TCF3表达下调通过抑制PI3K/Akt/mTOR通路和恢复自噬作用,缓解糖尿病肾病中的肾纤维化
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时间:2025年12月01日
来源:Frontiers in Medicine 3.0
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糖尿病肾病中TCF3通过抑制Netrin-1表达激活PI3K/Akt/mTOR通路,导致自噬障碍和EMT促进。建立DN大鼠模型及HK-2细胞模型,验证TCF3-shRNA可恢复自噬标志物表达并减轻纤维化,同时双 luciferase实验证实TCF3直接结合Netrin-1启动子。
糖尿病肾病的分子调控机制与TCF3-Netrin-1轴研究进展
糖尿病肾病患者中约40%进展为终末期肾病,其核心病理特征为肾小管上皮细胞损伤与间质纤维化。近年研究发现自噬功能紊乱与纤维化进程存在密切关联,但具体调控网络尚未完全阐明。本研究通过建立糖尿病肾病动物模型及体外细胞实验,系统揭示了转录因子TCF3通过抑制Netrin-1表达调控自噬-EMT轴的分子机制。
研究首先构建了高脂饮食联合低剂量链佐菌素注射的糖尿病肾病大鼠模型,通过血糖、尿蛋白排泄率及肾重指数等指标验证模型成功。值得注意的是,实验组动物肾组织TCF3蛋白表达较对照组升高2.8倍(p<0.001),这一发现与前期临床研究(单侧肾切除模型)中TCF3在肾小球部位2.3倍上调的报道相吻合。
在分子机制探索方面,研究团队采用双荧光素酶报告基因系统证实TCF3直接结合Netrin-1启动子区域。通过染色体免疫沉淀(ChIP)技术验证,-133至-53bp序列段存在显著TCF3结合活性,突变该区域后荧光素酶活性恢复至野生型水平,说明该位点对TCF3调控功能至关重要。进一步研究发现,TCF3通过抑制Netrin-1表达导致PI3K/Akt/mTOR通路激活,该机制在肾小管上皮细胞中尤为显著。
研究创新性地揭示了TCF3在糖尿病肾病中的双重调控作用:一方面通过促进EMT相关蛋白(α-SMA、vimentin)表达加速纤维化进程;另一方面通过抑制自噬关键分子(LC3-II/I比值、Beclin-1)加重细胞损伤。在动物模型中,TCF3基因沉默使纤维化面积减少76%(p<0.01),同时提升自噬标志物P62降解效率达2.5倍(p<0.001)。
值得注意的是,研究团队首次系统比较了不同干预手段的协同效应。当TCF3沉默联合3-MA(自噬抑制剂)时,纤维化抑制效果下降至43%(p<0.05),而单独使用3-MA则对纤维化无显著影响。这从侧面印证了TCF3-Netrin-1轴与PI3K/Akt/mTOR通路在纤维化调控中的独立性。
在临床转化方面,研究提出TCF3作为潜在治疗靶点具有可行性。通过基因沉默技术,研究证实TCF3抑制可使尿白蛋白/肌酐比值降低58%(p<0.001),肾重指数回归正常水平(p<0.01)。这些数据为开发靶向TCF3的药物提供了理论依据。
研究同时指出机制研究的局限性:首先未能在人类肾组织样本中验证结果,其次缺乏特异性TCF3抑制剂用于体内实验。但通过建立人源肾小管上皮细胞(HK-2)体外模型,成功复现了糖尿病高血糖环境下的病理改变,为后续机制研究提供了可靠平台。
当前研究揭示了TCF3-Netrin-1轴在糖尿病肾病中的调控网络:TCF3通过直接抑制Netrin-1转录,导致细胞间信号传导障碍,进而激活PI3K/Akt/mTOR通路。这种双重调控机制既影响自噬相关蛋白的表达,又通过EMT促进纤维化进程。特别在肾小管上皮细胞中,该机制导致细胞骨架重构(vimentin↑/E-cadherin↓)和线粒体自噬体减少(LC3-II/I↓32%),形成恶性循环。
未来研究方向应着重于开发TCF3特异性调控工具。建议采用CRISPR/Cas9技术构建TCF3条件性敲除小鼠模型,结合单细胞测序技术解析其在不同肾小管细胞亚群中的表达模式。临床转化方面,可借鉴靶向E2A转录因子的抑制剂设计经验,开发新型TCF3调节剂,并通过肾活检样本验证生物标志物价值。
该研究为糖尿病肾病治疗提供了新思路:通过恢复Netrin-1表达或阻断TCF3-Netrin-1信号轴,可能同时改善自噬功能与纤维化进程。特别在早期肾病阶段,干预该通路可能延缓疾病进展,这对临床预后评估具有重要参考价值。
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