尿调蛋白和补体H因子相互作用机制研究

Uromodulin (UMOD) is specificlly expressed in kidney and associated with progression of chronic kidney disease. UMOD gene mutations can cause familial tubulointerstitial nephropathy, which is characterized by interstitial fibrosis. UMOD ablation mouse had more severe interstitial fibrosis than wild type group. The mechanism of UMOD involved in renal fibrosis was not undesrtand well. It was known that UMOD played roles in immuno-regulation and complements activation appeared to be important in renal fibrosis and progression of chronic kidney diease. Complement factor H (CFH) , as a importatnt inhibitive factor of complement activation, involved in renal fibrosis.CFH knockout mice presented more severe tubulointerstitial injury and less UMOD expression, suggested that UMOD may participate in renal fibrosis mediated by CFH. In our preliminary results, we found that UMOD and CFH had interaction. Thus in this study, we will investigate the characteristics of UMOD-CFH interaction and its influence on CFH function. ELISA binding assays, surface plasmon resonance, cryo electron microscopy etc will be used to detect the binding characteristics of UMOD and CFH, including normal UMOD, mutant UMOD, deglycosylated UMOD. This study will help us to understand the mechanisms of UMOD-CFH interaction and thus elabrate the role of uromodulin in the progression of chornic kidney disease.

尿调蛋白(UMOD)特异表达于肾脏, 和慢性肾脏病(CKD)进展相关。其基因突变可导致以慢性肾小管间质肾病为特点的家族性青少年型高尿酸血症肾病。UMOD基因敲除鼠模型肾间质纤维化严重。提示尿调蛋白在肾间质纤维化过程中起作用。UMOD有免疫调节功能，而补体活化在肾间质纤维化中起重要作用。补体H因子(CFH)基因敲除的小鼠，UMOD的分泌及肾组织表达减少，补体过度活化而造成肾小管间质炎症损伤，提示UMOD可能通过CFH影响肾间质纤维化进程。我们预实验发现UMOD和CFH之间有特异结合。本研究将探讨UMOD和CFH之间的相互作用特点。利用体外结合抑制实验,表面等离子共振，冷冻电镜等方法；通过分析正常，结构突变及糖基化异常的UMOD和CFH之间的结合特点，受何种病生理因素调节及这种结合对CFH功能的影响，阐明UMOD和CFH相互作用的机制，进一步明确尿调蛋白在CKD进展中的作用。

尿调蛋白(UMOD)特异表达于肾脏, 和慢性肾脏病(CKD)密切相关。UMOD有免疫调节功能，而补体活化在肾损伤进展中起重要作用，补体过度活化而造成肾小管间质炎症损伤。我 们前期研究中发现UMOD和CFH之间有特异结合，并增强CFH抑制补体活化的作用。本研究旨在通过一系列研究，深入探讨UMOD和CFH相互作用的特点，并在急性肾损伤的疾病状态下，研究UMOD和补体 H 因子之间相互作用的变化，进一步明确尿调蛋白在CKD进展中的作用。我们的研究发现UMOD的表皮生长样因子（EGF）的结构域是与补体H因子结合的重要功能区域，其结合系数约在×10-7M。利用基因克隆的方法可获得UMOD的片段，并且具有一定的功能。UMOD的修饰糖基唾液酸介导了UMOD和CFH因子的相互作用。去除唾液酸的UMOD和CFH因子的结合能力明显下降，并且UMOD失去了增强CFH抑制补体活化的能力。不同pH值结合钠离子浓度的变化可以调节CFH和UMOD的结合强度，提示UMOD和CFH的相互作用在生理和病理状态下均有重要意义。急性肾损伤（AKI）患者UMOD存在糖基化异常，特别是出现高甘露糖和岩藻糖基化增加。高分子量多天线聚糖减少。这种糖基化的改变，不仅有潜在可能作为发现AKI的早期生物标志物，并且发现UMOD上高甘露糖和岩藻糖基化的增加影响了UMOD与补体凝集素途径的结合，影响补体的活化，发现了新的作用途径。在此基础上建立UMOD基因敲除SD大鼠，并建立UMOD基因敲除糖尿病肾病大鼠模型。初步证实尿调蛋白在糖尿病肾病中起保护作用。该研究深入阐明了尿调蛋白和补体H因子的结合特点，和疾病的相关性，特别为尿调蛋白成为生物学标志物及治疗靶点提供了重要证据。为未来利用重组尿调蛋白的片段进行机制研究及疾病模型的治疗研究奠定了基础。

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