METABOLISM (IF 9.8) ‖ 山東大學(xué)易凡/王姿穎/劉敏團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)靶向CCDC92可能是糖尿病腎病患者的有效治療策略
2023年11月11日，山東大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院易凡教授、王姿穎教授和助理研究員劉敏博士在Metabolism Clinical and Experimental，IF 9.8上在線發(fā)表了題為“CCDC92 deficiency ameliorates podocyte lipotoxicity in diabetic kidney disease”的研究成果，表明CCDC92作為一種新的脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)劑，促進(jìn)糖尿病腎?。―KD）足細(xì)胞損傷，提示CCDC92可能是DKD足細(xì)胞損傷的潛在生物標(biāo)志物，靶向CCDC92可能是DKD患者有效的創(chuàng)新治療策略。
糖尿病腎病(DKD)是糖尿病(DM)的主要微血管并發(fā)癥之一，也是世界范圍內(nèi)終末期腎病(ESRD)的常見(jiàn)原因，但目前預(yù)防和治療DKD的方案有限。足細(xì)胞損傷被認(rèn)為是導(dǎo)致DKD的重要早期事件，盡管在了解足細(xì)胞損傷的機(jī)制方面取得了相當(dāng)大的進(jìn)展，但臨床上還沒(méi)有細(xì)胞特異性和有效的治療方法。CCDC92是含螺旋結(jié)構(gòu)域蛋白家族的新成員，被認(rèn)為與脂質(zhì)代謝、冠心病和2型糖尿病有關(guān)。然而，CCDC92在腎臟中的表達(dá)模式和作用尚不清楚。
1、糖尿病足細(xì)胞顯著誘導(dǎo)CCDC92
首先，作者通過(guò)WB分析發(fā)現(xiàn)CCDC92在包括腎臟在內(nèi)的離體灌流器官和各種腎實(shí)質(zhì)細(xì)胞中表達(dá)。進(jìn)一步通過(guò)免疫組化染色評(píng)估了CCDC92在全腎中的表達(dá)模式，發(fā)現(xiàn)CCDC92在db/db小鼠腎小球中顯著上調(diào)，而在小管中無(wú)明顯變化。免疫熒光(IF)結(jié)果顯示，與對(duì)照組相比，糖尿病小鼠足細(xì)胞中CCDC92的表達(dá)更豐富，表明CCDC92可能參與DKD足細(xì)胞損傷。在體外，用DKD患者血清處理足細(xì)胞后，CCDC92的表達(dá)顯著增加。將足細(xì)胞暴露于高糖(HG)和氧化低密度脂蛋白(oxLDL)中，均誘導(dǎo)了CCDC92表達(dá)。與體內(nèi)研究一致，高糖處理后NRK-52E中CCDC92的表達(dá)沒(méi)有明顯變化，說(shuō)明CCDC92可能參與了糖尿病條件下足細(xì)胞損傷。此外，DKD患者腎活檢中CCDC92表達(dá)上調(diào)。
圖1. CCDC92在不同模型糖尿病足細(xì)胞中均有顯著的誘導(dǎo)作用
2、足細(xì)胞特異性Ccdc92缺失減輕糖尿病小鼠腎損傷
為進(jìn)一步闡明CCDC92在糖尿病足細(xì)胞中的作用，作者利用Cre-LoxP重組系統(tǒng)產(chǎn)生了足細(xì)胞特異性CCDC92敲除小鼠（db/db/Cre+/Ccdc92fl/fl）在20周的隨訪中，發(fā)現(xiàn)db/db/Cre+/Ccdc92+/+小鼠出現(xiàn)蛋白尿，尿白蛋白與肌酐比值(UACR)水平較高，而db/db/Cre+/Ccdc92fl/fl小鼠的UACR水平低。形態(tài)學(xué)檢查顯示，db/db/Cre+/Ccdc92+/+組小鼠腎小球及足細(xì)胞損傷，表現(xiàn)為腎小球基底膜(GBM)增厚、足細(xì)胞足突增寬和消失，而db/db/Cre+/Ccdc92fl/fl組小鼠腎小球及足細(xì)胞損傷均有所減輕。此外，Ccdc92缺失恢復(fù)了糖尿病小鼠離體腎小球中關(guān)鍵足細(xì)胞分化標(biāo)志物的表達(dá)。在STZ/HFD誘導(dǎo)的糖尿病小鼠中，進(jìn)一步證實(shí)了CCDC92缺乏對(duì)足細(xì)胞的保護(hù)作用。
圖2. 足細(xì)胞特異性Ccdc92缺失減輕糖尿病小鼠腎損傷
3、CCDC92有助于糖尿病患者足細(xì)胞脂毒性
作者研究發(fā)現(xiàn)與db/db/Cre+/Ccdc92+/+小鼠相比，db/db/Cre+/Ccdc92fl/fl小鼠腎小球中的中性脂沉積更少，足細(xì)胞中的脂滴也較少。Ccdc92基因沉默顯著降低了HG處理下HPC中膽固醇酯(CE)、游離脂肪酸(FFA)和甘油三酯(TG)的水平。為進(jìn)一步研究CCDC92的作用，作者利用攜帶Ccdc92基因的AAV9感染STZ/ HFD誘導(dǎo)的DKD小鼠，在小鼠腎小球和足細(xì)胞中特異性過(guò)表達(dá)Ccdc92。正常情況下，AAV-Ccdc92小鼠尿白蛋白排泄和腎小球系膜擴(kuò)張無(wú)明顯變化，然而，Ccdc92在足細(xì)胞中的過(guò)表達(dá)增加了腎小球，尤其是足細(xì)胞中的蛋白尿、系膜擴(kuò)張、足突融合和脫離以及脂質(zhì)積累，表明Ccdc92加重了糖尿病小鼠足細(xì)胞脂肪毒性損傷。
圖3. Ccdc92過(guò)表達(dá)加重糖尿病小鼠足細(xì)胞損傷
4、糖尿病條件下，Ccdc92缺乏通過(guò)上調(diào)足細(xì)胞中ABCA1來(lái)減少細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)積累
基于脂質(zhì)組學(xué)分析，CCDC92參與糖尿病足細(xì)胞的脂質(zhì)代謝，作者評(píng)估了脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)中的一些關(guān)鍵分子的水平，發(fā)現(xiàn)Ccdc92基因沉默優(yōu)先逆轉(zhuǎn)了ABCA1的表達(dá)。實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)，Ccdc92缺乏可提高糖尿病小鼠腎小球和足細(xì)胞中ABCA1蛋白水平。腎小球中ABCA1的表達(dá)與脂質(zhì)積累和足細(xì)胞損傷呈負(fù)相關(guān)，CCDC92水平與ABCA1呈負(fù)相關(guān)，并與DKD患者腎小球內(nèi)脂質(zhì)積累程度呈正相關(guān)，提示ABCA1可能參與了CCDC92介導(dǎo)的足細(xì)胞脂毒性損傷。為進(jìn)一步研究ABCA1是否是連接CCDC92和DKD足細(xì)胞損傷的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，通過(guò)腎實(shí)質(zhì)內(nèi)注射將AAV9-Nphs1-shAbca1傳遞到podocin-Cre Ccdc92fl/fl小鼠中，發(fā)現(xiàn)Ccdc92敲低可以減輕糖尿病患者的GBM和足細(xì)胞損傷，足細(xì)胞中Abca1的敲低可以抵消Ccdc92缺失的影響。作者進(jìn)一步證明Abca1基因沉默上調(diào)腎小球和條件永生化人足細(xì)胞的異位脂質(zhì)沉積，從而消除了Ccdc92缺乏在糖尿病條件下的保護(hù)作用。
圖4. 足細(xì)胞Abca1敲低可抵消Ccdc92缺失對(duì)DKD小鼠足細(xì)胞脂毒性的保護(hù)作用
本研究首次證明CCDC92作為一種新的脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)劑，在一定程度上通過(guò)調(diào)節(jié)ABCA1表達(dá)來(lái)促進(jìn)足細(xì)胞和腎小球損傷。CCDC92有望成為DKD足細(xì)胞損傷的潛在生物標(biāo)志物，基因或藥理學(xué)靶向CCDC92可能為DKD和其他腎小球疾病的治療提供新的途徑。
