关键词:
X连锁遗传性肾性尿崩症
AVPR2基因突变
精氨酸加压素受体2
阿螺旋霉素
SR49059
摘要:
背景与目的:
人体水平衡的维持对于正常的生理发育与代谢非常重要。在正常情况下,机体对渗透压升高或者血容量减少可以做出正常的调节,即精氨酸加压素(AVP)从垂体后叶释放并与主要在肾脏集合管主细胞表面表达的精氨酸加压素受体2(V2R)结合,然后通过启动cAMP信号转导通路和水通道蛋白(AQP2)易位反应促进肾脏集合管水的重吸收,从而恢复机体的水平衡状态。当AVPR2基因突变使其编码的V2R蛋白对AVP丧失敏感性时则会导致遗传性肾性尿崩症的发生。目前对于遗传性尿崩症的治疗手段主要是针对尿量异常等临床表现的对症治疗,包括输液,低盐饮食以及噻嗪类利尿剂等药物的应用。然而个体之间的治疗效果明显不同,仅能在一定程度上减轻临床症状,不能从根本上完全治愈该疾病,因此导致绝大多数患者的生活仍然受到很大影响。
本课题组之前报道过一携带AVPR2基因错义突变(c.972C>G;p.I324M)的家族谱系。因此本次研究以I324M-V2R为研究对象,在探究I324M突变致X-linked NDI的分子机制的同时为携带I324M突变的X-linked NDI患者寻找潜在的特异性治疗手段。在本次研究中,我们以野生型V2R(WT-V2R)为正常对照,首先观察I324M-V2R的受体成熟程度、细胞内转运状况及蛋白稳定性。其次,探究I324M-V2R下游信号转导通路(cAMP及ERK1/2信号转导通路)的活性。最后,通过明确I324M突变导致X-linked NDI的分子机制寻找针对该病的有效治疗手段。
方法:
1.将带Myc标签的野生型V2R(WT-V2R)和突变型V2R(I324M-V2R)质粒瞬时转染HEK293T细胞,48小时后收集细胞总蛋白并利用蛋白免疫印迹技术观察两组V2R受体的表达差异。
2.将带Myc标签的野生型V2R(WT-V2R)和突变型V2R(I324M-V2R)质粒瞬时转染COS7细胞,然后利用细胞免疫荧光技术观察两组V2R受体的空间定位差异。
3.将带Myc标签的野生型V2R(WT-V2R)和突变型V2R(I324M-V2R)质粒瞬时转染HEK293T细胞,在用放线酮(20μg/m L)刺激细胞后利用蛋白免疫印迹技术观察两组V2R蛋白稳定性的差异。
4.将带Myc标签的野生型V2R(WT-V2R)和突变型V2R(I324M-V2R)质粒瞬时转染HEK293T细胞,转染48小时后用DDAVP(10n M、100n M、1μM和10μM)刺激细胞15分钟,然后利用酶联免疫吸附测定技术观察两组V2R受体下游G蛋白依赖性cAMP信号通路活性的差异。
5.将带Myc标签的野生型V2R(WT-V2R)和突变型V2R(I324M-V2R)质粒瞬时转染HEK293T细胞,转染48小时后用DDAVP(1μM)刺激细胞15分钟,然后利用蛋白免疫印迹技术观察两组V2R受体下游G蛋白非依赖性ERK1/2信号通路活性的差异。
6.将带Myc标签的野生型V2R(WT-V2R)和突变型V2R(I324M-V2R)质粒瞬时转染HEK293T细胞,转染48小时后用DDAVP刺激细胞(100n M)15分钟,然后用酶联免疫吸附测定技术观察SR49059和阿螺旋霉素(Alvespimycin)对I324M突变的功能挽救效应。
结果:
1.与WT-V2R相比,I324M-V2R完整的糖基化修饰过程受损,从而导致大量未成熟V2R受体的生成。
2.与WT-V2R相比,I324M-V2R几乎都滞留于内质网中,丧失了细胞表面的表达。
3.I324M-V2R与WT-V2R的蛋白降解速率并无明显差异,这意味着I324M突变并不影响V2R蛋白的稳定性。
4.与WT-V2R相比,I324M-V2R对DDAVP刺激无反应性,从而导致其下游G蛋白依赖性cAMP信号转导通路活性的丧失。
5.与WT-V2R相比,I324M-V2R对DDAVP刺激无反应性,从而导致其下游G蛋白非依赖性ERK1/2信号转导通路活性丧失。
***49059或阿螺旋霉素(Alvespimycin)促进了I324M-V2R的受体成熟并部分恢复了I324M-V2R下游G蛋白依赖性cAMP信号转导通路活性。
结论:
通过一系列研究发现:I324M-V2R突变通过干扰该受体的成熟及转运过程导致涉及肾脏水重吸收的关键步骤—cAMP和ERK1/2信号转导通路启动障碍,从而导致X-linked NDI的发生。同时我们从I324M突变导致X-linked NDI的基本分子机制入手证明了SR49059和阿螺旋霉素(Alvespimycin)可以在不同程度恢复该突变受体的功能。