Apelin-12 通过 p53/JAM-A 轴介导的机制保护肾小球内皮完整性，从而改善糖尿病肾病

《Tissue and Cell》：Apelin-12 Ameliorates Diabetic Nephropathy via p53/JAM-A Axis-Mediated Preservation of Glomerular Endothelial Integrity

糖尿病肾病（DN）的肾保护作用及机制：研究显示Apelin-12通过抑制p53/JAM-A轴减轻氧化应激，恢复db/db小鼠和HRGECs的JAM-A表达及内皮屏障功能，降低尿蛋白和血肌酐，改善肾功能，证实其作为DN治疗候选药物的价值。

　　

傅玉红|刘月|黄波|崔景秋

天津医科大学总医院内分泌与代谢疾病科，中国天津市和平区鞍山路154号，300052

摘要

糖尿病肾病（DN）的特点是内皮屏障严重受损，这导致血管通透性增加、白蛋白尿和进行性肾功能障碍。Apelin-12是一种内源性生物活性肽，由于其抗氧化和抗炎特性，在多种心血管和代谢疾病中显示出潜在的保护作用。本研究通过调节db/db小鼠和人肾小球内皮细胞（HRGECs）的氧化应激和内皮屏障功能障碍，探讨了Apelin-12对糖尿病肾病（DN）的肾保护作用。在糖尿病小鼠中，Apelin-12治疗显著改善了肾小球的氧化应激，恢复了JAM-A的表达，并提高了肾功能，表现为白蛋白尿和血清肌酐水平的降低。组织病理学分析证实了肾小球损伤的减轻。Apelin-12还保持了内皮标记物的表达，并减少了炎症，同时不影响血压或葡萄糖耐受性。在HRGECs中，Apelin-12减弱了高糖诱导的内皮屏障破坏，恢复了JAM-A的表达，激活了Nrf2/HO-1抗氧化通路，并抑制了p53的上调。值得注意的是，p53的过表达消除了Apelin-12对JAM-A表达和内皮完整性的保护作用，表明p53是这一通路中的关键介质。这些发现表明，Apelin-12通过对抗氧化应激和p53依赖的内皮功能障碍来延缓DN的进展，支持其作为治疗剂的潜力。该研究进一步建立了JAM-A和p53在糖尿病肾损伤中的机制联系，为DN的发病机制提供了新的见解。

引言

作为糖尿病的主要微血管并发症，糖尿病肾病（DN）现在是全球终末期肾病（ESRD）的主要原因。糖尿病肾病占全球ESRD病例的31.3%，在亚太地区的发病率尤为高，给医疗系统带来了沉重的负担（Ge等人，2020年；Liu等人，2022年；Zhao等人，2023年）。DN的发病机制表现为进行性的肾结构改变，包括肾小球肥大、系膜扩张、细胞外基质积聚和肾间质纤维化，这些变化直接与高血糖引起的代谢紊乱（如晚期糖基化终产物的积累）和血流动力学异常（如肾小球高血压）有关（Yamagishi等人，2007年；Bellier等人，2019年；Anderson，1990年）。DN的早期诊断依赖于检测白蛋白尿（尿白蛋白与肌酐比值≥30 mg/g），这反映了肾小球内皮屏障的功能障碍。血清肌酐水平的升高标志着疾病的进展，并与肾小球滤过率（eGFR < 60 ml/min/1.73 m2）的降低相关，证实了肾功能的下降（Bakris等人，2005年）。

保持肾小球内皮屏障的完整性对正常的肾功能至关重要，其破坏是DN发展的关键病理事件（Lora Gil等人，2020年）。这一屏障由内皮细胞、肾小球基底膜和足细胞组成，依赖于特殊的细胞间连接复合体来限制大分子的渗透，尤其是白蛋白（Camici，2005年；Itoh等人，2014年；Kim等人，2023年）。内皮细胞连接的破坏被认为是DN中蛋白尿的核心机制。在连接成分中，连接粘附分子A（JAM-A，由F11R编码），作为免疫球蛋白超家族的成员，起着关键的紧密连接成分作用，介导同型细胞间的粘附并调节细胞旁通透性（Weber等人，2007年）。其调节作用与其他在DN中失调的连接蛋白（如ZO-1和occludin）相似（Hwang等人，2013年；Tang等人，2021年）。尽管关于JAM-A在DN中作用的直接证据有限，但对其在维持内皮屏障完整性中的潜在重要性的研究提供了支持（Mandell等人，2006年；Ebnet等人，2003年）。

此外，氧化应激和炎症被认为是DN发展的关键原因。糖尿病高血糖会导致活性氧（ROS）的过度产生，从而对肾组织造成氧化损伤（如谷胱甘肽耗竭和8-羟基-2'-脱氧鸟苷水平升高），这加剧了内皮功能障碍和肾损伤（Ishikawa等人，2012年）。此外，通常与细胞周期停滞和死亡相关的转录因子p53在DN中增加，促进了炎症反应和细胞衰老。动物研究表明，p53的缺失可能会减缓DN的发展；然而，其在内皮屏障功能障碍中的确切作用尚不清楚（Yaribeygi等人，2018年；Ma等人，2019年）。

Apelin-12是一种从apelin前体蛋白衍生的生物活性肽，通过与G蛋白偶联受体APJ（apelin受体）相互作用发挥其作用（Pisarenko和Studneva，2023年）。大量研究表明，这种肽在多种器官系统中具有保护作用，尤其是在心血管和肾脏系统中。Apelin-12通过抑制自由基氧化、减少心肌缺血-再灌注期间的ROS产生、增强抗氧化酶SOD的活性以及激活RISK级联反应中的MEK1/2和PI3K来提供心血管保护，从而减少心肌梗死面积并改善左心室代谢恢复（Pisarenko和Studneva，2023年）。在高糖诱导的糖尿病血管病变（HMEC-1损伤）中，作为miR-503靶点的Apelin-12通过抑制凋亡、减少促炎细胞因子和通过抑制JNK和p38MAPK信号通路来减轻氧化应激而发挥保护作用（Chen等人，2020年）。在肾脏疾病中，随着免疫球蛋白A肾病的肾纤维化加重，Apelin-12水平下降，这表明其在评估肾纤维化严重程度方面具有很高的诊断价值。它还通过经典Smads信号通路抑制肾小管上皮-间充质转化，同时通过一氧化氮的上调和抑制血管平滑肌增殖发挥血管扩张作用（Wu等人，2021年）。然而，Apelin-12在维持肾小球内皮屏障完整性方面的潜在作用，特别是通过调节JAM-A等紧密连接蛋白的作用，仍需进一步研究。

本研究旨在阐明Apelin-12对糖尿病引起的肾损伤的肾保护作用及其机制途径。我们假设Apelin-12可以改善肾功能障碍、减少氧化应激、通过恢复JAM-A的表达来保持肾小球内皮屏障的完整性，这些效应可能通过调节p53来实现。通过明确Apelin-12在DN中的作用和机制，本研究旨在为开发创新的DN治疗干预措施提供理论基础。

部分摘要

动物模型和伦理合规性

来自Jackson实验室的10周龄雄性瘦素突变C57BL/6小鼠（db/db，库存编号000697）和瘦素杂合对照小鼠（db/+, 库存编号000697）。实验程序获得了天津医科大学总医院机构动物护理和使用委员会的批准。所有动物实验均符合ARRIVE指南，并按照美国国立卫生研究院关于实验室动物护理和使用的指南进行（NIH）

Apelin-12减轻db/db小鼠肾小球组织中的氧化应激

为了研究Apelin-12对糖尿病肾损伤中氧化应激的影响，10周龄的雄性db/db小鼠（瘦素缺乏型糖尿病模型）每天接受Apelin-12治疗（15 μg/kg体重，腹腔注射），持续35天。db+/+小鼠（瘦素杂合型，正常对照）和接受生理盐水治疗的db/db小鼠作为对照。分析肾小球组织中的氧化应激标志物。与db+/+小鼠相比，db/db小鼠的谷胱甘肽（GSH）水平显著降低

讨论

本研究发现了Apelin-12在糖尿病肾病（DN）中的新保护机制，表明它通过减少氧化应激、保持肾小球内皮屏障的完整性和恢复连接粘附分子A（JAM-A）的表达来改善肾功能障碍，其中p53起着关键中介作用。我们的发现超越了之前的报告，提供了全面的病理学、功能学和机制学证据。我们证明Apelin-12可以

结论

总之，Apelin-12主要通过抑制p53/JAM-A轴来保护肾脏，从而恢复内皮屏障的完整性并减少氧化应激。我们的发现表明，Apelin-12还可以减轻肾小球组织病理损伤、保持内皮标记物，并抑制炎症，而不受血流动力学或代谢变化的影响。因此，这里发现的p53/JAM-A轴是一个新颖且有前景的治疗靶点，可用于

伦理治疗

本研究的伦理监督由天津医科大学总医院的医学伦理委员会负责。在每位参与者参与之前，均已获得书面同意。血液采集和数据处理遵循《赫尔辛基宣言》规定的伦理标准。

CRediT作者贡献声明

刘月：数据管理、研究、方法学、软件、撰写——审阅与编辑。傅玉红：概念构思、研究、方法学、项目管理、资源获取、软件、验证、可视化、撰写——审阅与编辑。崔景秋：概念构思、数据管理、正式分析、资金获取、方法学、项目管理、软件、监督、可视化、撰写——初稿、撰写——审阅与编辑。黄波：研究、资源获取

致谢

本研究得到了“国家自然科学基金（编号82070854）”的支持。