研究亮点
1. 循环中的载脂蛋白J(Apolipoprotein J,ApoJ)是一种来源于肝脏的分子伴侣蛋白,与2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)患者的肾功能障碍相关。
2. ApoJ在肾脏内的积聚会破坏TFEB介导的脂质稳态,加重糖尿病肾病(diabetic kidney disease,DKD)中的脂质沉积和肾纤维化。
3. 特异性敲除肝细胞ApoJ,或使用ApoJ拮抗剂MK53进行药物阻断,均可减少ApoJ在肾脏的积聚,恢复脂质平衡,并改善DKD病理改变。
4. 本研究提出了一条由肝脏到肾脏的致病轴,为糖尿病性肾损伤的发生发展提供了新的机制解释,并具有潜在治疗意义。
研究背景
糖尿病肾病(diabetic kidney disease,DKD)是全球终末期肾病的主要原因之一,其发生与包括肾组织异位脂质沉积在内的复杂代谢紊乱密切相关。近端肾小管上皮细胞(proximal tubular epithelial cells,PTECs)内的脂毒性被认为可通过诱导细胞损伤和纤维化,显著促进DKD进展。载脂蛋白J(Apolipoprotein J,ApoJ),又称clusterin,是一种多功能糖蛋白,主要由肝脏分泌,参与细胞应激反应和脂质转运。尽管既往研究提示其与全身代谢调控有关,但在本研究之前,ApoJ在肾脏脂质代谢及DKD发病机制中的具体作用仍不清楚。阐明ApoJ的机制性参与,有望为DKD治疗提供新的干预靶点,而目前该病的临床管理仍不理想。
研究设计
这项转化医学研究结合了临床观察、机制性分子实验和动物模型。研究者在201例2型糖尿病患者队列中测定了循环ApoJ水平,并采用Spearman相关分析评估ApoJ浓度与肾功能指标之间的关联。
机制研究通过对肾组织及在营养过剩条件下模拟糖尿病状态的近端肾小管上皮HK2细胞进行蛋白质组学分析获得。功能验证则通过体外ApoJ表达的增益和缺失实验完成。
在体内实验中,研究者使用组织特异性ApoJ敲除小鼠,尤其是肝细胞靶向ApoJ缺失小鼠,并结合标准小鼠DKD模型,探讨ApoJ的全身及肾脏效应。药理学研究则评估了ApoJ拮抗剂MK53逆转病理改变的能力。
研究终点包括肾脏组织学改变、脂质沉积指标、纤维化指标、自噬与泛素化通路分子标志物,以及肾功能参数。
主要发现
临床部分显示,在T2DM患者中,血浆ApoJ水平与肾功能恶化呈正相关,提示循环ApoJ与肾损伤之间存在致病联系。
在糖尿病小鼠模型中,肾小管内ApoJ表达显著上调并发生积聚,同时伴随脂质沉积增加以及提示肾损伤的结构性改变。蛋白质组学研究发现,ApoJ可干扰FBW7介导的哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)泛素化降解,从而导致mTOR持续激活。
机制上,激活的mTOR增强其与转录因子EB(transcription factor EB,TFEB)的相互作用;TFEB是溶酶体生物发生和自噬的核心调控因子。ApoJ介导的干扰削弱了TFEB的核转位及功能,从而降低脂质的自噬性清除,促进近端肾小管细胞内脂质失衡和纤维化。
肝细胞特异性ApoJ敲除小鼠缺乏循环ApoJ,因而避免了其在肾小管中的积聚。这些动物表现出对DKD表型的保护作用,包括脂质沉积减少和纤维化减轻。
使用ApoJ拮抗剂MK53进行药物干预后,TFEB介导的自噬通路重新激活,脂质稳态得以恢复,糖尿病小鼠的肾损伤显著减轻,显示出良好的转化医学应用潜力。
总体而言,这些结果揭示了一条新的肝-肾轴:来源于肝脏的ApoJ通过干扰关键细胞脂质调控机制,加重糖尿病性肾损伤。
专家点评
这些发现有力证明,靶向肝脏分泌蛋白ApoJ可以在糖尿病背景下调节肾脏病理改变。ApoJ在破坏TFEB驱动的自噬中的作用得以明确,也揭示了此前未被充分重视的分子串扰,即全身代谢紊乱与肾细胞脂毒性之间的联系。
遗传学与药理学两种策略的结合增强了因果推断,并凸显了ApoJ拮抗作为治疗策略的可行性。MK53因此成为值得进一步开发的潜在候选药物。
不过,本研究仍存在局限性,例如物种间差异的可能性,以及对细胞系和动物模型的依赖。未来仍需开展纵向临床研究,以确认ApoJ的作用,并验证其拮抗治疗在人类DKD中的安全性和有效性。
后续研究还应探索ApoJ相互作用是否影响其他代谢通路,并评估同时靶向mTOR/TFEB轴的联合治疗策略。
结论
本研究阐明了一种此前未被认识的病理生理机制:来源于肝脏的ApoJ在糖尿病肾脏中积聚,破坏TFEB介导的脂质稳态,促进肾纤维化和功能障碍。该肝-肾分子轴的发现加深了我们对DKD进展机制的理解,并为治疗提供了新的途径。使用MK53等ApoJ拮抗剂靶向ApoJ,有望恢复脂质平衡并减轻DKD中的肾损伤,从而回应糖尿病相关肾脏治疗中的重要未满足需求。
基金资助与ClinicalTrials.gov
原始研究发表于Diabetologia,并由相关国家科研机构资助。与MK53干预研究相关的临床试验注册信息尚在筹备中;目前的临床前验证为未来临床转化奠定了基础。
参考文献
1. Duan S, Qin N, Pi J, et al. Liver-to-kidney apolipoprotein J trans-accumulation exacerbates diabetic renal injury by disrupting TFEB-mediated lipid homeostasis. Diabetologia. 2026;69(10):2938-2956. PMID: 42467084.
2. Xu J, Wang F, Sun Y, et al. The role of autophagy in diabetic nephropathy. Diabetes Metab Syndr Obes. 2020;13:497-508. doi:10.2147/DMSO.S238491
3. Settembre C, Fraldi A, Medina DL, Ballabio A. Signals from the lysosome: a control centre for cellular clearance and energy metabolism. Nat Rev Mol Cell Biol. 2013;14(5):283-296. doi:10.1038/nrm3565
4. Lipid dysregulation and mTOR signaling in diabetic kidney disease. J Am Soc Nephrol. 2021;32(5):1062-1079.
5. Chen Y, Liu Y, Chen H, et al. Clusterin: a potential modulator in the pathogenesis of diabetic complications. Front Endocrinol. 2022;13:852698. doi:10.3389/fendo.2022.852698
