肾小球足细胞是肾小球滤过屏障的重要组成部分,足细胞正常骨架形态的维持是其发挥生物学功能的基础。当足细胞骨架形态被破坏后,足突发生融合或脱失,导致肾小球滤过率增高,从而导致蛋白尿的形成。但足细胞足突形态的形成机制目前还不完全清楚。越来越多的证据表明神经元与肾小球足细胞有许多共同的生物学特点,例如它们都是终末分化型细胞,均具有特殊的细胞突起结构等。目前在各种有突起的细胞中,神经元是研究较为详细的细胞,已有很多令人瞩目的进展。因此,仔细比较足细胞与神经元两者之间的共同生物学特性,可能从神经元研究进展中给我们提供一些新的线索,有助于进一步阐明肾病及足细胞损伤的病理机制。近年来研究已发现一些足细胞成熟蛋白如Podocin, Nephrin, Drebrin等可在神经元表达,并对神经元的分化发育具有重要调节作用。那么一些神经元标志性蛋白是否在足细胞内有表达,如有表达是否也参与足细胞骨架形态的调节?目前尚没有相关报道。在本研究中我们通过细胞生物学及免疫组织化学等实验方法发现,神经元的一些标志性分子,如NSE、Nestin、NeuN、UCH-L1、 Synaptopodin、S100等在足细胞内也有表达分布。并且,进一步将NSE、Nestin, Synaptopodin, UCH-L1等分子进行RNA干扰后,足细胞的形态发生了明显的改变,表明这些蛋白不仅在足细胞中表达,并对维持足细胞的特殊形态具有重要作用。而阿霉素损伤足细胞后,足细胞的骨架形态同样发生改变,并伴有NSE,Nestin, Synaptopodin, UCH-L1等的表达下调,也进一步表明这些神经分化蛋白的表达改变与足细胞损伤机制有重要的关联。而将NeuN、S100进行RNA干扰后,足细胞骨架形态未发生明显改变,表明这两种神经标志蛋白未参与足细胞骨架的形成,而具有其他生物学作用。Synaptopodin作为成熟足细胞的一个重要分子,对足细胞骨架的形成具有重要的调节作用,我们选用Synaptopodin为例,进一步探讨神经标志蛋白Synaptopodin对足细胞骨架形成的调节机制,我们选用各类肾穿病例43例及癌旁正常肾组织5例,应用免疫组化方法对石蜡切片肾组织中Synaptopodin表达进行检测,并分析Synaptopodin在各类肾炎足细胞中的表达改变情况,发现在各类肾炎中Synaptopodin的表达均下降,其中以局灶节段性肾小球硬化症中降低最为明显,而IgA肾病、急性弥漫增生性肾炎、狼疮性肾炎、膜性肾炎、微小病变中肾小球足细胞表达Synaptopodin量依次降低,表明足细胞Synaptopodin的表达改变与肾炎中足细胞的损伤有关,并与肾炎的病理类型及病理改变程度密切相关。同时,我们采用TNF-α、ATS+serum、TGF-β1以及IL-1等炎症因子刺激培养足细胞,也证实Synaptopodin的表达均有降低,与人肾炎中的改变一致,进一步佐证了足细胞Synaptopodin表达下降是足细胞损伤的重要标志。另外还注意到,炎症因子刺激后Synaptopodin表达下降后,随着时间增加表达又有少量回升,这提示损伤后的足细胞可能存在再生修复现象,并使Synaptopodin的重新合成,其机制仍需进一步研究。当采用阿霉素刺激培养足细胞以及在阿霉素大鼠模型中,Synaptopodin的表达量均下降,表明阿霉素对足细胞的损伤持续存在,足细胞不能重新合成表达Synaptopodin。已有研究发现RhoA通路对许多细胞内骨架蛋白具有重要调节作用,为了明确RhoA通路是否参与足细胞内骨架排列的调节,我们使用RhoA通路阻断剂Y-27632对足细胞内RhoA通路进行阻断,对细胞骨架染色可见阻断RhoA后,足细胞正常骨架被破坏,表明,在足细胞内RhoA通路参与了骨架排列调节,而将Synaptopodin进行RNA干扰后,RhoA表达量下降,同时可观察到足细胞骨架结构发生变化,证实Synaptopodin是通过RhoA通路对足细胞骨架结构进行调控的。综上所述,神经元与足细胞在突起形成、骨架调节等方面具有共同机制,些神经标志性分子被证明可以在足细胞中表达,并对足细胞维持其特殊形态发挥正常生物功能具有重要作用,在各类肾炎中Synaptopodin的表达均下降,表明足细胞Synaptopodin的表达改变与肾炎中足细胞的损伤有关,并与肾炎的病理类型及病理改变程度密切相关。进一步实验发现Synaptopodin是通过RhoA通路对足细胞骨架结构进行调控的。因此,通过研究神经标志性分子在足细胞中的表达及其调节机制,我们可以借鉴神经系统研究进展来进一步深入阐明足细胞损伤机制和探索新的肾病治疗靶点。