研究背景糖尿病肾病（diabetic nephropathy,DN）是糖尿病最为严重而且主要的慢性并发症[1,2]。足细胞损伤是DN发生及发展的重要环节[3,4]。Ca2+/钙调神经磷酸酶（calcineurin,CaN）信号通路在DN足细胞损伤和凋亡中起关键作用[5,6]。神经元生长相关蛋白43（growth associatedprotein-43,Gap43）为神经元膜蛋白,参与轴突的生长和再生以及突触的可塑性调节[7,8]。Gap43作为钙调蛋白（calmodulin,CaM）结合蛋白可通过调控下游CaN的活性影响突触传递发挥生物学作用[9]。最近研究表明,组蛋白去乙酰化酶家族（histone deacetylases,HDACs）被证实与包括DN在内的肾脏疾病的发生发展密切相关[10-16]。研究证明,HDAC4在DN足细胞中表达增加,并通过调控自噬水平影响足细胞调亡[17]。研究目的本研究旨在明确Gap43在肾脏中的表达及其在DN足细胞损伤中的作用,并进一步探讨HDAC4/Gap43信号通路通过促进CaN的活化介导DN足细胞损伤的机制。研究方法本研究首先通过DN患者、db/db小鼠,以及高糖培养的足细胞,利用免疫荧光、免疫印迹方法观察Gap43在肾脏足细胞中的表达情况。利用电镜和组织染色观察Gap43对db/db小鼠足细胞和肾脏结构的保护作用。利用免疫印迹、划痕实验、流式细胞学技术观察高糖条件下干预Gap43后对足细胞标志蛋白、细胞活动度及凋亡的影响。通过建立过表达Gap43的DN小鼠模型,以及腺病毒沉默和过表达Gap43体外小鼠足细胞。观察高糖处理后Gap43对CaN活性的影响,利用免疫共沉淀（Co-IP）和Pull down技术,探索Gap43与CaM相互作用的证据,阐明CaN活化的机制。体外培养的足细胞在高糖条件下干预HDAC4,观察Gap43的表达情况,染色质免疫共沉淀-荧光定量PCR（ChIP-qPCR）分析HDAC4对Gap43基因组蛋白H3乙酰化水平的影响。体外高糖条件下沉默HDAC4,以及同时干预HDAC4和Gap43的表达后观察对CaN活性及足细胞功能的影响。研究结果Gap43特异性表达在人及小鼠肾组织肾小球中,并在足细胞中表达。Gap43过表达db/db小鼠和高糖刺激体外足细胞中观察到Gap43对DN足细胞具有保护作用。体内和体外高糖刺激下发现足细胞Gap43与CaM结合减少,CaN活化。体外培养的足细胞过表达HDAC4后Gap43的表达降低,沉默HDAC4可以恢复因高糖诱导的Gap43低表达。此外,高糖刺激下HDAC4在细胞核中表达增加,降低Gap43基因的组蛋白H3乙酰化水平,从而抑制其转录,导致Gap43低表达。在体外高糖刺激下沉默HDAC4,CaN的活性抑制,足细胞损伤减轻,上调Gap43可降低过表达HDAC4诱导的CaN活化,减轻足细胞损伤。结论Gap43在肾脏肾小球表达,且在DN患者中低表达。HDAC4/Gap43信号通路通过促进CaN活化介导DN足细胞损伤,为保护DN足细胞提供新的理论和治疗靶点。