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維真腺相關病毒在腎病研究中的應用
研究背景
慢性腎臟病(bing)導致的(de)腎纖(xian)維化(hua)是終末期(qi)腎衰(shuai)竭(尿毒癥)的(de)主要(yao)原因。研(yan)究表明,TGF-β1(轉(zhuan)(zhuan)化(hua)生(sheng)長因子β1)信(xin)號(hao)(hao)通路(lu)在(zai)腎間質(zhi)(zhi)纖(xian)維化(hua)過程中(zhong)起到重(zhong)要(yao)作用,在(zai)TGF-β刺激下,Smad3(信(xin)號(hao)(hao)轉(zhuan)(zhuan)運蛋白)的(de)磷(lin)酸(suan)化(hua)是整個(ge)TGF-β/Smad3通路(lu)活化(hua)的(de)關鍵(jian)環節。過去的(de)研(yan)究主要(yao)集中(zhong)在(zai)關鍵(jian)蛋白編(bian)(bian)碼基(ji)因上(shang),即傳統的(de)關鍵(jian)基(ji)因突變(bian)導致其(qi)編(bian)(bian)碼的(de)蛋白發(fa)生(sheng)改變(bian)進而引起生(sheng)物學(xue)(xue)功能的(de)異常。然(ran)而,隨(sui)著(zhu)分子生(sheng)物學(xue)(xue)機制研(yan)究的(de)發(fa)展,人們發(fa)現表觀遺(yi)傳學(xue)(xue)在(zai)腎臟間質(zhi)(zhi)纖(xian)維化(hua)的(de)發(fa)展中(zhong)同樣起著(zhu)重(zhong)要(yao)作用。
研究思路
研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)者(zhe)用(yong)TGF-β進(jin)行誘導,并通(tong)過高(gao)通(tong)量篩選技術(shu),觀察腎(shen)(shen)(shen)小(xiao)(xiao)管上皮細(xi)胞中(zhong)(zhong)(zhong)差(cha)異(yi)表(biao)(biao)達(da)的(de)長鏈(lian)非編(bian)碼RNA的(de)表(biao)(biao)達(da),發(fa)現在(zai)(zai)TGF-β刺激下lnc-TSI的(de)表(biao)(biao)達(da)顯著(zhu)增加。在(zai)(zai)生(sheng)物學功(gong)能上,研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)者(zhe)發(fa)現Inc-TSI通(tong)過特異(yi)性抑制(zhi)Smad3的(de)磷酸化負(fu)向(xiang)調控(kong)TGF-β/Smad3信號通(tong)路(lu)。分子(zi)機制(zhi)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)發(fa)現,Inc-TSI可以通(tong)過結(jie)合(he)Smad3的(de)MH2結(jie)構域而(er)阻止TGFβ I型受體和(he)Smad3的(de)結(jie)合(he)。動物實(shi)驗表(biao)(biao)明,通(tong)過腺相關病(bing)毒AAV9實(shi)現人(ren)源基因lnc-TSI在(zai)(zai)小(xiao)(xiao)鼠(shu)(shu)腎(shen)(shen)(shen)臟(zang)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)過表(biao)(biao)達(da)從而(er)有效防治小(xiao)(xiao)鼠(shu)(shu)腎(shen)(shen)(shen)纖維化模型的(de)發(fa)生(sheng)發(fa)展(zhan)。在(zai)(zai)慢性腎(shen)(shen)(shen)臟(zang)病(bing)人(ren)群的(de)隊(dui)列研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)中(zhong)(zhong)(zhong)發(fa)現,在(zai)(zai)患(huan)者(zhe)的(de)腎(shen)(shen)(shen)臟(zang)活(huo)(huo)檢(jian)組織中(zhong)(zhong)(zhong),lnc-TSI的(de)表(biao)(biao)達(da)水平與腎(shen)(shen)(shen)間(jian)質(zhi)纖維化的(de)嚴重(zhong)程度呈負(fu)相關。在(zai)(zai)長期隨訪、接受重(zhong)復(fu)腎(shen)(shen)(shen)活(huo)(huo)檢(jian)的(de)慢性腎(shen)(shen)(shen)臟(zang)病(bing)患(huan)者(zhe)中(zhong)(zhong)(zhong),研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)者(zhe)發(fa)現首(shou)次腎(shen)(shen)(shen)活(huo)(huo)檢(jian)時腎(shen)(shen)(shen)臟(zang)lnc-TSI表(biao)(biao)達(da)較(jiao)低的(de)患(huan)者(zhe),4年后腎(shen)(shen)(shen)纖維化和(he)腎(shen)(shen)(shen)功(gong)能減退較(jiao)lnc-TSI表(biao)(biao)達(da)較(jiao)高(gao)者(zhe)更為嚴重(zhong)。
病毒產品及使用方法
實驗結果(guo)分析
研究者采用(yong)單側輸尿管(guan)結扎(Unilateral Ureteral Obstruction, UUO)的(de)(de)方法,于術前一周進(jin)行小(xiao)鼠(shu)腎(shen)靜(jing)脈(mo)原位注射。用(yong)生理鹽水將10μL腺相關(guan)病毒(du)(AAV9-TSI,1×10E14 vg/mL)稀釋至100μL體(ti)(ti)積(ji),每只(zhi)小(xiao)鼠(shu)使(shi)用(yong)100μL病毒(du)稀釋液,于造模一周后(hou)(hou)處(chu)死(si)小(xiao)鼠(shu)。具(ju)體(ti)(ti)操作如下:使(shi)用(yong)動脈(mo)夾夾閉小(xiao)鼠(shu)的(de)(de)腎(shen)靜(jing)脈(mo),并用(yong)31G的(de)(de)針頭注射進(jin)入(ru)腎(shen)靜(jing)脈(mo),保持夾閉15分鐘(zhong)后(hou)(hou)松開。
圖1、 lnc-TSI在腎臟(zang)組(zu)織中(zhong)的過表達。 Northern blot實驗(yan)證明(ming),這種感染方法可以使(shi)lnc-TSI主(zhu)要表達于腎臟(zang)中(zhong)(1A)。同時,使(shi)用RNA原(yuan)位(wei)雜交發現,病毒感染使(shi)lnc-TSI主(zhu)要表達于腎皮質的腎小管上皮細胞(bao)中(zhong)(1B),皮質中(zhong)被感染成功的細胞(bao)百分(fen)比約為40-60%(1C&1D)。
圖2、腎(shen)(shen)臟組織中(zhong)檢測(ce)lnc-TSI的表(biao)達(da)(da)和UUO所(suo)致的腎(shen)(shen)間質纖(xian)(xian)維化(hua)病(bing)變程(cheng)度。Northern blot結果顯示,通過(guo)注射腺相關病(bing)毒AAV9-TSI可(ke)以成功在小(xiao)鼠腎(shen)(shen)臟中(zhong)表(biao)達(da)(da)lnc-TSI(2 B)。并且,在小(xiao)鼠腎(shen)(shen)臟中(zhong)特異過(guo)表(biao)達(da)(da)lnc-TSI可(ke)以有效減輕單側(ce)輸(shu)尿管結扎(zha)(UUO)所(suo)致的腎(shen)(shen)間質纖(xian)(xian)維化(hua)(2 C),表(biao)現為腎(shen)(shen)間質纖(xian)(xian)維化(hua)評(ping)分(fen)(TIF index)降低(2D)和腎(shen)(shen)小(xiao)管中(zhong)pSmad3蛋(dan)白的表(biao)達(da)(da)下降(2 E)。