维甲酸受体反应蛋白1（RARRES1）通过可溶性剪切体抑制NF-ҝB通路激活并保护肾脏炎性损伤的作用与机制

Inflammation plays a critical role in the initiation and progression of renal fibrosis in chronic kidney disease (CKD). However, anti-inflammatory treatment options are very limited. Our preliminary studies demonstrate that the retinoic acid receptor responder 1 protein (RARRES1) expression is increased in the kidney of CKD early stage patients. This transmembrane protein can be cleaved into soluble form, which can significantly inhibit NF-ҝB activity in kidney cells. Therefore, we hypothesize that " soluble form of RARRES1 can protect kidney from inflammatory injury through inhibition of NF-ҝB activation". To test this, 1) we will perform the correlation analysis between the expression of RARRES1 and inflammatory factors on the isolated samples from CKD early stage patients and healthy control; 2) we will confirm the inhibitory effect of RARRES1 on NF-ҝB signaling pathway; 3) we will determine the mechanism by which the soluble form of RARRES1 inhibits NF-ҝB activation; 4) we will validate the protective effect of RARRES1 on renal inflammation and injury by using RARRES1 overexpression and ShRNA silencing animal model.We aim to elucidate the function and mechanism of soluble form of RARRES1 on renal inflammation and injury and hope to provide a novel drug target for anti-inflammatory treatment in patients with CKD.

炎症是慢性肾脏病(CKD)纤维化起始和恶化的关键因素,然而CKD的抗炎治疗手段却非常有限.本课题组前期研究发现维甲酸受体反应蛋白1(RARRES1)在CKD疾病早期表达上调,RARRES1作为跨膜蛋白可被剪切而具有可溶性剪切体,且其可明显抑制NF-ҝB通路激活。因此,本课题提出 “RARRES1通过可溶性剪切体抑制NF-ҝB通路激活并保护肾脏炎性损伤”的假说。为证实上述假说,本课题将进一步明确:1)CKD疾病早期RARRES1表达与炎症因子表达的相关性;2)RARRES1对NF-ҝB信号通路激活的抑制作用;3)抑制NF-ҝB信号通路的RARRES1剪切体形式及其抑制NF-ҝB信号通路的机制;4)RARRES1过表达和基因沉默动物模型中,RARRES1对肾脏炎性损伤的保护作用。本研究有助于阐明RARRES1的剪切体形式及其在肾脏炎性损伤中的保护机制,从而为CKD的抗炎治疗提供新的靶点。

慢性肾脏病的患病率达10.8%，肾小球疾病占绝大部分。足细胞损伤是肾小球疾病的关键事件，但其损伤机制不明确。.本课题前期研究发现维甲酸受体反应蛋白1（RARRES1）在CKD患者中表达上调，且其基因表达与肾功能水平呈负相关、可以预测CKD的肾脏预后，RARRES1基因表达越高肾脏预后越差。单细胞测序结果提示RARRES1在小鼠足细胞特异性表达，免疫组化提示DKD和FSGS患者足细胞表达RARRES1明显上调。RARRES1作为膜蛋白，可在N末端被剪切产生可溶性蛋白。进一步采用缩减法，发现RARRES1的特异性剪切位点在第70位氨基酸（N），将其突变为”A“或”D“后，可以阻止RARRES1被剪切。同时发现RARRES1有促进足细胞凋亡的作用，且其促凋亡作用依赖对蛋白的剪切。MMP可能介导了RARRES1的剪切。可溶性RARRES1的促凋亡机制可能为：被胞吞后与细胞质定位的RIOK-1相互作用、促进p53磷酸化、导致足细胞凋亡。足细胞过表达野生型RARRES1，蛋白尿显著增加、足突增宽、肾小球硬化、足细胞凋亡增加、足细胞数量减少；而剪切突变体RARRES1的作用和正常对照相当。相反，足细胞特异性敲减RARRES1可以有效缓解阿霉素诱导的FSGS小鼠肾损伤，表现为蛋白尿减少、足细胞凋亡减少、足细胞数量增加等。.由此，得出研究结论：CKD时足细胞表达RARRES1增加，其被MMP剪切为可溶性蛋白，进而被胞吞、与细胞质定位的RIOK-1相互作用，引起p53磷酸化，促进足细胞凋亡，加重FSGS和DKD的疾病进展。. 维甲酸被证明对多种肾脏疾病的动物模型（MCD、FSGS、系膜增殖性肾小球肾炎、抗GBM肾炎、糖尿病肾病、急性肾损伤等）有保护作用，可以抑制炎症、调节M1和M2巨噬细胞的平衡、减少TGF-b的核集聚、促进壁层上皮细胞转分化至足细胞、抑制足细胞增殖和去分化等。然而在治疗肾脏疾病的临床转化中却因副作用大而受阻。本研究揭示了维甲酸诱导产生的RARRES1可能是其产生副作用的原因。本研究解释了维甲酸产生副作用的原因，因此阻断RARRES1的剪切和胞吞有望提高维甲酸在肾脏疾病中的治疗效果；MMPs的特异性抑制剂可能阻断RARRES1所致的足细胞损伤，提高维甲酸对肾脏疾病的治疗效果。

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