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背景:有研究发现[1],盐敏感性高血压与脑脊液钠离子浓度([Na+]CSF)密切相关,给予高盐刺激后,[Na+]CSF升高先于血压升高,说明[Na+]CSF升高在盐敏感性高血压的发展中发挥重要作用。CSF由脑组织脉络丛上皮细胞(CPECs)产生并分泌,ENa Cs位于CPECs的顶端膜和基底膜,ENa Cs负责[Na+]从血液转运至CSF,参与调控[Na+]的平衡。课题组前期研究发现,小鼠尿素通道蛋白B(UTB)基因缺失,给予高盐饮食4w后,[Na+]CSF显著增加,血压明显升高,小鼠脑组织脉络丛ENa C-α表达明显增加,提示UTB基因缺失与脑组织CPECs的ENa C-α表达升高有关。UTB由SLC14α1编码,在脑、肾脏、红细胞、睾丸和心脏等器官中表达,主要参与尿浓缩[2]、性成熟[3]及心肌肥大[4]等过程的调节。然而,UTB基因在脑组织的作用尚不明确。为探讨表达于脑组织中UTB的作用,阐明脑组织脉络丛中UTB与ENa Cs的关系,本研究选取小鼠CPECs,通过转染UTB-sh RNA质粒下调UTB的表达,观察下调UTB对小鼠CPECs细胞膜ENa C-α的影响;并以UTB基因缺失小鼠为研究对象,给予4w高盐饮食后,观察UTB基因缺失对高盐饮食小鼠脑组织ENa C-α的影响并探讨其可能机制;为临床上盐敏感性高血压的防治提供实验数据和治疗新靶点。研究目的:探讨下调UTB的表达对小鼠脑脉络丛上皮细胞ENa C-α的影响;并阐明UTB基因参与调控小鼠[Na+]CSF的可能机制。方法与结果:(一)体外实验:以小鼠脑组织CPECs为模型,探讨下调CPECs的UTB表达对ENa C-α的影响1.小鼠脑组织CPECs的鉴定TTR是特异性表达于小鼠CPECs的蛋白,细胞免疫荧光结果发现:胞浆表达TTR,证实细胞为小鼠CPECs。2.下调小鼠CPECs中UTB表达以小鼠CPECs为细胞模型,转染sh RNA-scramble质粒为阴性对照,UTB抑制剂PU14为阳性对照,将sh RNA-UTB质粒转染入小鼠CPECs细胞中,转染48 h后,细胞免疫荧光结果显示:细胞转染效率为60%;RT-PCR结果显示:sh RNA-UTB质粒的抑制率达到65.7%;免疫荧光和Western-blot结果显示:小鼠CPECs转染sh RNA-UTB质粒48 h后,UTB蛋白表达明显降低(P<0.05)。3.下调UTB对小鼠CPECs中ENa C-α表达的影响及机制细胞免疫荧光、RT-PCR和Western-blot结果发现:小鼠CPECs转染sh RNA-UTB质粒48 h后,ENa C-α的m RNA和蛋白表达明显增加(P<0.05)。ENa C-α的表达受s GK1-Nedd4-2-ENa C-α信号通路的调控。我们研究结果显示,下调UTB导致小鼠CPECs的s GK1-Nedd4-2-ENa C-α通路激活,引起ENa C-α表达增加;加入EMD638683(s GK1抑制剂)后,与对照组相比,ENa C-α蛋白的表达无明显改变。细胞免疫荧光染色、RT-PCR和Western-blot结果发现:小鼠CPECs转染sh RNA-UTB质粒组48h后,p-s GK1(Ser422)/s GK1、p-s GK1(Thr256)/s GK1和p-Nedd4-2(Ser328)/Nedd4-2磷酸化水平增加(P<0.05),提示下调小鼠CPECs中UTB表达后激活了s GK1-Nedd4-2-ENa C-α通路,导致Ser422、Thr256的磷酸化参与了s GK1的活化,进而促进Nedd4-2的Ser328位点磷酸化,导致小鼠CPECs中ENa C-α表达增强的机制之一。(二)体内实验:以UTB基因缺失小鼠为动物模型,探讨UTB基因缺失对高盐饮食小鼠脑脊液钠离子浓度的影响及机制1.UTB基因缺失小鼠的获得利用杂合子小鼠交配繁殖获得遗传背景相同的子代小鼠,提取小鼠基因组DNA进行基因型鉴定,PCR结果显示:野生型小鼠,在400bp处显示一条目的片段;杂合子小鼠,在250bp及400bp处有两条目的片段;而UTB基因缺失型小鼠,在250bp处显示一条目的片段。2.UTB基因缺失对高盐饮食小鼠脑脊液钠离子浓度的影响利用钠离子试剂盒检测小鼠[Na+]CSF变化,结果显示:与对照组相比,UTB基因缺失小鼠给予4w高盐饮食后,[Na+]CSF显著增加(P<0.05)。3.UTB基因缺失对高盐饮食小鼠脑组织脉络丛ENa C-α表达的影响RT-PCR、Western-blot和免疫组织化学结果发现:UTB基因缺失小鼠给予4w高盐饮食后,脑组织脉络丛ENa C-α的m RNA和蛋白的表达水平显著增加(P<0.05)。4.UTB基因缺失增强高盐饮食小鼠脉络丛ENa C-α表达的可能机制RT-PCR、Western-blot和免疫组织化学结果发现:UTB基因缺失小鼠给予4w高盐饮食后,脑组织脉络丛p-s GK1(Ser422)/s GK1、p-s GK1(Thr256)/s GK1和p-Nedd4-2(Ser328)/Nedd4-2的磷酸化水平增加(P<0.05);证实了UTB基因缺失激活了高盐饮食小鼠脑组织脉络丛s GK1-Nedd4-2-ENa C-α通路,导致Ser422、Thr256的磷酸化参与了s GK1的活化,进而促进Nedd4-2的Ser328位点磷酸化,导致小鼠脉络丛ENa C-α表达增加,进而引起小鼠[Na+]CSF升高。5.UTB基因缺失对高盐饮食小鼠饮水量和平均动脉血压的影响监测各组小鼠饮水量的变化,结果发现:UTB基因缺失小鼠和野生型小鼠给予4w高盐饮食后,饮水量均明显增加(P<0.05);无创法测量各组小鼠平均动脉血压的变化,结果发现:UTB基因缺失小鼠给予4w高盐饮食后,平均动脉血压明显升高(P<0.05)。结论:(1)体外实验证实:下调小鼠CPECs中UTB表达导致s GK1-Nedd4-2-ENa C-α通路激活,促进ENa C-α表达增加;(2)体内实验证实:UTB基因缺失通过激活小鼠脑脉络丛s GK1-Nedd4-2-ENa C-α通路,增加ENa C-α表达,进而引起高盐饮食小鼠[Na+]CSF升高,导致小鼠盐敏感性高血压的发生。