研究背景:糖尿病肾病（DKD）是最常见的糖尿病慢性并发症之一,其患病率增加与全球糖尿病患病率上升平行。DKD以慢性高血糖、蛋白尿为主要临床表现,是一种血脂代谢异常等多种因素引起的肾损伤。现代人生活方式和习惯的变化导致了世界上DKD患病率日益上升,如果在DKD患病早期不对其进行预防性治疗,便进一步会转变成蛋白尿的出现和增多,最终便会发展成不可逆转的终末期肾病（ESRD）即肾功能衰竭,后者在治疗上只能通过肾透析甚至换肾。科学研究已经证实,CD38与体内NAD+水平变化密切相关,它作为调控NAD+的水平主要水解酶存在于哺乳动物细胞中。DKD作为一种代谢类疾病与NAD+含量的变化具有紧密的关系,但是相关研究报道较少。本课题目的在于探索CD38在高脂饮食联合STZ共同诱导或STZ单独诱导DKD中的作用及其机制,希望能为DKD的预防和治疗提供一些新的依据和思路。方法:1.HFD联合STZ制备小鼠2型糖尿病肾病模型及实验分析:选择全身性敲除CD38小鼠（CD38-KO）和CD38flox/flox小鼠作为实验用鼠,将一定数量8周大的小鼠随机分为四组:1)CD38flox/flox-ND组:给予CD38flox/flox小鼠正常饮食;2)CD38KO-ND组:给予CD38-KO小鼠正常饮食;3)CD38flox/flox-HFD+STZ组:给予CD38flox/flox小鼠高脂饮食联合注射STZ;4)CD38KO-HFD+STZ组:给予CD38-KO小鼠高脂饮食联合注射STZ。高脂喂养18周后注射一次STZ,剂量为50mg/kg,选取血糖高于11.1mmol/L的小鼠,继续喂养8周后收样。收样前一周时,将小鼠禁食进行葡萄糖耐受实验（GTT）及胰岛素耐受实验（ITT）。第26周后收样后检测血清中肾功能相关指标,期间每周需检测小鼠的体重,成模后每两周检测一次小鼠随机血糖。剪取小鼠肾脏相同部位的组织,脱水包埋石蜡切片,对肾脏切片进行HE染色和天狼星红染色,观察肾脏脂滴含量的变化和纤维化面积的变化。将肾脏组织进行匀浆,检测肾脏中乳酸脱氢酶活性（LDH）变化,以及肾脏中甘油三酯（TG）含量和丙二醛（MDA）含量的变化。提取肾脏的RNA和蛋白进行Q-PCR及Western-blot检测,在蛋白水平和m RNA水平进一步验证小鼠在氧化应激、纤维化和脂质合成及代谢相关基因的表达量的变化。2.棕榈酸（PA）制备肾小球系膜细胞（MES）胰岛素抵抗模型和实验分析:1)通过Q-PCR和Western blot检测不同时间和浓度的PA刺激下MES细胞CD38的表达量以确定给药浓度;2)MES过表达CD38的稳定细胞系使用flag-CD38转染建立;3)棕榈酸给药24h刺激正常和过表达CD38的MES细胞系,油红染色检两种细胞之间的脂滴积累差异,甘油三酯（TG）检测试剂盒测定两者间TG含量差异。CCK-8试剂盒检测MES细胞活性变化,SOD试剂盒测定超氧化物歧化酶（SOD）的活性变化,LDH试剂盒检测细胞培养基上清中乳酸脱氢酶活性变化。Q-PCR检测棕榈酸刺激下过表达CD38的MES细胞Sirt3、PPARα及SOD2的m RNA水平变化。3.STZ制备1型糖尿病肾病模型的及实验分析:选择全身性敲除CD38小鼠（CD38-KO）和CD38flox/flox小鼠作为实验用鼠,将一定数量8周大的小鼠随机分为四组:1)CD38flox/flox-ND组:给予CD38flox/flox小鼠正常饮食;2)CD38KO-ND组:给予CD38-KO小鼠正常饮食;3)CD38flox/flox-STZ组:给予CD38flox/flox小鼠正常饮食及注射STZ;4)CD38KO-STZ组:给予CD38-KO小鼠正常饮食及注射STZ。连续注射5天50 mg/kg的STZ,选取血糖高于16.6mmol/L的小鼠,继续喂养9周,每周进行测定血糖,收样前一周分别做葡萄糖耐受及胰岛素耐受实验。检测血清中相关肾功能指标。结果:1.CD38缺失显著改善2型糖尿病小鼠肾功能:与CD38f/f小鼠相比,全身性CD38敲除小鼠显著降低2型糖尿病小鼠的血糖和体重,明显改善肾功能和胰岛素耐受。HE染色及甘油三酯检测结果显示,CD38敲除小鼠显著降低糖尿病引起的肾脏脂质累积和血清甘油三酯升高、抑制肾脏组织脂肪酸合成酶FASN的表达及促进脂肪酸代谢相关蛋白CPT1α和ACOX1的表达、明显改善氧化应激损伤、降低丙二醛含量及乳酸脱氢酶活性降低,抑制肾脏组织NOX2和NOX4的蛋白表达。肾脏组织天狼猩红染色显示,CD38缺失可改善糖尿病导致的肾组织纤维化。Q-PCR检测及Western blot结果显示,CD38缺失可减少糖尿病肾脏组织TGF-β及α-SMA的m RNA表达及TGF-β、α-SMA和COL-Ⅲ的蛋白表达,但其肾脏组织Sirt3、PPARα及SOD2的蛋白表达量均显著增加。2.CD38过表达明显加重棕榈酸刺激导致的小鼠肾小球系膜细胞（MES）损伤:结果显示,棕榈酸刺激小鼠肾小球系膜细胞（MES）可促进CD38的表达,并呈时间和浓度依赖性。MES细胞过表达CD38能显著增加PA刺激引起的细胞内脂质堆积及甘油三酯含量、降低细胞成活率,升高乳酸脱氢酶的活性和降低超氧化物歧化酶的活性等,进而加重氧化应激损伤。此外,MES细胞过表达CD38也可明显降低Sirt3、PPARα及SOD2的m RNA表达。3.全身性CD38敲除小鼠显著改善1型糖尿病小鼠的肾功能:结果表明,CD38缺失可显著降低STZ所致1型糖尿病的血糖升高。CD38缺失可降低尿素肌酐比值及血尿酸,从而改善小鼠肾功能。此外,CD38缺失也可改善1型糖尿病小鼠的葡萄糖耐受,但对胰岛素耐受没有明显影响。结论:1.全身性敲除CD38可改善小鼠2型糖尿病肾脏的脂质累积、氧化应激损伤及纤维化。体外过表达CD38可加剧棕榈酸（PA）刺激后的肾小球系膜细胞氧化应激水平和脂质积累程度。2.CD38缺失对小鼠2型糖尿病肾病的保护机制可能与激活PPARα/Sirt3/SOD2信号通路有关。相反,CD38过表达加重PA诱导肾小球系膜细胞损伤的机制可能与抑制PPARα/Sirt3/SOD2信号通路有关。3.全身性敲除CD38改善1型糖尿病小鼠血糖及肾损伤。