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局灶节段肾小球硬化(FSGS)是难治性肾病综合征和终末期肾病最常见的原因之一,遗传因素在其发病和进展中起重要作用。前期研究显示APOL1的G1和G2变异与FSGS的发病与进展密切相关。但该结果并没有在中国人群中得到重复。提示我国FSGS可能存在其他APOL1变异。本研究的目的是:(1)对APOL1基因单核苷酸多态性和单体型进行分析,探索APOL1基因单体型对不同人群中疾病的易感性。(2)检测FSGS患者和正常对照组中APOL1基因拷贝数的情况,通过比较拷贝数变异在两组的分布情况,探索APOL1基因拷贝数变异对中国FSGS患者临床治疗与预后之间的可能意义。(3)利用本课题组前期发现的APOL1新突变,构建突变质粒和野生型质粒转染到永生化的足细胞,研究该APOL1突变对细胞标志蛋白、细胞骨架和离子通道的影响,并探索其参与FSGS足细胞损伤的可能机制。我们的研究方法包括(1)从千人基因组数据中筛选APOL1基因SNP,统计不同区域APOL1单体型,并比较每个单体型在不同人群中的分布情况。(2)筛选符合条件的FSGS患者DNA样本;通过设计APOL1引物和探针进行Taqman拷贝数变异实验;使用Copy Caller软件分析结果,SPSS分析FSGS患者与正常对照组中APOL1基因拷贝数分布差异及不同拷贝数的FSGS患者临床预后的差异。(3)将突变质粒转染至细胞后动态追踪细胞形态的改变,western blot检测足细胞标志蛋白,自噬标志物,信号转导蛋白分子的表达水平;激光共聚焦检测足细胞骨架的改变及线粒体损伤情况,并用膜片钳技术检测足细胞膜离子通道的变化。研究结果显示(1)APOL1基因各个区域的单体型在不同人群的分布都具有明显差异。大部分单体型在混合人群和欧洲人群的频率相对较高,有2个单体型在亚洲人群中的分布频率高于其他种群。(2)FSGS患者和正常组之间APOL1基因拷贝数分布情况没有统计学意义。多拷贝数和低拷贝数的FSGS患者之间治疗后的缓解率无显著差异。(3)转染突变质粒的足细胞细胞骨架蛋白排列紊乱,细胞发生溶解,细胞间隙增大,间接反映了足细胞足突的收缩;足细胞标志蛋白表达下降,P38MAPK、SAPKs和JNK等信号通路被激活;此外,APOL1新突变可能破坏了细胞膜氯离子通道蛋白。在本研究中,我们从三个层面分析了APOL1基因变异与FSGS的关系。结果表明,APOL1基因的单核苷酸多态性在不同人群中分布有明显差异。其拷贝数变异与我国FSGS易感性无密切相关性。我们前期发现的APOL1位点突变可能从多方面影响足细胞的形态和功能,表明APOL1基因突变可能参与我国FSGS的发病,其机制还需要深入研究。