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目的：糖尿病肾病(diabetic nephropathy, DN)是糖尿病特有而严重的微血管并发症，晚期以肾小球硬化和肾小管肾间质纤维化为主要病理改变。转化生长因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)是致纤维化的关键信号分子，而TGF-β/Smad通路是介导糖尿病肾病后期纤维化的重要信号通路。目前已公认TGF-β信号通路受到磷酸化、泛素化等翻译后修饰调节，近年研究显示该通路还受到小泛素相关修饰物（small ubiquitin relatedmodifier, SUMO）化调节。SUMO及其特异性酶可通过修饰TGF-β通路中某些重要信号分子如：TGF-β I型受体（type I TGF-β receptor，TβRⅠ)、Smad4等对该通路进行调控。既然SUMO化修饰对TGF-β信号通路有重要的调控作用，而TGF-β通路又是糖尿病肾病致纤维化的关键通路，那么SUMO化修饰是否参与了糖尿病肾病TGF-β信号通路的调控值得研究。为此，本研究观察高糖刺激下大鼠肾小球系膜细胞中SUMO与Smad4蛋白的表达及二者之间的相互作用，探讨SUMO化修饰在糖尿病肾病TGF-β信号通路中的作用与机制。方法：高糖作为刺激因子，将体外培养大鼠肾小球系膜细胞（Glomerular Mesangial Cells，GMCs）分为5个组：正常对照组(NC组，培养基含5.6mmol/L葡萄糖)；10mmol/L高糖组（HG1组，培养基含10mmol/L葡萄糖）；20mmol/L高糖组（HG2组，培养基含20mmol/L葡萄糖）；30mmol/L高糖组（HG3组，培养基含30mmol/L葡萄糖）；渗透压对照组（OP组，培养基含5.6mmol/L葡萄糖+24.4mmol/L甘露醇），将各组细胞分别培养6h、12h、24h后用于实验。用Western-blot检测各组细胞SUMO(SUMO1、SUMO2/3、SUMO4)和Smad4蛋白表达，RT-PCR检测SUMO和纤维连接蛋白（fibronectin，FN）mRNA表达；免疫共沉淀和免疫荧光双染技术分别检测肾小球系膜细胞中SUMO与Smad4蛋白间的相互作用及共定位关系。结果：1、与正常组比较，各高糖组SUMO1、SUMO2/3和Smad4蛋白表达均增强（P<0.05），呈一定浓度依赖性；与正常组比较，高糖作用6h后SUMO1、SUMO2/3和Smad4蛋白表达无明显变化，作用12h、24h后表达逐渐增加（P<0.05）；SUMO1和Smad4表达在渗透压组与正常组间差异无统计学意义（P>0.05），SUMO2/3渗透压组较正常组表达有所增加，但明显低于20mmol/L和30mmol/L葡萄糖组（P<0.05）；SUMO4在大鼠肾系膜细胞中不表达；2、免疫共沉淀结果显示肾小球系膜细胞SUMO2/3与Smad4在各组均存在相互作用，并在高糖刺激后显著增强（P<0.05），而SUMO1与Smad4间无相互结合作用；3、免疫荧光双染结果表明SUMO2/3与smad4在肾小球系膜细胞内存在共定位现象,且在高糖组更明显；4、与正常组比较，各高糖组SUMO1、SUMO2/3和FN mRNA表达均增强（P<0.05），呈一定浓度依赖性；与正常组比较，高糖作用12h、24h后SUMO1、SUMO2/3和FN mRNA表达均明显增加（P<0.05）。结论：1．高糖可诱导肾系膜细胞SUMO和FN表达增强，提示SUMO在糖尿病肾病纤维化发病中可能有重要作用；2．SUMO2/3共价修饰Smad4参与糖尿病肾病时TGF-β信号通路的激活。