《水通道蛋白在多囊腎病腎囊泡發生和發展過程中的作用》是依託北京大學，由楊寶學擔任負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：水通道蛋白在多囊腎病腎囊泡發生和發展過程中的作用
- 項目負責人：楊寶學
- 依託單位：北京大學
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
常染色體顯性遺傳多囊腎病發病率高達1/1000 - 1/400。多囊腎病以雙腎多發性進行性囊泡為主要病理特徵，繼發引起腎功能改變和腎衰，嚴重影響病人的生活質量，給病人和社會造成巨大經濟負擔。目前尚無有效治療手段阻止其病程進展。因此，對多囊腎發病機制和藥物作用靶點研究頗為重要。我們的前期工作表明，多囊腎囊泡增大與囊泡上皮細胞向囊內分泌液體直接相關,且囊泡上皮細胞表達水通道蛋白。本項目擬在發現水通道蛋白AQP3超表達促進MDCK囊泡增大的前期工作基礎上,套用已建立的MDCK囊泡模型、胚胎腎囊泡模型、多囊腎小鼠、AQP3基因敲除小鼠和AQP1基因敲除小鼠模型，採用分子生物學、細胞生物學和病理學技術，在細胞、器官和整體水平研究水通道超表達和缺失對腎囊泡形成和增大的影響，確定水通道蛋白在腎囊泡發生和發展過程的作用，並闡明其作用機制，為探索新的多囊腎病治療靶點和研發新的治療多囊腎藥物提供理論依據。
結題摘要
常染色體顯性遺傳多囊腎病（ADPKD）是最為常見的遺傳性腎病，以雙腎多發性進行性囊泡為主要特徵，囊泡上皮細胞過度增殖並伴有囊液異常分泌。 水通道蛋白(Aquaporin，AQP)是特異性通透水的膜通道蛋白。AQP1和AQP3在腎囊泡上皮細胞表達，但AQP1和AQP3在 ADPKD發病過程中對囊泡發展及囊液分泌的影響尚無文獻報導，本研究揭示AQP1和AQP3在 ADPKD囊泡發展過程中的作用及機制，為 ADPKD的治療提供理論依據和新的治療靶點。 AQP1 敲除的多囊腎小鼠（Pkd1flox/flox;Ksp-Cre; AQP1-/-）比對照多囊腎小鼠具有更大的腎重指數和囊泡指數，AQP1定位在近曲小管來源囊泡 上皮細胞，AQP1 敲除主要促進近曲小管來源囊泡發展。AQP1敲除小鼠胚胎腎模型誘導形成囊泡麵積明顯高於野生型小鼠胚胎腎。MDCK細胞囊泡模型結果顯示，過表達AQP1的MDCK細胞不能形成典型的圓形的具有空腔的囊泡，且囊泡形成率明顯降低，上述結果證明AQP1抑制囊泡的發展。進一步的機制研究發現AQP1抑制了Wnt信號通路。實驗結果顯示，AQP1的缺失使Wnt信號通路進一步激活。免疫共沉澱結果顯示AQP1與beta-catenin、p-beta-catenin、GSK3、Axin1 和LRP6存在相互作用，並定位與細胞膜上。而與 AQP1 的結果不同，AQP3 敲除的多囊腎小鼠模型（腎臟特異性敲除Pkd1和誘導性敲除Pkd1的小鼠）結果顯示AQP3缺失降低了腎重指數和囊泡指數。MDCK 細胞囊泡模型結果顯示， AQP3-MDCK細胞囊泡直徑明顯增大，上述結果證明AQP3能夠促進囊泡的發展。進一步的機制研究發現，過表達AQP3可促進HIF1的穩定性，增加GLUT1 的表達，促進AQP3-MDCK細胞內ATP和L-lactate含量增加，p-AMPK水平降低，p-ERK和p-S6表達增加，促進細胞增殖和液體分泌。AQP3敲除的小鼠腎臟內ATP和L-lactate含量降低，pAMPK水平增加，p-ERK和p-S6水平下降。 本項目研究表明，AQP1和AQP3均參與ADPKD囊泡的發展，並通過不同的機制分別抑制和促進囊泡的發展。AQP1下調Wnt信號通路，抑制囊泡的形成和發展。AQP3則促進ATP合成，進而促進細胞增殖和液體分泌，最終促進囊泡的發展。
