背景:糖尿病肾脏病(Diabetic kidney disease,DKD)是糖尿病常见的并发症之一,全世界大约30-40%的糖尿病患者并发糖尿病肾脏病,已成为影响糖尿病患者生命健康和生活质量的全球性公共卫生问题。目前,还没有彻底治愈DKD的方法,DKD患者最终进展至终末期,需要接受透析、肾移植甚至死亡。因此,发掘新的DKD防治策略至关重要。研究表明,肾脏内脂质异常蓄积会造成脂质毒性,引发肾小管上皮细胞凋亡,最终造成肾小管萎缩和肾小管间质纤维化,是DKD的主要发病原因之一。Adropin是Enho基因编码翻译的蛋白质,在能量平衡、葡萄糖和脂肪酸代谢调控中发挥重要的作用,低Adropin水平已被证明与DKD的风险相关,通过补充外源性Adropin可能是潜在DKD防治方法。Adropin在DKD病理生理学中的作用机制目前尚不完全清楚,是否参与调节脂质代谢是本研究重点之一。另外,蛋白质类药物稳定性差、靶向能力不足。通过有目的的蛋白修饰和优化药物载体,提高其临床疗效,减少给药剂量和频次,实现更好的靶向性和耐受性,已成为生物制药研究的热点。活性氧(Reactive oxygen species,ROS)响应药物载体具有高载药、特异性靶向和原位治疗的能力,能够实现精准治疗,是一种有前途的高效药物传递工具。ROS的过度积累是DKD的主要特征之一,通过合成ROS响应药物GBM Immunotherapy载体是提高Adropin等蛋白类药物治疗DKD效果的可行策略。因此,通过合成ROS响应CL13900体内Adropin纳米胶囊,以提高外源性Adropin靶向能力和治疗效果是本项研究的另一个重点。目的:(1)通过分析DKD临床患者血清Adropin水平和建立DKD体内外小鼠模型,从分子生物学、组织学等角度探讨Adropin在DKD中的表达及意义;(2)根据DKD微环境中高水平ROS特点,合成具有ROS响应能力的纳米胶囊负载Adropin(Ad@Gel),并评价Ad@Gel在体内外DKD小鼠模型的治疗作用和脂质代谢之间的关系。(3)通过敲低Nnat和过表达TSPO,探讨Ad@Gel是否通过Nnat/TSPO信号轴发挥治疗作用,为Ad@Gel改善DKD提供理论基础。方法:(1)从医院生物样本库调取112例2型糖尿病(T2DM)患者血清样本,使用ELISA法检测血清样本中Adropin蛋白水平,并进行临床数据分析;使用高糖诱导HK2细胞建立体外模型,高糖高脂联合链脲佐菌素建立小鼠DKD模型,评价Adropin治疗效果。(2)利用原位自由基共聚,将Adropin蛋白封装于纳米胶囊内制备Ad@Gel,透射电镜及傅立叶红外光谱验证纳米胶囊制备情况;通过载药量、ROS响应释放实验、细胞及体内毒性实验评估Ad@Gel材料学及生物学性能。(3)在DKD体内外模型中,与单纯Adropin或依那普利对比评估Ad@Gel治疗效果;使用流式细胞仪检测线粒体膜电位、qPCR检测mtDNA水平来分析Ad@Gel对线粒体功能的影响;使用油红O染色和Bodipy染色观察肾组织脂质蓄积、免疫荧光检测SREBP-1、ADRP脂质生成蛋白判断Ad@Gel对脂质代谢的作用。(4)在体内外使用免疫荧光来分析Nnat和TSPO蛋白表达,并在体内模型中使用慢病毒转染观察敲低Nnat或过表达TSPO后对Ad@Gel治疗效果的影响。结果:(1)与non-DKD组相比,DKD组患者血清Adropin水平显著降低;Logistic回归分析显示,血清低Adropin水平与DKD发生风险升高相关;补充外源性Adropin能够显著改善高糖对HK2的损害,在体内同样能改善DKD小鼠肾功能,然而改善作用不及阳性对照药依那普利;(2)透射电镜及傅立叶红外光谱证实Ad@Gel成功制备,最大载药率为27.05±1.59%,且能在高ROS微环境中稳定释放及体内外无毒性作用;(3)补充Ad@Gel能够显著减少高糖对HK2细胞的损害,并且能有效减少脂质蓄积,恢复线粒体功能,与单纯补充Adropin相比治疗效果无明显差异;Ad@Gel治疗能够有效控制DKD小鼠血糖,改善肾功能和肾组织学损伤,减少DKD小鼠肾脏脂质蓄积,抑制氧化应激和恢复线粒体功能。另外,当Ad@Gel载药量仅为单纯Adropin组一半时,其治疗作用已显著超越;并且,当载药量与单纯Adropin组剂量相同时,Ad@Gel改善作用甚至优于依那普利;(4)在体内外DKD模型中,Ad@Gel可显著下调TSPO蛋白表达,并上调Nnat蛋白表达。在体内敲低Nnat后显著逆转了Ad@Gel抑制脂质蓄积,改善线粒体功能和下调TSPO蛋白表达的作用;过表达TSPO对Ad@Gel抑制DKD小鼠肾脏脂质蓄积和上调Nnat蛋白表达作用未造成明显影点击此处响,但显著逆转Ad@Gel改善线粒体功能的作用。结论:Adropin水平降低与T2DM患者的肾功能障碍相关,是有价值的DKD早期诊断生物标志物和治疗靶点;在体内外模型中,Adropin水平与DKD密切相关,通过补充外源性Adropin能够有效改善DKD,但在体内模型中治疗效果不及依那普利。因此,我们合成了具有ROS响应的纳米胶囊(Ad@Gel)能够提高外源性Adropin蛋白肾脏靶向能力,增强对DKD小鼠的治疗效果,当载药量与单纯Adropin组相同时甚至优于依那普利。并且Ad@Gel是通过Nnat/TSPO信号轴改善脂质蓄积和恢复线粒体功能,最终发挥对DKD的治疗作用。