DDX17調控上皮細胞間質轉化之腎臟纖維化研究

Abstract

"慢性腎臟病(chronic kidney disease, CKD)為腎臟受到損傷長達三個月以上無法恢復原有的結構與功能。具有很高的盛行率及死亡率。近年來許多研究指出，腎臟纖維化在CKD進展中扮演重要的角色會加速CKD的惡化並發展成末期腎臟病(End Stage Renal Disease, ESRD)。其中腎小管間質纖維化是最常見的，也是所有腎臟疾病導致CKD的致病機轉。在纖維化的過程中，上皮細胞間質轉換(epithelial-mesenchymal transition, EMT)會參與其中，將近端腎小管上皮細胞轉化成纖維母細胞，造成發炎及細胞外基質(extracellular matrix, ECM )的累積。在調控EMT的方面，乙型轉化生長因子(Transforming growth factor beta, TGF-β)是主要的途徑之一。此外內質網壓力(endoplasmic reticulum stress, ER stress)也會加速纖維化的發展。在實驗室過去的研究中，X-Box Binding Protein 1 (XBP1)的表現量在纖維化的過程中逐漸下降，並與纖維化呈現負相關。藉由蛋白質體學分析，在XBP1缺乏的人類腎臟近端腎小管上皮細胞(human proximal epithelial tubular cell, HK2)中，RNA解旋酶 DEAD-Box Helicase 17 (DDX17)的表現量降低。而DDX17參與在許多RNA的代謝、轉錄、轉譯等，是人體不可或缺的蛋白。先前研究顯示，DDX17會參與在EMT，調控其中的分子機制，但對於其在腎臟纖維化的作用仍需近一步的研究。因此本研究假設在腎臟纖維化過程中，XBP1會影響DDX17在EMT中的作用，並探討DDX17調控EMT在腎臟纖維化進展中扮演的角色。首先，使用PROMO預測XBP1 與DDX17間的調控，XBP1可能會結合在DDX17啟動子。我們發現XBP1s會結合DDX17的啟動子。接著，大量表現或抑制XBP1並不會對 DDX17的表達有太大的影響，因此認為XBP1可能不是主要調控的因子。在動物實驗中，使用單側輸尿管阻塞(unilateral ureteral obstruction, UUO)及單邊腎臟缺血再灌流損傷模式(unilateral ischemia/reperfusion injury, UIRI)來模擬纖維化的產生。發現DDX17的表現量會上升。在體外試驗，使用TGF-β誘導HK2細胞產生EMT中，DDX17的表現量也是上升。在大量表達DDX17後會上調纖連蛋白(Fibronectin)、膠原蛋白I, IV 型(Collagen I, IV)、TGF-β及轉錄因子(Snail Family Transcriptional Repressor 1, Snail)並下調密連蛋白(Claudin 1, CLDN1)。而DDX17的缺乏降低了由TGF-β誘導的纖維化相關基因。在UUO中發現到纖維化的組織DDX17會在核內表達，而使用核質分離與TGF-β處理下，DDX17在核內表現量上升。接著，在調控DDX17上，我們發現在腎纖維化進程中miR-30a-3p會被下調，藉由miRBase 與TargetScan的預測miR-30a-3p可能會結合在DDX17 3’UTR。而在大量表現miR-30a-3p會下調DDX17，相反抑制miR-30a-3p可以上調DDX17。綜合上述結果，本研究發現在纖維化過程中DDX17會受到miR-30a-3p的調控。而DDX17在腎纖維化進展中會大量表現在核內，影響EMT相關基因轉錄、轉譯。在減少DDX17的情況下可以降低EMT基因的表達進而減緩纖維化的產生。"