多囊肾病动物模型的研究进展

多囊肾病(Polycystic kidney disease,PKD)是以肾脏充满多个液性囊泡,细胞增殖异常,间质炎细胞浸润及细胞外基质重塑等病理特点为主的遗传性疾病。主要分为常染色体显性多囊肾病(Autosomal dominant polycystic kidney disease,ADPKD)及常染色体隐性多囊肾病(Autosomal recessive polycystic kidney disease,ARPKD)。ADPKD更为常见,发病率约为1:500-1000,约50%的患者到60岁会发展为终末期肾脏病。ARPKD较少见,发病率约为1:20000-1:40000,患者多在婴幼儿时期死亡。目前,一旦多囊肾发展为终末期肾脏病,除了肾脏移植和透析外没有更有效的治疗方法,因此,早期的诊治对延缓多囊肾进展及防止其发展为终末期肾脏病是至关重要的。多囊肾动物模型的建立在研究多囊肾疾病具体发病机制及新药研发中具有重要意义。本文介绍了PKD疾病动物模型的研究进展,包括经典PKD自发模型、化学诱导模型及基因修饰模型。     

PKD2L1离子通道功能及其蛋白修饰的研究进展

PKD2L1是常染色体显性多囊肾病(autosomal dominant polycystic kidney disease, ADPKD)的致病基因PKD2的同源基因,也称为TRPP3 (transient receptor potential cation channel, subfamily p, member 3)。PKD2L1是一个非选择性的阳离子通道,具有高度Ca~(2+)渗透性,可与PKD1L3形成异源四聚体,作为酸味受体进行酸信号的传递。该文系统地阐述了PKD2L1的结构和其他调控蛋白对PKD2L1通道活性的影响、PKD2L1的off-response反应与酸信号的传递、PKD2L1蛋白翻译后修饰,同时,也总结了PKD2L1在心肌肥大以及维持脊柱形态中的作用。     

多囊肾病小型猪肾脏组织中增殖和凋亡的改变

目的:观察ADPKD小型猪肾脏组织中细胞增殖和凋亡的改变。方法:使用PKD1基因敲除的小型猪模型,用Western blot和免疫组化方法检测肾脏组织中细胞增殖指标PCNA;增殖相关的mTOR信号通路分子(phospho-mTOR、phospho-p70S6、phospho-4EBP1)和ERK信号通路分子(phospho-PKA、phospho-MEK、phospho-ERK)的表达水平以及内皮细胞粘附分子CD31以及凋亡相关蛋白Bcl-2、Bax、caspase 3的表达变化。结果:在ADPKD小型猪肾脏组织中,增殖指标PCNA表达显著升高。mTOR信号通路分子phospho-mTOR、phospho-p70S6、phospho-4EBP1水平明显升高,ERK信号通路分子中phospho-PKA、phospho-MEK、phospho-ERK水平明显升高。CD31表达明显升高,Bax/Bcl-2的比值以及caspase 3的表达水平显著升高。结论:本研究显示在ADPKD小型猪肾脏组织中,细胞增殖和凋亡信号通路明显激活。     

IP3Rs在GC-2std细胞中的表达及其增殖作用机制研究

目的:观察IP3Rs(1,4,5三磷酸肌醇受体)在GC-2std(GC-2)细胞中的表达情况并探讨IP3Rs在GC-2细胞增殖中的作用.方法:用RT-PCR检测IP3Rs在GC-2细胞以及在小鼠大脑,心肌,骨骼肌及睾丸中的分布情况.免疫荧光法检测IP3Rs在细胞中的分布及表达;MTT法检测不同浓度2-APB(IP3Rs拮抗剂)的作用下,IP3Rs对细胞增殖的影响,利用流式细胞术检测2-APB对细胞周期的影响.结果:IP3Rs的三种亚型在GC-2细胞中均有表达且在小鼠大脑、心肌、骨骼肌、睾丸等多种组织中广泛分布;免疫荧光实验亦表明IP3Rs分布于胞膜、胞质及核内.相差显微镜下观察,发现2-APB处理组比对照组细胞数量少.MTT实验结果亦表明:随着2-APB浓度的增加(5、25、100、200、400 uM),其吸光值呈浓度依赖性的减小,经统计学分析:25 uM浓度组即具有显著性差异(P＜0.05)且EC50=92.0114.流式细胞结果显示:与对照组比较,100uM 2-APB处理组细胞处于S期、G2期的数目增多.结论:IP3Rs在GC-2细胞及小鼠多种组织中表达,与细胞的增殖密切相关,可能与其参与调节细胞周期有关.     

Sox11基因对发育期小鼠大脑皮层神经元迁移的影响

目的: 以小鼠为实验动物研究精神分裂症易感基因Sox11对皮层神经元迁移的影响。方法: 应用实时荧光定量PCR、原位杂交等技术明确发育期 (E14.5, P0, P7, P14) Sox11于大脑皮层的表达模式;应用质粒构建、转染、胚胎电转、免疫荧光染色等技术,对不同时期 (E17.5, P0, P4, P7) 的小鼠分别转染对照shRNA质粒、mSox11 shRNA质粒和mSox11 shRNA干扰恢复后质粒,研究Sox11在神经元放射性迁移中的作用。结果: 与对照组神经元相比,转染mSox11 shRNA的神经元迁移明显延迟。当对照组神经元有一部分已经到达新皮层的表层时,大部分转染mSox11 shRNA的神经元仍停留在新皮层中间区;使用大鼠Sox11基因 (rSox11) 过表达载体对小鼠Sox11基因的干扰进行恢复后,神经元迁移完成后的分布情况与对照基本一致。小鼠Sox11干扰后和干扰恢复后,室管膜下区 (SVZ)、中间区 (IZ) 和皮层板 (CP) 内迁移神经元分布具有显著性差异 (P＜0.01)。结论: Sox11可以促进皮层神经元的迁移,提示Sox11在小鼠皮层神经元迁移过程中发挥重要功能。     

多囊蛋白2离子通道功能及在常染色体显性多囊肾发病中的作用机制

多囊蛋白2 (polycystin-2,PC2,或称TRPP2,PKD2)是一种瞬时受体电位通道(transient receptor potential channel,TRP),在维持细胞正常的Ca²⁺信号传导中起着关键作用,也是最常见的单基因常染色体显性遗传多囊肾病(transient receptor potential channel,ADPKD)的潜在病因之一。PC2可自身组装为同源四聚体离子通道或与其他蛋白质形成异源受体-离子通道复合物,参与调节机械感觉、细胞极性、细胞增殖和凋亡等多种生理功能,导致囊性细胞从正常的吸收、静止状态转变为病理性分泌、增殖状态。本文阐述了PC2蛋白相关结构域以及通道特性在维持细胞内Ca²⁺信号传导中的关键作用,并总结了PC2在细胞膜、纤毛、内质网以及线粒体等特定亚细胞定位形成多囊蛋白复合物,参与多种细胞分化、增殖、存活和凋亡相关信号通路,为确定特异性的有效的ADPKD干预治疗途径和靶点药物提供新的思考方向。     

内质网蛋白44(ERp44)通过1, 4, 5-三磷酸肌醇受体介导基因转录

细胞核内钙离子浓度的增加可以引起包括钙离子激活的基因转录在内的很多生理功能.运用Western blot、免疫荧光、实时定量聚合酶链反应、钙成像以及外源三磷酸腺苷刺激细胞释放钙离子等试验方法,发现1,4,5-三磷酸肌醇受体和内质网蛋白44(ERp44)在内质网和核膜上都有很好的共定位.外源三磷酸腺苷可以通过1,4,5-三磷酸肌醇受体刺激核内钙瞬变并磷酸化环磷酸腺苷反应原件结合蛋白(CREB)、刺激原癌基因c-Myc的表达.但是,这些功能都能被1,4,5-三磷酸肌醇受体抑制剂2-氨乙氧基二苯酯硼酸(2-APB)和过表达内质网蛋白44(ERp44)所抑制.这些结果均提示在子宫颈癌HeLa细胞中内质网蛋白44(ERp44)通过1,4,5-三磷酸肌醇受体而介导基因转录.     

腺苷A2a受体在博莱霉素诱导的小鼠肺纤维化中的作用

目的：观察腺苷A_2a受体（A_2aR）在小鼠肺纤维化形成中的调控作用。方法：30只雄性SPF级野生型BALB/C小鼠和20只A_2aR基因敲除BALB/C小鼠,随机分为以下5组：野生型小鼠对照组（A组）、野生型小鼠纤维化组（B组）、A_2aR基因敲除小鼠对照组（C组）、A_2aR基因敲除小鼠纤维化组（D组）、野生型小鼠纤维化+A_2aR激动剂（CGS21680）组（E组）,每组各10只。纤维化组小鼠气管内注入博莱霉素（bleomycin,BLM）溶液50μl （5 mg/kg体重）,对照组在气管内注入等体积生理盐水,注射后立即将小鼠直立旋转3~5 min,使其均匀分布于两肺。A、B、C、D各组每天腹腔注射生理盐水0.5 ml,E组每天腹腔注射A_2aR激动剂（CGS21680）0.5 ml （0.25 mg/kg体重）,连续28 d。第29天取血检测血清转化生长因子β1（TGF-β1）含量;检测肺组织中羟脯氨酸（hydroxyproline,Hyp）、TGF-β1和A_2aR蛋白质含量,TGF-β1 mRNA、A_2aR mRNA的表达,并观察肺组织光镜和超微结构。结果：①光镜和超微结构提示,B组肺泡壁增厚破坏,肺泡腔狭窄或部分陷闭,纤维增生,炎细胞浸润,I型、Ⅱ型肺泡上皮细胞明显空泡化,D组较B组明显,E组表现较B组减轻。Masson染色提示B组、D组小鼠肺组织纤维增生明显,E组明显减少,提示基因缺失加重了小鼠肺纤维化的形成。②与A组比较,B组血清TGF-β1含量,肺组织Hyp含量,TGF-β1、A_2aR蛋白质含量和TGF-β1 mRNA、A_2aR mRNA的表达均明显增高（P<0.01,P<0.05）。与C组比较,D组血清TGF-β1含量、肺组织Hyp、TGF-β1含量和TGF-β1 mRNA表达明显增高（P<0.01,P<0.05）,提示肺纤维化小鼠肺组织Hyp含量增高,TGF-β1表达上调。③与B组相比,D组血清TGF-β1、肺组织Hyp、TGF-β1含量和TGF-β1 mRNA表达明显增高（P<0.01）。与B组比较,E组A_2aR蛋白质含量和A_2aR mRNA的表达均增高（P<0.01）,而血清TGF-β1、肺组织Hyp和TGF-β1蛋白含量及TGF-β1 mRNA表达较B组明显下降（P<0.01,P<0.05）,提示A_2aR基因敲除小鼠肺组织Hyp含量增高、TGF-β1表达上调;A_2aR激动剂可使A_2aR表达上调、TGF-β1表达下降。结论：A_2aR基因敲除小鼠的肺纤维化明显增加。A_2aR在肺纤维化形成中反应性增高,可通过降低TGF-β1的表达而抑制肺纤维化形成。     

小鼠胚胎原始外胚层细胞的发育能力(英文)

本文利用胚泡注射技术研究了小鼠胚胎原始外胚层细胞(primitive ectoderm cells)的发育能力。从交配后第五天的129/SV-ter(灰色,GPI-1~a/~a)小鼠的胚胎中分离出原始外胚层细胞并将之注射到交配后第四天的C_(57)BL/6 J(黑色,GPI-1~b/~b)小鼠的胚泡腔内。经过显微操作后的胚泡被移回昆明白假孕鼠内发育,其出生率为83.3%,毛色嵌合体(chimeras)比例为100%。这些嵌合小鼠的磷酸葡萄糖异构酶(GPI-1)分析结果表明,注射的原始外胚层细胞参与了内、中、外三个胚层所衍生的组织和器官(如脑、血液、心脏、肾脏、生殖腺、肌肉、脾、旰等)的胚胎发生。嵌合体与C_(57)BL/6 J小鼠交配后所得的结果表明,原始外胚层细胞在嵌合体内能形成有功能的配子。上述结果说明,原始外胚层细胞与内细胞团(ICM)细胞、体外培养的胚胎干细胞(embryoderivedstem cells)一样,具有发育全能性。导入胚泡后,不仅能参与嵌合体中各种体细胞的分化,并且能经历配子发生产生有功能的雌雄配子。此外,本文还对胚泡注射技术进行了改进,改进后的方法不仅比已报道的各种方法简便,并且使注射嵌合体的比例提高到35.7%。     

RNA干扰在柯萨奇病毒致心肌炎小鼠模型中的抗病毒研究

为了研究慢病毒介导的shRNA(Short hairpin RNA,shRNA)在柯萨奇B组3型病毒(Coxsackievirus B3,CVB3)导致的心肌炎小鼠模型中的抗病毒作用,合成针对CVB3基因组3753～3771区域的慢病毒Lenti-sh3753,感染HeLa细胞后感染CVB3病毒,通过荧光显微镜观测shRNA的表达和病毒致细胞病变效应,并测定培养上清中的病毒滴度,将慢病毒Lenti-sh3753感染BALB/c小鼠后感染CVB3病毒,观察小鼠的存活率,心脏组织中的病毒滴度和病理变化。结果发现Lenti-sh3753能在HeLa细胞中表达shRNA,并能有效抑制细胞中病毒RNA的复制。在小鼠模型上,Lenti-sh3753能提高小鼠的存活率,降低心脏中的病毒含量,从而减轻病理反应。这些结果提示,Lenti-sh3753在细胞和动物模型中能针对性地降解CVB3病毒RNA,明显降低病毒滴度,有效控制病毒感染。     

肌醇1,4,5-三磷酸受体与阿尔茨海默病

细胞内质网上的肌醇1,4,5-三磷酸受体(inositol 1,4,5-trisphosphate receptors, IP3Rs)是调节Ca~(2+)释放的重要离子通道。Ca~(2+)稳态是维持机体细胞生理功能的重要基础,Ca~(2+)信号参与酶激活、囊泡释放和细胞凋亡等多种细胞过程。研究表明,Ca~(2+)信号异常与阿尔茨海默病(Alzheimer's disease, AD)密切相关,神经元中钙信号异常可以导致细胞稳态失衡、突触功能丧失,甚至细胞死亡。现对IP3Rs的生物特性及其介导的Ca~(2+)释放在阿尔茨海默病发生发展过程中的作用进行综述。     

二氯乙酸钠和氯喹联合整合素亚单位的shRNA的协同抗肿瘤作用

目的:探究二氯乙酸钠、氯喹和表达整合素β3、β5亚单位的shRNA的重组病毒协同抗肿瘤作用。方法:探究二氯乙酸钠、氯喹和表达整合素β3、β5亚单位的shRNA的重组病毒对肝癌细胞株HepG2皮下异种移植瘤生长的影响,通过免疫组化试验检测药物对肿瘤血管生成、肿瘤细胞凋亡、增殖的影响。结果:在小鼠HepG2皮下移植瘤体内试验中可见单用氯喹对肿瘤生长抑制作用明显弱于单用二氯乙酸钠或两者合用,两药联合使用对肝癌细胞株HepG2产生的小鼠皮下移植瘤具有良好的抑制生长作用,并且使得小鼠能够很好地耐受氯喹,荷瘤所致的小鼠体重下降也得到缓解。单用表达整合素β3、β5亚单位的shRNA腺病毒对肿瘤抑制作用弱,合用两个化合物和表达整合素β3、β5亚单位的shRNA腺病毒则对小鼠HepG2移植瘤生长产生持续抑制作用,并减少单用表达整合素β3、β5亚单位的shRNA腺病毒对体重的影响。HE染色结果显示,给药后各组细胞结构被破坏,CD31和Ki67染色显示用药各组同步减少,TUNEL染色显示用药后各组细胞凋亡增加,其中二氯乙酸钠/氯喹/整合素β5和β3 shRNA腺病毒组最为明显,结果表明二氯乙酸钠/氯喹/整合素β5和β3 shRNA腺病毒联用具有显著的抗肿瘤生长作用,其机制是降低肿瘤的微血管密度、抑制肿瘤细胞的增殖和增加肿瘤细胞凋亡。结论:二氯乙酸钠、氯喹和表达整合素亚单位的shRNA的重组病毒进行组合具有协同抗肿瘤作用,为联合用药的设计及应用提供了参考。     

人脐带间充质干细胞缓解马兜铃酸诱导小鼠肾纤维化的作用及机制

该实验探究了人脐带间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stem cell, hucMSC)缓解马兜铃酸(aristolochic acid, AA)诱导小鼠肾纤维化的作用及可能机制。我们将huc-MSC经尾静脉注射干预AA诱导的肾纤维化小鼠模型。HE、PAS和Masson染色观察肾脏形态变化, Western blot和免疫组化检测上皮间质转化相关标志物E-cadherin、N-cadherin和TGF-β/Smad信号通路蛋白TGF-β1和p-Smad2/3表达水平。组织形态学染色结果显示, AA可诱导小鼠出现肾小管扩张、结构破坏,肾间质区胶原纤维沉积,呈纤维化改变; Western blot和免疫组化结果显示,其E-cadherin表达降低,N-cadherin、TGF-β1及p-Smad2/3表达增高。huc-MSC干预后,肾脏形态明显改善,胶原纤维沉积减少,E-cadherin表达增高, N-cadherin、TGF-β1及p-Smad2/3表达受到降低。研究结果表明, huc-MSC能够通过抑制TGF-β/Smad信号通路减轻肾脏上皮间质转化,从而缓解马兜铃酸诱导的小鼠肾纤维化。     

尼古丁影响小鼠胚胎发育的分子机制初探

目的:探讨不同剂量的尼古丁对小鼠胚胎组织器官发育的影响及其分子机制。方法:以妊娠期雌鼠为评价模型,通过皮下注射不同浓度的尼古丁,在E18.5时解剖获取胚胎并称重,同时采集各组织器官,应用HE染色观察相关组织的病理学变化,并采用qRT-PCR检测相关基因表达水平的变化。结果:与对照组相比,尼古丁对小鼠E18.5胚胎的脑、肺、肝脏、肾脏有明显损伤;qRT-PCR分析显示血管形成相关基因(VEGF-α)、神经生长相关基因(Egr-1)及细胞生长分化相关调控基因(c-FOS)有显著的表达差异,其中VEGF-α在心脏和肾脏中表达下调,Egr-1在肺和肾脏中表达上调,c-FOS在脑、心脏和肺中表达上调。结论:妊娠期母鼠注射尼古丁会对小鼠胚胎的脑、肺、肝脏、肾脏产生明显损伤,并导致VEGF-a、Egr-1及c-FOS基因表达异常。     

3D-PDUS对成人常染色体显性遗传多囊肾病肾脏血流动力学变化的研究

目的:应用三维能量多普勒超声技术探讨成人常染色体显性多囊肾病(ADPKD)患者肾脏血流灌注的改变与血压的关系。方法:选取79例ADPKD患者;对照组86例,其中包括62例原发性高血压(EH)患者以及24例血压正常的健康成年人。使用三维能量多普勒超声采集肾脏三维能量图像并应用VOCAL分析软件得出相关参数指标:血管指数(VI)、血流指数(FI)、血管血流指数(VFI)及肾脏总体积。结果:(1)与同级别血压水平的对照组比较,在ADPKD患者血压正常时VI就开始减低、肾脏总体积就开始增大(P0.05);(2)ADPKD合并高血压1级、2级、3级患者与同级别血压水平的对照组相比,其VI明显下降、肾脏总体积显著增大(P0.01),预示着ADPKD疾病的进展,ADPKD血流动力学变化与血压的变化关系密切。结论:ADPD患者血流动力学的变化比血压的变化更敏感。故早期对多囊肾患者肾脏血流动力学进行监测,对于评估病情、判定疗效、指导临床治疗具有重要意义。     

小鼠Dppa2基因shRNA载体的构建及干扰效果的检测

目的:构建有效的针对小鼠Dppa2基因的shRNA(short hairpin RNA)干扰载体。方法:设计合成2对针对小鼠Dppa2基因的shRNA序列以及1对与哺乳动物基因组无同源性的shRNA序列作为对照,构建pSUPER.Retro.puro干扰载体并进行PCR,酶切和测序验证。进一步将各干扰载体分别转染小鼠胚胎干细胞(embryonic stem cells,ESCs),RT-PCR检测干扰效率。结果:PCR,酶切和测序验证均表明各shRNA载体构建成功。将空载体及各重组载体分别转染小鼠ESCs发现,干扰组Dppa2基因表达水平相对于空载体对照组和阴性shRNA载体对照组明显下调。结论:成功构建了有效的针对小鼠Dppa2基因的shRNA干扰载体,为进一步研究Dppa2基因在维持小鼠ESCs不分化过程中的作用提供了基础。     

小分子G蛋白Rapl shRNA表达载体的构建和鉴定

应用RNA干扰(RNA interference,RNAi)技术抑制Rapl基因的表达,构建Rap1 shRNA(small hairpin RNA,shRNA)表达载体,观察其对小鼠肝脏细胞中Rap1 mRNA和蛋白表达的干扰作用.根据小鼠Rap1 mRNA的全序列.设计了3种Rap1 siRNA序列(Rap1 siRNA1、Rap1 siRNA2、Rap1 siRNA3)和阴性对照序列(HK);采用克隆技术,将其插入带有报告基因绿色荧光(ECFP)的pGenesil-3栽体,构建Rap1 shRNA表达载体:经双酶切和测序证实Rap1 siRNA表达载体克隆构建成功,插入片段测序结果与合成的siRNA结果一致;昆明小鼠40只,体重18～20 g,随机分成4组: Ⅰ组(转染HK组)、Ⅱ组(转染Rapl shRNAl组)、Ⅲ组(转染Rap1 shRNA2组)、Ⅳ组(转染Rapl shRNA3组).于0、16、24 h腹腔内注射Rapl shRNA 2.0～2.5 mg/kg(用PBS稀释至1 mL);48 h后收集小鼠肝脏.用显微荧光、定量RT-PCT、免疫组化检测小鼠肝细胞中Rap1shRNA的转染率、Rap1基因表达以及蛋白质表达水平.Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组、Ⅳ组小鼠肝脏细胞体内转染率均大于60%,Ⅱ组、Ⅲ组、Ⅳ组的Rap1 mRNA表达、Rap1蛋白表达均降低,其中Rap1 shRNA1干扰效果最佳.     

PKD1基因与抑癌基因P53多态性与非综合征性唇腭裂的关联研究

目的:探讨多囊性肾病基因1(polystic kidney disease,PKD1)多态位点rs8049367与抑癌基因P53(anti-oncogene P53)多态位点rs4791774单核苷酸多态性与中国北方人群非综合征性唇腭裂(NSCL/P)的相关性。方法:运用聚合酶链式反应-连接酶检测反应(PCR-LDR)的检测方法,对602例NSCL/P患者和510例对照人群的PKD1基因的rs8049367位点和抑癌基因P53的rs4791774位点进行基因分型。利用SPSS12.0软件分析PKD1基因,抑癌基因P53多态性与NSCL/P的相关性。结果:rs8049367位点和rs4791774位点基因型及基因频率在两组的分布中差异无统计学意义(P0.05)。结论:PKD1基因的rs8049367位点和抑癌基因P53的rs4791774位点单核苷酸多态性可能与中国北方人群非综合征性唇腭裂的发生无相关性。     

5-羟色胺受体3拮抗剂通过IκBα/NF-κB信号通路抑制脂多糖诱导RAW264.7细胞炎症反应

在败血症等炎症相关疾病中，巨噬细胞过度产生的炎症因子在疾病的发病机制中发挥关键作用。5-羟色胺受体3(5-hydroxytryptamine receptor 3, 5-HT₃R)拮抗剂，近来被发现在免疫系统中具有抑制炎症的作用，但其具体机制尚不清楚。本文使用脂多糖(lipopolysaccharides, LPS)刺激小鼠巨噬细胞系RAW 264.7细胞，引发巨噬细胞炎症相关蛋白质的表达和炎症因子的释放。结果显示，在RAW 264.7细胞中，与无处理组相比，LPS以剂量和时间依赖的方式促进炎症相关蛋白质的表达和炎症因子的释放。进一步使用5-HT₃R拮抗剂格拉司琼(granisetron, GA)进行预处理，检测其抗炎作用。蛋白质免疫印迹和酶联免疫吸附测定的结果表明，与LPS处理组相比，随着GA浓度的升高，其抑制LPS诱导的RAW 264.7细胞炎症的效果越好(P<0.05)。同时，细胞活力和细胞毒性的结果也表明，所使用的GA对细胞不造成损伤。另外，通过免疫荧光实验和双荧光素酶检测表明，GA可以抑制LPS诱导的NF-κB的核移位和转录活...