【摘 要】
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目的:1.阐释正性转录延伸因子b(P-TEFb)激酶复合体在常染色体显性多囊肾病(ADPKD)中的作用及其发挥作用的分子机制。2.探讨药物靶向P-TEFb激酶复合体治疗ADPKD。方法和结果:本研究分为四个部分进行:第一部分:为了寻求潜在的治疗ADPKD的药物,我们进行了基于小鼠胚肾模型的表观因子抑制剂和转录因子抑制剂化合物库的筛选,结果显示Flavopiridol(FP)可以有效地抑制囊肿的发生
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目的:1.阐释正性转录延伸因子b(P-TEFb)激酶复合体在常染色体显性多囊肾病(ADPKD)中的作用及其发挥作用的分子机制。2.探讨药物靶向P-TEFb激酶复合体治疗ADPKD。方法和结果:本研究分为四个部分进行:第一部分:为了寻求潜在的治疗ADPKD的药物,我们进行了基于小鼠胚肾模型的表观因子抑制剂和转录因子抑制剂化合物库的筛选,结果显示Flavopiridol(FP)可以有效地抑制囊肿的发生。在体外3D培养的MDCK细胞囊肿发生模型中,FP处理或者P-TEFb激酶复合体组分CDK9的敲降都可以有效地抑制囊肿发生。第二部分:为了探讨P-TEFb激酶复合体的活性在体内是否增强以及能否作为治疗靶点,我们进行了P-TEFb激酶活性检测实验。在小鼠和病人肾脏组织中,结合体外激酶反应实验,蛋白质免疫印迹、免疫荧光和实时定量PCR等技术,我们发现:相对于正常对照组,P-TEFb激酶活性在ADPKD小鼠肾组织和病人肾组织中明显增强。在探索能否作为治疗靶点上,我们对中期模型和长期模型小鼠进行药物处理实验,结果显示:FP可以通过抑制囊壁细胞的增殖,有效地抑制小鼠肾囊肿的发生和发展。同时,药物处理还可以减轻组织损伤、炎症和纤维化等反应,明显提高了小鼠肾脏功能。第三部分:为了探讨P-TEFb激酶复合体活化的原因,我们进行了一系列的生物化学与分子生物学实验和斑马鱼等实验。我们发现:ADPKD中过度活化的c AMP/PKA信号通路可以磷酸化P-TEFb复合体的抑制蛋白——HEXIM1,磷酸化位点为其和7SK sn RNA结合紧密相关的158位丝氨酸,HEXIM1蛋白158位丝氨酸的磷酸化,直接导致7SK复合体解离,进而释放P-TEFb,促进了囊肿的发生。第四部分:为了探讨活化的P-TEFb激酶复合体是如何导致囊肿发生的,我们进行了基于对照小鼠和ADPKD小鼠肾组织的RNA-seq和Ch IP-seq等实验。生物信息学分析显示:活化的P-TEFb使得囊肿发生相关基因的转录延伸增加,进而提高了这部分基因的表达,最终加速了囊肿的发生。结论:在本研究中,我们发现:正性转录延伸因子b在囊肿发生相关基因的转录延伸中发挥了关键作用。通过药物筛选我们发现P-TEFb的抑制剂FP可以有效抑制胚肾模型中囊肿的生长。我们也进一步证明了在ADPKD肾组织中P-TEFb处于高度活化的状态。我们发现,激活P-TEFb可以促进斑马鱼囊肿的发生;FP处理中期和长期模型疾病小鼠可以通过降低P-TEFb激酶活性,有效减缓疾病进程。P-TEFb活化的具体原因是:ADPKD中异常活化的c AMP/PKA信号通路可通过磷酸化HEXIM1(S158)打破7SK sn RNP复合体,释放出P-TEFb。生物信息学分析发现P-TEFb的活化促进了囊肿发生相关基因转录延伸的增加,上调了这部分基因的表达,加速囊肿细胞的增殖,促进了疾病进展。
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