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南开课题组发现新型蛋白分子 将有助于“棘手”肾病治疗

南开新闻网讯(记者 马超)

      近日,南开大学医学院杨荣存教授课题组通过构建基因敲除鼠实验,发现了位于肾脏小管上皮细胞的新型蛋白分子并阐述其机理,这一研究成果为大肠杆菌引起的肾脏炎症研究提供了新的视野,同时也为临床上尿路感染和肾功能损伤研究提供新的策略。

  80%的尿路感染都是由于大肠杆菌引起的,尤其在女性和儿童中的病发比较常见。尿路感染会导致临床上的尿频尿急症状,而且这种病一旦感染难以治愈,反复发作。大肠杆菌导致的尿路感染如果不及时治愈容易导致肾功能损伤和肾小管间质性炎症的发生。

  大肠杆菌可以通过尿路上行感染到肾脏与肾小管上皮细胞并与其表面多种蛋白结合。该课题组发现的蛋白分子(LRRC19)位于肾小管上皮细胞膜上且表达丰富,它可以特异性地识别大肠杆菌,并“集结”炎症细胞,让炎症细胞吞噬细菌,同时肾小管上皮细胞可以释放具有杀菌作用的抗菌肽成分,直接对细菌进行杀伤。

  在课题组基因敲除鼠实验中,正常野生鼠上皮细胞杀菌能力远远高于该蛋白分子(LRRC19)敲除小鼠的杀菌能力,从而说明此蛋白在大肠杆菌导致的肾脏感染中起到很重要的杀菌作用。

  课题组研究了此蛋白的作用机理,发现此蛋白是通过其下游接头分子TRAF2/TRAF6激活了与炎症相关的NF-KB和MAPK信号通路从而导致与炎症相关的细胞因子如肿瘤坏死因子-alpha和白介素-1的分泌,同时此蛋白分子还能够调控肾小管上皮细胞分泌杀菌肽成分和C型凝集素,这些成分都能够清除细菌的作用。

  此前,课题组通过生物信息学分析筛选出了该蛋白分子,并通过体内和体外实验研究了该蛋白分子的功能及其作用机制。本研究在从分子水平上解析了大肠杆菌所致的尿路感染方面取得重要进展,尿频、尿急及肾脏炎症的治愈不再“可望而不可及”。

  课题组相关研究成果已公开发表于《Nature Communications》杂志。该杂志主要定位于出版自然科学各领域具重要突破的高质量研究成果,其学术内容除了生物、化学和物理学外;还致力于发表Nature系列期刊所不能涵盖的一些学科的成果产出;该杂志具有很高的国际影响力,影响因子为10.742。该研究得到国家科技部“863”、“973”项目和国家自然科学基金面上项目的资助。

  杨荣存教授和车永哲教授为本篇论文的共同通讯作者,博士生苏小敏、闵嗣平和曹水松为本文的共同第一作者,南开大学是第一完成单位和通讯作者单位。