2023年11月11日，山东大学基础医学院易凡教授、王姿颖教授和助理研究员刘敏博士在Metabolism Clinical and Experimental，IF 9.8上在线发表了题为“CCDC92 deficiency ameliorates podocyte lipotoxicity in diabetic kidney disease”的研究成果，表明CCDC92作为一种新的脂质稳态调节剂，促进糖尿病肾病（DKD）足细胞损伤，提示CCDC92可能是DKD足细胞损伤的潜在生物标志物，靶向CCDC92可能是DKD患者有效的创新治疗策略。
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基因信息
Ccdc92：含螺旋结构域(CCDC)蛋白家族新成员；
Abca1：ATP结合盒转运体A1
实验动物
DKD小鼠，podocin-Cre Ccdc92fl/fl小鼠
病毒产品
AAV9-Nphs1-Ccdc92
AAV9-Nphs1-shAbca1
病毒滴度
1×1013IU/μL
注射方式
肾实质内注射
注射体积
一点10-20μL，另一点5-10μL
01研究背景
糖尿病肾病(DKD)是糖尿病(DM)的主要微血管并发症之一，也是世界范围内终末期肾病(ESRD)的常见原因，但目前预防和治疗DKD的方案有限。足细胞损伤被认为是导致DKD的重要早期事件，尽管在了解足细胞损伤的机制方面取得了相当大的进展，但临床上还没有细胞特异性和有效的治疗方法。CCDC92是含螺旋结构域蛋白家族的新成员，被认为与脂质代谢、冠心病和2型糖尿病有关。然而，CCDC92在肾脏中的表达模式和作用尚不清楚。
02研究结果
1、糖尿病足细胞显著诱导CCDC92
首先，作者通过WB分析发现CCDC92在包括肾脏在内的离体灌流器官和各种肾实质细胞中表达。进一步通过免疫组化染色评估了CCDC92在全肾中的表达模式，发现CCDC92在db/db小鼠肾小球中显著上调，而在小管中无明显变化。免疫荧光(IF)结果显示，与对照组相比，糖尿病小鼠足细胞中CCDC92的表达更丰富，表明CCDC92可能参与DKD足细胞损伤。在体外，用DKD患者血清处理足细胞后，CCDC92的表达显著增加。将足细胞暴露于高糖(HG)和氧化低密度脂蛋白(oxLDL)中，均诱导了CCDC92表达。与体内研究一致，高糖处理后NRK-52E中CCDC92的表达没有明显变化，说明CCDC92可能参与了糖尿病条件下足细胞损伤。此外，DKD患者肾活检中CCDC92表达上调。
图1. CCDC92在不同模型糖尿病足细胞中均有显著的诱导作用
2、足细胞特异性Ccdc92缺失减轻糖尿病小鼠肾损伤
为进一步阐明CCDC92在糖尿病足细胞中的作用，作者利用Cre-LoxP重组系统产生了足细胞特异性CCDC92敲除小鼠（db/db/Cre+/Ccdc92fl/fl）在20周的随访中，发现db/db/Cre+/Ccdc92+/+小鼠出现蛋白尿，尿白蛋白与肌酐比值(UACR)水平较高，而db/db/Cre+/Ccdc92fl/fl小鼠的UACR水平低。形态学检查显示，db/db/Cre+/Ccdc92+/+组小鼠肾小球及足细胞损伤，表现为肾小球基底膜(GBM)增厚、足细胞足突增宽和消失，而db/db/Cre+/Ccdc92fl/fl组小鼠肾小球及足细胞损伤均有所减轻。此外，Ccdc92缺失恢复了糖尿病小鼠离体肾小球中关键足细胞分化标志物的表达。在STZ/HFD诱导的糖尿病小鼠中，进一步证实了CCDC92缺乏对足细胞的保护作用。
图2. 足细胞特异性Ccdc92缺失减轻糖尿病小鼠肾损伤
3、CCDC92有助于糖尿病患者足细胞脂毒性
作者研究发现与db/db/Cre+/Ccdc92+/+小鼠相比，db/db/Cre+/Ccdc92fl/fl小鼠肾小球中的中性脂沉积更少，足细胞中的脂滴也较少。Ccdc92基因沉默显著降低了HG处理下HPC中胆固醇酯(CE)、游离脂肪酸(FFA)和甘油三酯(TG)的水平。为进一步研究CCDC92的作用，作者利用携带Ccdc92基因的AAV9感染STZ/ HFD诱导的DKD小鼠，在小鼠肾小球和足细胞中特异性过表达Ccdc92。正常情况下，AAV-Ccdc92小鼠尿白蛋白排泄和肾小球系膜扩张无明显变化，然而，Ccdc92在足细胞中的过表达增加了肾小球，尤其是足细胞中的蛋白尿、系膜扩张、足突融合和脱离以及脂质积累，表明Ccdc92加重了糖尿病小鼠足细胞脂肪毒性损伤。
图3. Ccdc92过表达加重糖尿病小鼠足细胞损伤
4、糖尿病条件下，Ccdc92缺乏通过上调足细胞中ABCA1来减少细胞内脂质积累
基于脂质组学分析，CCDC92参与糖尿病足细胞的脂质代谢，作者评估了脂质稳态调节中的一些关键分子的水平，发现Ccdc92基因沉默优先逆转了ABCA1的表达。实验进一步证实，Ccdc92缺乏可提高糖尿病小鼠肾小球和足细胞中ABCA1蛋白水平。肾小球中ABCA1的表达与脂质积累和足细胞损伤呈负相关，CCDC92水平与ABCA1呈负相关，并与DKD患者肾小球内脂质积累程度呈正相关，提示ABCA1可能参与了CCDC92介导的足细胞脂毒性损伤。为进一步研究ABCA1是否是连接CCDC92和DKD足细胞损伤的关键调节因子，通过肾实质内注射将AAV9-Nphs1-shAbca1传递到podocin-Cre Ccdc92fl/fl小鼠中，发现Ccdc92敲低可以减轻糖尿病患者的GBM和足细胞损伤，足细胞中Abca1的敲低可以抵消Ccdc92缺失的影响。作者进一步证明Abca1基因沉默上调肾小球和条件永生化人足细胞的异位脂质沉积，从而消除了Ccdc92缺乏在糖尿病条件下的保护作用。
图4. 足细胞Abca1敲低可抵消Ccdc92缺失对DKD小鼠足细胞脂毒性的保护作用
03结论
本研究首次证明CCDC92作为一种新的脂质稳态调节剂，在一定程度上通过调节ABCA1表达来促进足细胞和肾小球损伤。CCDC92有望成为DKD足细胞损伤的潜在生物标志物，基因或药理学靶向CCDC92可能为DKD和其他肾小球疾病的治疗提供新的途径。