编者按
8月7~10日，中华医学会第二十一次内分泌学学术会议（CSE2024）于苏州成功召开并圆满闭幕。盛会期间，陆军军医大学第二附属（新桥）医院郑宏庭教授就团队在关于“脂质肾毒性与糖尿病肾病（DKD）”这一领域开展的系列研究成果展开了精彩讲述，本刊有幸邀请郑教授进行如下分享，邀君享阅。
一、DKD发病新机制
糖尿病发病率呈逐年上升趋势，糖尿病所致的慢性并发症严重危害公众健康。WHO发布的相关报告显示，近10年，我国因糖尿病导致的经济损失3.8万亿元，其中80%用于并发症的治疗。糖尿病所致的靶器官损伤是其糖尿病患者致残、致死的首要原因。糖尿病慢性并发症及靶器官损害主要包括糖尿病肾病、糖尿病视网膜病、糖尿病溃疡、糖尿病心肌病、糖尿病并发肌萎缩及并发脂肪肝。
DKD是指由糖尿病所致的慢性肾脏疾病（CKD），是糖尿病主要的微血管并发症之一。DKD和糖代谢紊乱、血流动力学异常、炎症、氧化应激等密切相关。已知DKD主要病理机制涉及：糖代谢紊乱（AGEs生成、多元醇通路活化）、血流动力学改变（高血压和肾小球高压、GFR增加）、炎症反应（细胞因子和趋化因子、免疫细胞浸润）以及氧化应激（自由基生成、抗氧化系统受损）。
近年来，脂质肾毒性（Renal lipotoxicity）是新近受关注的DKD致病机制。
二、脂质肾毒性
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脂质肾毒性定义及机制探索
脂质肾毒性是指脂质代谢异常导致脂质在肾脏细胞中积累，引起肾脏细胞损伤和功能障碍的病理过程。
脂质肾毒性与血脂升高引起的肾脏损伤的机制不同，后者主要通过促肾血管病变等多种途径间接导致肾损伤。生理情况下，肾脏以葡萄糖供能为主，很少有脂质沉积于肾脏。而病理条件下，脂质的肾脏沉积与血脂浓度没有直接关联。
DKD时，胰岛素抵抗导致葡萄糖利用障碍并使能量底物向脂质倾斜（图1）。研究表明，脂质肾毒性主要发生在足细胞和肾小管上皮细胞，其导致肾小球滤过膜和肾小管损伤，从而参与DKD进展。而肾小球系膜细胞对脂质沉积相对不敏感，但可以在足细胞和肾小管损伤后发生继发性损伤，导致肾小球硬化，但脂质在肾脏沉积的原因目前尚未阐明。
图1. 胰岛素抵抗-葡萄糖利用障碍-能量底物向脂质倾斜
脂质肾毒性目前认为主要发生于足细胞、肾小管上皮细胞，它的恶性循环是从滤过膜、肾小管—肾小球（图2）。
图2. 脂质肾毒性的恶性循环
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脂质肾毒性逐渐受到关注
早期DKD病理机制研究多集中于肾小球损伤（系膜细胞），通常被认为是DKD的初始病变，导致蛋白尿的出现，而随着对该领域研究的深入，滤过屏障（足细胞丢失与功能障碍）、肾小管病变（上皮细胞损伤与间质纤维化）在DKD发生发展中的重要作用逐渐被揭示，并被认为是DKD肾功能恶化的重要原因。
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脂质肾毒性的诊断与治疗
目前尚无针对脂质肾毒性的诊断指标和干预药物。临床常规病理做HE/PAS/Masson染色，不做油红染色，只在怀疑有脂质沉积病变（如脂蛋白肾病、肾小管脂肪变性等）时，才会考虑进行油红染色以明确诊断。因此，郑教授团队建议扩大临床中冰冻切片的采集以检测肾脏脂质沉积。
目前临床上对DKD有改善作用的临床药物如SGLT2i、GLP-1Ra、非奈利酮均被报道可改善肾脏脂毒性。
图3. 基础研究中脂质肾毒性的markers
三、DKD的潜在治疗靶点——Dock5缺乏
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胞质分裂蛋白5（Dock5）主要在足细胞表达，且与脂质代谢相关
新近研究发现SGLT2i可改善足细胞脂毒性。基于此，郑教授团队开展了相关探索研究：将SGLT2i处理足细胞的差异表达基因DEGs与DKD取交集，共发现15个重叠基因，其中8个呈反向变化，在这8个基因中，Dock5呈足细胞特异性高表达。
团队研究还发现，在DKD、局灶节段性肾小球硬化（FSGS）患者及动物模型中Dock5的表达降低，且与肾功能密切相关。
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足细胞特异性Dock5敲除加重足细胞损伤与DKD进展
Dock5 flox与podocin-Cre小鼠杂交，以获得足细胞特异性Dock5敲除cKO（条件性基因敲除）小鼠，HFD/STZ构建DKD模型；DKD cKO不影响血糖，但加重KW/BW、UACR、肾小球球部病理改变（PAS、Masson）、滤过屏障结构异常（电镜示：基底膜增厚、足突融合，WT1染色：示足细胞丢失）（图4）。
图4. 足细胞特异性Dock5敲除加重足细胞损伤与DKD进展
同样，在体外以高糖高脂（HG和PA）处理足细胞系（MCP5），团队研究发现Dock5敲低显著加重细胞毒性、线粒体功能障碍和肌动蛋白细胞骨架重塑。在另一种蛋白尿肾病模型——局灶节段性肾小球硬化FSGS（ADR建模）中，Dock5 cKO可复现DKD模型中cKO的表型（加重的KW/BW、UACR、肾小球球部病理、滤过屏障超微结构异常、足细胞丢失）。
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足细胞特异性Dock5敲除促进CD36介导的足细胞脂肪酸摄取
基于团队之前使用SGLT2i（据报道可以改善足细胞脂质毒性）的筛选研究结论，郑教授团队评估了Dock5缺乏对足细胞脂质代谢的影响，进而发现：
（1）DKD cKO显著加重足细胞脂质沉积（油红O、脂滴marker Adipophilin染色），LC/MS脂质谱示沉积脂质类型主要为游离脂肪酸FFA和甘油三酯TG（而不是胆固醇和磷脂），提示Dock5主要调控足细胞脂肪酸代谢。
（2）DKD cKO调控的脂肪酸代谢过程主要为脂质摄取，而非脂质合成与分解。
（3）足细胞脂质摄取主要由CD36介导。采用CD36抑制剂SSO处理足细胞可废除Dock5缺乏促进的脂质摄取、脂质沉积、细胞毒性、线粒体功能障碍（ROS生成增加、ATP生成、膜电位异常）以及细胞骨架重塑，提示Dock5缺乏通过上调CD36介导的足细胞脂肪酸摄取致足细胞脂质沉积与损伤。
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Dock5通过LXRα调控CD36
（1）Dock5如何调控CD36？
郑教授团队通过研究发现Dock5可同时在mRNA和蛋白水平调控CD36，提示其为转录调控，进而在多个对CD36有潜在调控作用的转录因子TFs中进行筛选，发现LXRα可能是介导Dock5调控CD36的关键。
此外，体内实验发现，敲低LXRα可废除Dock5 cKO加重的足细胞脂质沉积、损伤与DKD进展。在体外实验中，LXRα抑制剂GSK2033可废除Dock5敲低加重的足细胞脂质摄取、摄取相关基因表达以及脂质沉积；ChIP及Luciferase实验证实LXRα可与CD36启动子的DR-7区域相结合；
上述结果提示：Dock5调控CD36主要经由转录因子——LXRα。
（2）Dock5如何调控LXRα？
郑教授团队对于Dock5如何调控LXRα进行了更深一步的探索，发现Dock5可同时调控LXRα的mRNA和蛋白水平，近期研究发现LXRα的mRNA和蛋白水平可受m6A reader YTHDF2介导的mRNA降解所调控；在足细胞，YTHDF2的确可结合到LXRα mRNA并调控其降解，而转入YTHDF2突变质粒（调控m6A）可废除Dock5调控的LXRα mRNA及蛋白表达，提示Dock5可能通过YTHDF2介导的m6A依赖性 mRNA 降解抑制LXRα的表达。
进一步，团队采用基于CRISPR Cas9的m6A编辑系统，再次确定了LXRα mRNA的m6A修饰是介导Dock5/YTHDF2调节LXRα mRNA降解的关键。
（3）Dock5如何调控YTHDF2？
在足细胞，Dock5调控YTHDF2在蛋白水平而不在mRNA水平，提示为翻译后调控；Co-IP提示两者蛋白可以直接结合；既往研究提示YTHDF2蛋白可经蛋白酶体途径降解，我们发现蛋白酶体抑制剂MG132可废除Dock5调控的YTHDF2蛋白表达；敲低Dock5缩短YTHDF2蛋白半衰期并增加其泛素化水平，提示Dock5缺乏促进泛素-蛋白酶体途径介导的YTHDF2蛋白降解。
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恢复Dock5表达改善足细胞脂质沉积及损伤，延缓DKD进展
在db/db DKD小鼠模型中，恢复Dock5表达，显著改善KW/BW、UACR、肾小球球部病理改变、滤过屏障超微结构改变（基底膜增厚、足细胞足突融合、数量减少）、足细胞脂质沉积，YTHDF2/LXRα/CD36信号通路也呈相应改变。
四、小结
综上所述，在肾脏多种细胞中，足细胞对脂质积累尤为敏感，最近已被认为是糖尿病肾病DKD、局灶节段性肾小球硬化FSGS进展中的一个关键病理过程，然而，其潜在机制尚不清楚。郑教授团队开展的系列研究筛选出足细胞特异性高表达的Dock5与足细胞脂质毒性密切相关。其表达在蛋白尿性肾病患者和小鼠模型中均降低。足细胞特异性敲除Dock5可通过调节LXRα/CD36信号通路介导的脂肪酸摄取，加剧蛋白尿性肾病中的足细胞损伤和肾小球病理改变。具体来说，Dock5缺乏以m6A依赖的方式上调LXRα，增强了CD36介导的足细胞脂肪酸摄取。此外，恢复Dock5表达改善了足细胞损伤和DKD进展。
郑教授团队相关研究表明，Dock5缺乏可能是足细胞脂质毒性形成的一个关键因素，这可能是DKD的潜在治疗靶点。
专家简介
郑宏庭 教授
陆军军医大学第二附属医院（新桥医院）内分泌科主任
全军临床重点专科主任、重庆市高校重点实验室主任
国家杰出青年科学基金、国自然重点项目获得者
重庆市内分泌专委会主任委员
重庆市第五届人大代表、享受国务院政府特殊津贴
中华医学会内分泌学分会全国委员
中国医师协会内分泌代谢科医师分会全国委员
重庆市医学会内分泌学分会主任委员
JCEM、中华内分泌代谢杂志、中华糖尿病杂志、生理学报编委
主持国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金重点项目等重大课题20余项，累计科研经费4000余万元。获2019年度重庆市科技进步一等奖（1）、2019年CODHy Young Scientist Award（1）、2018年中国糖尿病十大研究奖（1）、2016年中国糖尿病十大研究奖（1）等奖项。以通讯作者在Science Transl Med，Advanced Science，Trends Endocrin Met，EMBO Mol Med，Hepatology，Diabetes，JCEM，EbioMedicine等期刊发表论文多篇，其中4篇入选F1000。
