FGF9下调通过调控肾小管上皮细胞EMT促进糖尿病肾损伤的机制研究

　　本研究发现FGF9（成纤维细胞生长因子9）在糖尿病肾病（DN）中表达显著下调，通过调控LOX、HIF1α、THBS1、TGFβ2和ITGβ1等基因表达，激活肾小管上皮细胞上皮-间质转化（EMT）过程，进而促进肾纤维化进展。研究结合生物信息学分析、临床样本验证及动物模型实验，证实FGF9可作为DN潜在生物标志物和治疗靶点。

　　

1 引言

糖尿病肾病（DN）是糖尿病最常见和严重的慢性微血管并发症之一，已成为全球终末期肾病（ESRD）的主要病因。据统计，20%–50%的糖尿病患者最终会发展为DN，其中近半数患者进展至ESRD，死亡率显著升高。DN的病理改变包括肾小球硬化和肾小管间质纤维化（TIF），最终导致肾硬化。肾小管上皮细胞（TECs）的上皮-间质转化（EMT）过程在DN进展中起关键作用，其中TGF-β1是诱导EMT的主要驱动因子。尽管FGF家族在发育和病理过程中具有多重功能，但FGF9在DN中的作用尚未明确。本研究通过整合生物信息学分析、临床样本和实验模型，探讨FGF9在DN肾小管EMT中的作用机制。

2 材料与方法

研究利用GEO数据库（GSE30528、GSE1009和GSE47183）进行差异表达基因（DEGs）筛选，通过GO和KEGG富集分析揭示DEGs的生物学功能。使用STRING数据库和Cytoscape构建蛋白互作网络（PPI），并通过LASSO回归筛选枢纽基因。临床样本来自暨南大学附属第一医院，包括正常肾组织和DN患者肾活检标本。动物实验采用STZ诱导的糖尿病小鼠模型，通过血糖监测、肾功能指标检测和组织染色评估肾损伤。细胞实验使用HK2细胞系，在高糖（HG）环境下通过siRNA敲低和过表达FGF9，采用Transwell、伤口愈合实验及Western blot分析EMT相关蛋白表达。RNA测序分析FGF9调控的下游基因。

3 结果

3.1 FGF9作为DN枢纽基因的筛选与验证

通过生物信息学分析，从GSE30528和GSE1009数据集共筛选出90个共同DEGs。GO分析显示这些基因富集于细胞迁移、黏附和胞外区域等过程，KEGG分析提示PI3K-Akt信号通路、癌症通路和ECM-受体相互作用等参与DN病理。PPI网络和cytoHubba插件鉴定出FGF9、WT1和VEGFA为枢纽基因，LASSO回归进一步确认FGF9为DN潜在诊断标志物。GSE47183数据集验证了FGF9在DN肾组织中的低表达。

3.2 FGF9在DN患者血清和肾组织中的表达降低

ELISA检测显示DN患者血清FGF9水平显著降低，且与血清肌酐（负相关）和eGFR（正相关）密切相关。免疫组化证实FGF9在DN患者肾小球和肾小管中的表达下调，提示FGF9可能作为DN进展的风险因子。

3.3 糖尿病肾损伤小鼠模型中FGF9-FGFR信号通路抑制

STZ诱导的糖尿病小鼠模型成功建立，表现为血糖升高、肾功能受损（血清肌酐和尿微量白蛋白增加）、肾小球基质增生和胶原沉积增加。免疫组化、RT-qPCR和Western blot均显示肾组织中FGF9表达显著下调。同时，FGFR1表达上调，而FGFR2和FGFR3表达降低，与FGF9变化趋势一致。

3.4 FGF9参与肾小管上皮细胞EMT过程

糖尿病小鼠肾组织中α-SMA和TGF-β1蛋白表达升高，E-cadherin表达降低，表明EMT和纤维化发生。在HK2细胞中，高糖环境和FGF9敲低均增强细胞迁移和侵袭能力，并上调α-SMA和TGF-β1、下调E-cadherin；而过表达FGF9可逆转这些效应，证实FGF9抑制EMT进程。

3.5 FGF9下调通过调控EMT相关基因促进肾损伤

RNA测序分析发现，FGF9敲低和高糖处理共同上调LOX、HIF1α、THBS1、TGFβ2和ITGβ1等基因，这些基因富集于肾发育、细胞迁移和TGF-β信号通路。PPI网络分析显示FGF9与这些EMT相关基因（ERGs）密切互动。实验验证表明，高糖和FGF9敲低均上调这些基因的mRNA表达，而过表达FGF9可抑制其表达，小鼠肾组织数据进一步支持这一结论。

4 讨论

本研究通过多维度分析证实FGF9在DN中表达下调，且与肾功能指标密切相关。FGF9主要通过FGFR2和FGFR3调控肾小管EMT过程，下游涉及LOX、HIF1α、THBS1、TGFβ2和ITGβ1等基因，这些因子分别参与ECM交联、缺氧反应、纤维化信号整合和细胞黏附等过程。FGF9的抗纤维化作用与其在肿瘤中的促EMT作用相反，提示其功能具有细胞类型特异性。本研究为FGF9作为DN生物标志物和治疗靶点提供了理论依据。

5 局限性

未来需扩大样本量验证FGF9的临床价值，并通过肾小管特异性过表达FGF9的动物模型评估其治疗潜力。此外，FGF9在免疫细胞等其他细胞类型中的作用仍需探索。

作者贡献与致谢

研究由国家自然科学基金和广州市科技计划项目支持，感谢暨南大学实验中心的技术支持。所有作者声明无利益冲突。