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PIK3CA基因编码的PI3Kα是一种广泛表达的脂质激酶,其在调控细胞增殖、存活和代谢的信号通路中起着至关重要的作用。临床上发现患者中存在PIK3CA基因的体细胞功能获得性突变,即PIK3CA相关过度生长综合征(PROS)。患有PROS的个体通常表现出复杂的组织畸形,如血管异常、脂肪组织紊乱、肌肉肥大和骨骼变形。有PROS患者伴发蛋白尿,但PIK3CA功能获得性突变在肾脏疾病中的作用尚不明确。来自法国Université Paris Cité的Guillaume Canaud团队于2024年6月在Journal of Clinical Investigation上发表题为“PIK3CA inhibition in models of proliferative glomerulonephritis and lupus nephritis”的文章,研究构建了足细胞特异的PIK3CA功能获得性突变小鼠模型,发现抑制PIK3CA可减轻肾小球病变,提示PI3Kα是增殖性肾小球肾炎的潜在治疗靶点。
临床研究发现有一名PROS病人伴有肾功能异常,在给予PI3Kα抑制剂alpelisib治疗PROS的同时其肾功能和蛋白尿也得到改善。于是,作者探讨这一病人的肾脏中是否也存在PIK3CA突变,结果发现PIK3CA突变存在于各种类型的肾小球细胞中,包括足细胞(图1)。考虑到患者的肾功能不全,给予alpelisib后蛋白尿减少,作者在足细胞中构建了PIK3CA功能获得性突变的小鼠模型(PIK3CAPod-HET)。小鼠在3个月后逐渐出现蛋白尿,肾功能缓慢下降。同时,足细胞肥大,足细胞分化标志物WT1丧失,细胞增殖(图1)。与杂合子小鼠PIK3CAPod-HET相比,PIK3CAPod-HO纯合子小鼠会表现出更严重的损伤。以上结果表明,足细胞中PI3Ka的过度激活会导致细胞的去分化和增殖,从而引起FSGS伴进行性蛋白尿和肾功能障碍,与患者中观察到的肾脏表型类似。
图1 足细胞PIK3CA突变会导致肾功能障碍
为了更好了解alpelisib对患者肾功能的作用,作者在PIK3CAPod-HET小鼠中进行相关研究。结果发现alpelisib治疗小鼠的蛋白尿减少,足细胞增殖也减少。在PIK3CAPod-HO小鼠中进行单侧肾脏切除术引起更严重的肾脏损伤,给予alpelisib治疗也可以改善肾功能(图2),提示alpelisib能够逆转足细胞中携带PIK3CA功能获得突变的小鼠模型中的肾损伤。
图2 alpelisib可减轻PIK3CAPod小鼠的肾损伤
作者观察到PIK3CAPod小鼠表现出类似于塌陷肾小球病变和毛细血管外疾病的特征。塌陷性肾小球病变可作为原发性疾病或其他疾病的继发性表现发生;月牙状肾小球肾炎是严重自身免疫性疾病的标志,如狼疮肾炎和抗中性粒细胞胞浆抗体(ANCA)血管炎。因此,接下来作者探讨PI3K是否可以作为治疗狼疮肾炎的靶点。
以往研究发现PIK3CA基因编码PI3K的α亚基可以通过影响PDK1激酶的招募,使得AKT磷酸化从而激活下游反应。研究人员首先检测病人样本中这一信号通路是否活化,结果显示p-AKT表达升高(图3)。接着,研究人员使用狼疮肾炎小鼠模型NZBWF1/J探讨alpelisib的作用,由于小鼠的病情严重程度和病程变化很大,作者采用单侧肾切除术以规范变异性,加速疾病进展。结果显示alpelisib治疗小鼠的蛋白尿和血尿素氮水平显著降低,肾小球病变减轻(图3)。以上结果表明alpelisib可以减缓狼疮肾炎疾病进展。此外,作者还在塌陷性肾小球病变小鼠模型中也探讨了alpelisib的作用,其也可以减轻疾病小鼠的肾小球病变。
图3 抑制PI3K可以减轻狼疮肾炎小鼠的肾小球病变
文章结论与展望
总的来说,本研究发现患者的肾小球细胞中携带PIK3CA体细胞获得性功能突变,使用小鼠模型证明了PIK3CA在足细胞增殖、肥大和月牙形成中起关键作用。PI3Kα抑制剂alpelisib可以减轻肾小球病变,改善肾功能。近年来,针对足细胞的肾脏疾病治疗一直备受关注,这一研究提示PI3Kα是增殖性肾小球肾炎的潜在治疗方法。但增殖性肾小球肾炎中PI3Kα活化的机制仍有待探讨。
来源:KidneyCode
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