靶向TFAM K76乙酰化减轻糖尿病肾病中的线粒体功能障碍和肾损伤

背景：线粒体功能障碍是糖尿病肾病（DKD）的标志性特征，但其调控机制尚不明确。线粒体转录因子A（TFAM）作为线粒体稳态的核心调控因子，其赖氨酸76（K76）位点可发生乙酰化修饰，但该修饰在DKD中的功能意义尚未阐明。方法：我们收集了DKD患者及DKD小鼠的肾脏组织，并在高糖条件下检测HK-2细胞及原代肾小管细胞中TFAM乙酰化水平。此外，为探究TFAM乙酰化在肾脏线粒体损伤中的潜在机制，我们通过蛋白质组学技术探索相关通路，并利用链脲佐菌素（STZ）诱导的DKD小鼠模型，结合肾小管特异性表达TFAM野生型及突变体形式，系统评估肾脏损伤情况。同时，通过高通量虚拟筛选技术鉴定TFAM K76乙酰化特异性抑制剂，并在HK-2细胞、原代细胞及DKD小鼠模型中全面验证，明确TFAM乙酰化在DKD相关肾损伤中的关键作用。结果：本研究首次揭示TFAM K76乙酰化是DKD中线粒体损伤的关键介导因子。在DKD患者及糖尿病小鼠模型的肾脏组织中，TFAM K76乙酰化水平显著升高，且与高糖环境下线粒体损伤、炎症反应及纤维化进程密切相关。在体实验表明，肾小管上皮细胞中过表达乙酰化模拟突变体TFAM K76Q会加剧肾脏损伤及超微结构破坏，而去乙酰化修饰则能有效缓解这些病理改变。机制上，TFAM K76乙酰化通过损害氧化磷酸化功能并过度激活自噬途径，进一步加重线粒体损伤。我们鉴定出去乙酰化酶SIRT3作为调控该修饰的上游因子。重要的是，通过高通量虚拟筛选，我们成功发现一种新型小分子抑制剂C14，该化合物能选择性降低TFAM K76乙酰化水平，并在体外及体内模型中有效缓解高糖诱导的线粒体功能障碍、炎症及纤维化。结论：本研究系统阐明TFAM K76乙酰化是DKD的致病驱动因子，并提出靶向线粒体代谢的新型治疗候选分子C14，为DKD的临床干预提供了新策略。