齊魯網(wǎng)·閃電新聞3月28日訊 目前，慢性腎臟病的全球發(fā)病率超過10%，其中90%是由腎小球疾病導(dǎo)致，足細(xì)胞損傷是腎小球疾病的中心環(huán)節(jié)，腎小球疾病時足細(xì)胞受損是導(dǎo)致蛋白尿、腎小球硬化及腎功能進(jìn)行性惡化的病理生理基礎(chǔ)。探尋足細(xì)胞損傷新機(jī)制，以尋找有效的治療靶點(diǎn)糾正足細(xì)胞功能紊亂，對于防治慢性腎病具有重要意義。成熟腎臟腎小球足細(xì)胞間緊密連接結(jié)構(gòu)消失，但免疫熒光和免疫電鏡等技術(shù)分析表明緊密連接跨膜蛋白CLDN5在成熟足細(xì)胞組成性表達(dá)，對于CLDN5在足細(xì)胞的生物學(xué)功能以及是否參與腎小球疾病發(fā)生發(fā)展一直缺乏深入研究。

2022年3月24日，濱州醫(yī)學(xué)院腎臟生理與疾病研究團(tuán)隊(duì)在Nature Communications在線發(fā)表了題為:Loss of CLDN5 in podocytes deregulates WIF1 to activate WNT signaling and contributes to kidney disease 的研究論文。該研究首次揭示了足細(xì)胞緊密連接跨膜蛋白CLDN5可調(diào)控WNT通路抑制分子WIF1的表達(dá)并參與腎臟病發(fā)生發(fā)展。

在該研究中，研究人員利用ES打靶構(gòu)建了首個CLDN5 LOXP基因修飾小鼠模型，并進(jìn)行了足細(xì)胞特異性基因敲除。與野生型小鼠相比，CLDN5基因缺陷型糖尿病腎病顯著加重，表現(xiàn)為蛋白尿加重、足突融合、基底膜增厚、足細(xì)胞標(biāo)志分子表達(dá)降低及間質(zhì)纖維化加重。除了糖尿病腎病模型，研究人員發(fā)現(xiàn)足細(xì)胞CLDN5缺失也加重了小鼠單側(cè)輸尿管梗阻誘導(dǎo)急性腎損傷后纖維化進(jìn)程。這些表型說明足細(xì)胞CLDN5在腎臟疾病中起著保護(hù)作用。

研究人員還發(fā)現(xiàn)該保護(hù)作用主要是通過足細(xì)胞分泌的WNT通路抑制分子WIF1的參與實(shí)現(xiàn)的。不管是穩(wěn)態(tài)下還是腎病環(huán)境下，在CLDN5缺失的小鼠中，足細(xì)胞WIF1表達(dá)均受到抑制，補(bǔ)充WIF1蛋白表達(dá)可減緩糖尿病腎病疾病的進(jìn)展，提示W(wǎng)IF1有可能成為一個新的慢性腎臟病治療靶點(diǎn)。為了進(jìn)一步探究足細(xì)胞CLDN5對WIF1表達(dá)的調(diào)控作用，研究者還構(gòu)建了WIF1 LOXP基因修飾小鼠模型，發(fā)現(xiàn)足細(xì)胞特異性WIF1基因敲除小鼠復(fù)制CLDN5敲除小鼠表型，同時也加劇了小鼠糖尿病腎病癥狀及急性腎損傷后纖維化進(jìn)程。這些發(fā)現(xiàn)表明足細(xì)胞CLDN5影響WIF1表達(dá)進(jìn)而發(fā)揮其生物學(xué)作用。

利用免疫共沉淀、亞細(xì)胞組分分離、免疫熒光共定位及熒光素酶報告基因檢測等實(shí)驗(yàn)方法，研究人員證實(shí)CLDN5在正常足細(xì)胞中與ZO1和轉(zhuǎn)錄因子ZONAB形成復(fù)合物，并且該復(fù)合物可維持ZONAB的細(xì)胞膜定位。足細(xì)胞CLDN5缺失可通過影響ZO1表達(dá)水平導(dǎo)致ZONAB發(fā)生核轉(zhuǎn)位，ZONAB與WIF1的3’UTR區(qū)相互作用進(jìn)而調(diào)控WIF1基因表達(dá)。

這項(xiàng)工作是世界首次發(fā)現(xiàn)緊密連接跨膜蛋白CLDN5在細(xì)胞旁路通透性調(diào)控等之外的新功能，對于進(jìn)一步理解這個家族的生物醫(yī)學(xué)特性及其在相關(guān)疾病中的作用和機(jī)制具有重要意義，也揭示了CLDN5和WIF1作為腎臟病治療新靶點(diǎn)的重要意義。

生理教研室孫暉副教授、2018級研究生李慧和燕杰為該論文的第一作者，鞏永鳳教授為本文的通訊作者。本研究由國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、山東省泰山學(xué)者特聘專家計(jì)劃及濱州醫(yī)學(xué)院科研啟動基金等多個項(xiàng)目提供支持。