2023年11月11日，山東大學基礎醫(yī)學院易凡教授、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，促進糖尿病腎病（DKD）足細胞損傷，提示CCDC92可能是DKD足細胞損傷的潛在生物標志物，靶向CCDC92可能是DKD患者有效的創(chuàng)新治療策略。
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基因信息
Ccdc92：含螺旋結(jié)構(gòu)域(CCDC)蛋白家族新成員；
Abca1：ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運體A1
實驗動物
DKD小鼠，podocin-Cre Ccdc92fl/fl小鼠
病毒產(chǎn)品
AAV9-Nphs1-Ccdc92
AAV9-Nphs1-shAbca1
病毒滴度
1×1013IU/μL
注射方式
腎實質(zhì)內(nèi)注射
注射體積
一點10-20μL，另一點5-10μL
01研究背景
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)的常見原因，但目前預防和治療DKD的方案有限。足細胞損傷被認為是導致DKD的重要早期事件，盡管在了解足細胞損傷的機制方面取得了相當大的進展，但臨床上還沒有細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在腎臟中的表達模式和作用尚不清楚。
02研究結(jié)果
1、糖尿病足細胞顯著誘導CCDC92
首先，作者通過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質(zhì)細胞中表達。進一步通過免疫組化染色評估了CCDC92在全腎中的表達模式，發(fā)現(xiàn)CCDC92在db/db小鼠腎小球中顯著上調(diào)，而在小管中無明顯變化。免疫熒光(IF)結(jié)果顯示，與對照組相比，糖尿病小鼠足細胞中CCDC92的表達更豐富，表明CCDC92可能參與DKD足細胞損傷。在體外，用DKD患者血清處理足細胞后，CCDC92的表達顯著增加。將足細胞暴露于高糖(HG)和氧化低密度脂蛋白(oxLDL)中，均誘導了CCDC92表達。與體內(nèi)研究一致，高糖處理后NRK-52E中CCDC92的表達沒有明顯變化，說明CCDC92可能參與了糖尿病條件下足細胞損傷。此外，DKD患者腎活檢中CCDC92表達上調(diào)。
圖1. CCDC92在不同模型糖尿病足細胞中均有顯著的誘導作用
2、足細胞特異性Ccdc92缺失減輕糖尿病小鼠腎損傷
為進一步闡明CCDC92在糖尿病足細胞中的作用，作者利用Cre-LoxP重組系統(tǒng)產(chǎn)生了足細胞特異性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)學檢查顯示，db/db/Cre+/Ccdc92+/+組小鼠腎小球及足細胞損傷，表現(xiàn)為腎小球基底膜(GBM)增厚、足細胞足突增寬和消失，而db/db/Cre+/Ccdc92fl/fl組小鼠腎小球及足細胞損傷均有所減輕。此外，Ccdc92缺失恢復了糖尿病小鼠離體腎小球中關(guān)鍵足細胞分化標志物的表達。在STZ/HFD誘導的糖尿病小鼠中，進一步證實了CCDC92缺乏對足細胞的保護作用。
圖2. 足細胞特異性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誘導的DKD小鼠，在小鼠腎小球和足細胞中特異性過表達Ccdc92。正常情況下，AAV-Ccdc92小鼠尿白蛋白排泄和腎小球系膜擴張無明顯變化，然而，Ccdc92在足細胞中的過表達增加了腎小球，尤其是足細胞中的蛋白尿、系膜擴張、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胞脂肪毒性損傷。
圖3. Ccdc92過表達加重糖尿病小鼠足細胞損傷
4、糖尿病條件下，Ccdc92缺乏通過上調(diào)足細胞中ABCA1來減少細胞內(nèi)脂質(zhì)積累
基于脂質(zhì)組學分析，CCDC92參與糖尿病足細胞的脂質(zhì)代謝，作者評估了脂質(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。實驗進一步證實，Ccdc92缺乏可提高糖尿病小鼠腎小球和足細胞中ABCA1蛋白水平。腎小球中ABCA1的表達與脂質(zhì)積累和足細胞損傷呈負相關(guān)，CCDC92水平與ABCA1呈負相關(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介導的足細胞脂毒性損傷。為進一步研究ABCA1是否是連接CCDC92和DKD足細胞損傷的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，通過腎實質(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和足細胞損傷，足細胞中Abca1的敲低可以抵消Ccdc92缺失的影響。作者進一步證明Abca1基因沉默上調(diào)腎小球和條件永生化人足細胞的異位脂質(zhì)沉積，從而消除了Ccdc92缺乏在糖尿病條件下的保護作用。
圖4. 足細胞Abca1敲低可抵消Ccdc92缺失對DKD小鼠足細胞脂毒性的保護作用
03結(jié)論
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，在一定程度上通過調(diào)節(jié)ABCA1表達來促進足細胞和腎小球損傷。CCDC92有望成為DKD足細胞損傷的潛在生物標志物，基因或藥理學靶向CCDC92可能為DKD和其他腎小球疾病的治療提供新的途徑。