利用小鼠模型研究WNK1在调控钠钾转运中的作用

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81300709
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0714.水、电解质、微量元素、维生素代谢异常及酸碱平衡异常
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

WNK1 is a member of newly discovered serine-threonine kinases of which mutations causes a familial hypertension and hyperkalemia syndrome (FHH). WNK1 has at least two different isoforms, a ubiquitous full-length form (L-WNK1) and kidney-specific form (KS-WNK1) exclusively in the kidney. Studies using expression systems have shown that L-WNK1 activates Na-Cl cotransporter NCC, Na-K-2Cl cotransporter NKCC2 and the epithelial Na+ channel ENaC and inhibits renal K+ channel ROMK. KS-WNK1, by itself, has no effect on NCC, and ROMK, but antagonizes L-WNK1 regulation of NCC and ROMK. These results lead to the hypothesis that KS-WNK1 is a physiological antagonist of L-WNK1. In this hypothesis, the ratio of L-WNK1 over KS-WNK1 controls Na+ reabsorption and K+ secretion. An increase in the ratio causes Na+ and K+ retention and a decrease causing Na+ and K+ wasting. The goal of this proposal is to examine the hypothesis using genetic altered animal models. I propose the following three specific aims: Aim 1: To examine the in vivo physiological role of KS-WNK1 in the regulation of Na+ and K+ transport using transgenic mice overexpressing KS-WNK1 and KS-WNK1 knockout mice. Aim 2: To examine the in vivo physiological role of L-WNK1 in the regulation of Na+ and K+ transport using conditional L-WNK1 knockout mice. Aim 3: To test the hypothesis that KS-WNK1 regulates renal Na+ and K+ transport by antagonizing the effects of L-WNK1. These studies will provide new insights into the mechanism of FHH and may help development of WNK1 antagonists as potential therapeutic agents for the treatment of hypertension and hyperkalemia.
WNK1是新发现的丝氨酸/苏氨酸激酶家族成员, 其基因突变会导致家族性高血压高血钾(FHH)。WNK1至少有两种亚型, 广泛存在的全长型(L-WNK1)和肾脏特异型(KS-WNK)。我们通过体外功能研究首次发现L-WNK1调控肾脏钠钾离子转运, 而KS-WNK1则拮抗 L-WNK1的作用。我们推测KS-WNK1是L-WNK1的生理拮抗剂,而且L-WNK1对KS-WNK1的比率增加时,会使远端肾单位的钠离子重吸收增加,钾离子分泌减少,导致高血压和高血钾,这可能是WNK1突变导致FHH的一个新机制。为证实这个假说,我们建立KS-WNK1和L-WNK1转基因和基因敲除小鼠模型,研究KS-WNK1和L-WNK1在调节血压血钾平衡中新的调控路径以及KS-WNK1是否是L-WNK1的拮抗剂。此研究将从新的视角阐明FHH发生的分子机制,并为高血压和高血钾的防治提供新思路和新靶点。

结项摘要

WNK1是一类新的蛋白激酶,其基因突变会导致家族性高血压和高血钾 (FHH) ,前期工作发现其两个亚型全长型 (L-WNK1) 和肾脏特异型 (KS-WNK1) 在体外调控肾脏钠钾离子通道作用是互相拮抗。本课题通过构建L-WNK1和KS-WNK1的转基因和基因敲除小鼠模型来进一步研究L-WNk1和KS-WNK1 在调节血压血钾平衡中的体内作用以及KS-WNK1 是否是L-WNK1 的拮抗剂。我们首先构建L-WNK1转基因小鼠(L-WNK1-TG), 通过检测血压,血尿电解质和肾脏钠离子通道,发现L-WNK1-TG小鼠血压显著下降,在低钠情况下出现尿钠排泄增加,肾脏钠离子通道NCC和NKCC2表达量和功能都下降,而且上游调控的SPAK/OSR1表达也相应下降,表明L-WNK1可能通过WNK1-SPAK/OSR1-NCC/NKCC2激酶信号通路下调肾脏钠离子通道,进而引起血压下降。另外,我们又构建KS-WNK1 敲除小鼠(KS-WNK1-KO),发现KS-WNK1-KO血压增加,肾脏钠离子通道NCC/NKCC2和上游激酶SPAK/OSR1表达均上调,表明KS-WNK1也是通过KS-WNK1-SPAK/OSR1-NCC/NKCC2激酶信号通路上调肾脏钠离子通道,进而导致血压升高。L-WNK1和KS-WNK1小鼠交配验证它们是否拮抗的工作正在进行。综合上述结果,本研究为阐明家族性高血压和高血钾发生的分子机制奠定了坚实的工作基础。项目资助已发表核心论文1篇,另有已接受SCI论文1篇,待发表论文两篇。培养硕士生6名,其中1名已经取得硕士学位,今年两名硕士即将毕业,另三名硕士在读中。项目投入经费23万元,支出也近23万元,各项支出基本与预算相符。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
血压的性别差异与小鼠肾脏钠离子通道的关系
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中国比较医学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    俞国峰;程梦婷;赵蓉;刘珍
  • 通讯作者:
    刘珍

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其他文献

鼠伤寒沙门菌rpoN基因缺失株构建及生物学特性研究
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  • 发表时间:
    2016
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  • 作者:
    苏洋洋;黄骏;吴白;印云聪;刘珍;陈素娟;彭大新;刘秀梵
  • 通讯作者:
    刘秀梵
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    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    实验流体力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    丁峰;柳军;沈赤兵;刘珍;陈韶华;黄伟
  • 通讯作者:
    黄伟
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  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    水力发电
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘珍;马小剑
  • 通讯作者:
    马小剑
宫颈癌组织中卵泡抑素样蛋白1的表达变化及其意义
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  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    山东医药
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  • 作者:
    洛若愚;张红;胡晓霞;毛林;刘珍;米思倩
  • 通讯作者:
    米思倩
聚丁烯-1的改性研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    现代塑料加工应用
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘珍;陈骏逸;韩雷;赵永仙
  • 通讯作者:
    赵永仙

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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