胞自噬,从而导致足细胞损伤。本研究表明Sirt6可以作为蛋白尿肾病的潜在治疗靶点,具有极高的临床意义。

原文出处:
Liu M, Liang KL, Zhen JH, Zhou M, Wang XJ, Wang ZY, Wei XB, Zhang Y,Sun Y, Zhou ZL, Su H, Zhang C, Li NJ, Gao CJ, Peng J&Yi F.Sirt6 deficiency exacerbates podocyte injury and proteinuria through targeting Notch signaling. Nat Commun.2017.


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