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泌尿系结石的高复发率凸显了预防其复发在避免患者反复接受手术治疗中的重要意义。而高钙尿是泌尿系统含钙结石发生的重要危险因素。高选择性钙离子通道TRPV5主要分布于肾远端小管上皮细胞顶膜侧,其介导的钙离子由顶膜侧向细胞内的转运是肾脏钙离子主动重吸收的限速步骤。TRPV5基因敲除小鼠表现出明显的高钙尿。我们的前期研究显示,TRPV5在草酸钙结石模型大鼠和遗传性高钙尿结石大鼠肾脏中显著低表达。我们进一步的研究显示泌尿系含钙结石患者肾组织TRPV5表达较对照组显著降低。因而,TRPV5成为预防肾含钙结石的理想标靶基因。上调TRPV5表达水平有助于增加尿钙重吸收,从而降低尿钙水平,为泌尿系含钙结石的预防提供新的手段。近年,人工合成的小双链RNA(dsRNA)及微小RNA(microRNA)均被证明可以有效上调基因表达水平,而非沉默靶基因表达。这种新发现的机制被称为“RNA激活”(RNAa)。在本研究中,靶向基因启动子区域的dsRNA显著激活了TRPV5钙离子通道表达,并上调了细胞钙离子转运水平。 研究目的: 本研究利用靶向基因启动子区域的小激活RNA激活TRPV5表达,研究其对细胞钙离子转运的影响。同时探究小激活RNA对二氢睾酮诱导的细胞钙离子转运抑制效应的恢复作用。从而探讨靶向TRPV5基因启动子的小激活RNA在泌尿系含钙结石预防中的应用价值。 研究内容和方法: 1.设计合成3个靶向TRPV5启动子区域的dsRNA序列,利用脂质体转染法将之转染入HK2细胞中。使用Western Blot、PCR和细胞免疫荧光的方法检测TRPV5表达变化,从而筛选出可有效上调TRPV5表达的dsRNA。并使用细胞免疫荧光检测筛选出的dsRNA对TRPV5膜丰度的影响。 2.将筛选出的有效的dsRNA以不同时间和浓度作用于HK2细胞。以检测其时间和浓度依从性。 3.将筛选出的dsRNA分别转染入PC3、HEK293和HK2细胞中,以检测其细胞特异性。同时检测上述3种细胞系TRPV5基础表达水平。 4.在不同浓度和不同时间下使用二氢睾酮处理HK2细胞,并使用Western Blot检测其对TRPV5表达的影响。 5.使用Fura-2钙离子荧光探针检测HK2细胞小激活RNA、二氢睾酮以及二者共处理下细胞钙离子转运水平变化。 结果: 1.在设计合成的3个靶向TRPV5基因启动子的dsRNA中ds-2939有效上调了HK2细胞 TRPV5的mRNA水平和蛋白质表达水平。免疫荧光结果显示ds-2939显著增加了TRPV5在HK2细胞的膜丰度。 2.ds-2939对TRPV5表达水平的激活作用在1天至6天和5nM至80nM具有时间和浓度依从性。 3.ds-2939在TRPV5基础表达量较低的PC3和HK2细胞中激活效果明显。在靶基因基础表达量较高的HEK293细胞中未能观察到激活效果。 4.二氢睾酮在12至48小时和5nM至20nM依从时间和浓度对HK2细胞TRPV5表达水平产生抑制作用。 5.与对照组相比,ds-2939可有效增加HK2细胞钙离子转运水平。二氢睾酮可抑制HK2细胞钙离子转运水平。ds-2939可部分逆转二氢睾酮对HK2细胞钙离子转运水平的抑制效应。 结论: 靶向基因启动子区域的小激活RNA可以用于上调TRPV5表达水平,并可激活细胞钙离子转运。同时可部分逆转二氢睾酮对HK2细胞钙离子转运水平的抑制效应。该技术有望成为预防泌尿系含钙结石发生及复发的新方法。