腺苷酸活化蛋白激酶通过抑制 mTOR 信号通路缓解糖尿病大鼠肾脏细胞外基质沉积

目的：高糖高脂饮食加小剂量链脲佐菌素（streptozocin ，STZ）诱导大鼠糖尿病模型，尾静脉注射人重组腺相关病毒介导的截断突变型腺苷酸活化蛋白激酶基因AMPK‐CA（AMPKα1312，T172 D），观察AMPK基因治疗对糖尿病大鼠肾脏的保护作用并进行相关机制研究。方法24只雄性Wistar大鼠随机分为糖尿病组（n＝16）和普通饮食组（n＝8），糖尿病组以高糖高脂饮食加小剂量STZ诱导糖尿病模型，8周后再将其随机分为两组，分别经尾静脉导入表达持续激活型AMPK‐CA的重组腺相关病毒rAAV2‐AMPK‐CA和rAAV2‐GFP作为对照，观察12周后处死实验动物，留取肾脏组织。PAS染色观察比较各组大鼠肾脏的病理改变，Real‐time PCR法检测各组细胞外基质的 mRNA 水平变化， Western blot法检测Ⅳ型胶原蛋白α1（Col4α1）、腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）及磷酸化AMPK、磷酸化的乙酰辅酶A羧化酶（p‐ACC）、雷帕霉素靶蛋白（mTOR）、磷酸化的mTOR及其下游分子磷酸化水平改变。结果与正常对照组（C组）相比，转染rAAV2‐GFP组（GFP组）糖尿病大鼠肾脏内p‐AMPK和p‐ACC蛋白水平显著降低（均 P＜0.05）；与rAAV2‐GFP组相比，转染 rAAV2‐AMPK‐CA的糖尿病大鼠（CA组）体内p‐ACC表达活性显著升高，肾重/体重、肾小球体积、肾小球系膜基质增生等指标有明显改善，细胞外基质纤维连接蛋白（FN）、Col4α1、Col4α5 mRNA表达水平，以及Col4α1、信号分子p‐mTOR、磷酸化的真核延伸因子激酶2（p‐eEF2K）及磷酸化的起始因子4E结合蛋白1（p‐4EBP1）蛋白表达水平显著降低（均 P＜0.05）。结论 rAAV2介导的AMPK‐CA基因治疗可能通过增加糖尿病大鼠肾脏AMPK活性，抑制mTOR信号通路，缓解基质沉积，对糖尿病大鼠肾脏起保护作用。