STC-1在奶牛钙磷调控中的作用与分子机制研究

斯钙素-1（Stanniocalcin，STC-1）是一种糖蛋白激素。近年在小鼠、大鼠中研究发现,STC-1通过抑制肠道对钙的吸收和促进肾脏对磷重吸收来实现对钙、磷的调节。本实验室预试验研究证实在奶牛小肠绒毛上皮细胞和肾脏肾小球、近曲小管、远曲小管存在有STC-1蛋白，而STC-1在奶牛钙磷稳态调节和代谢紊乱疾病中起着何种作用以及是如何起作用的，国内外还未见报道。本项目利用免疫组化、分子生物学技术和荧光非损伤微测技术，研究STC-1在奶牛小肠上皮细胞、肾小管上皮细胞和成骨细胞中的分布、受体定位，STC-1对TRPV5、TRPV6、Npt2a和Npt2b离子通道在Ca/P离子流变化中的调控作用；拟从细胞水平、分子水平上解析STC-1在奶牛钙磷调控中的作用和机制，证实STC-1在奶牛钙磷调控的新的路径和靶点，为奶牛钙磷代谢稳态的调控及代谢紊乱疾病防治提供新的理论基础和实验依据。

为探索STC-1在奶牛钙磷稳态调控中的作用及机制，项目进行了以下研究：.1. STC-1对奶牛成骨细胞增殖分化的影响及MNP的成骨细胞毒性研究.试验利用细胞培养和免疫组化法证实STC-1在新生奶牛成骨细胞的表达；结果还表明采用不同浓度的rhSTC-1处理奶牛成骨细胞，STC-1可以抑制体外奶牛成骨细胞的增殖，具有浓度和时间上差异性，0.1-10.0ng/ml 的STC-1可以促进体外成骨细胞的矿化；结果还显示CoCl2可以诱导奶牛成成骨细胞发生凋亡，在 4个时间点均有明显上升，在24h的表达量最高（P＜0.01）。Bax mRNA的表达量在24h最高（P＜0.05）；VDR mRNA 在4个时间点表达均上升，在36h最高（P＜0.01），结果表明CoCl2诱导奶牛成骨细胞缺氧中，STC-1基因参与了凋亡过程，Bax促进凋亡的发生, VDR也参与此凋亡过程。.2. 斯钙素1在初生奶牛胃肠道的表达及其对氧化应激和新型钙离子通道的影响研究.结果显示， STC-1基因和蛋白表达量在胃肠道均有表达，最高是在皱胃；肠道中十二指肠和结肠的基因表达量最高，蛋白表达量最高却是在十二指肠和空肠。肾脏中表达量均高于胃肠道中的表达量, 结果显示STC-1表达最丰富的部位正好是胃肠道消化和吸收最活跃的部位，提示STC-1可能参与了奶牛消化与吸收过程；结果还表明STC-1基因和蛋白表达均随H2O2诱导时间延长而增加，且具有时间依赖的趋势，该趋势能为STC-1过表达而逆转。STC-1对过氧化氢诱导的奶牛肠道上皮细胞损伤的作用研究表明STC-1保护细胞免受氧化损伤的可能机制之一是它具有抗氧化和抗凋亡作用。STC-1对Caco2细胞钙离子转运蛋白调节作用研究结果表明，增强STC-1表达后TRPV5、TRPV6和VDR mRNA和蛋白的表达水平均有所下调，而抑制了该激素的表达后TRPV5和TRPV6的表达有所上升，尤以TRPV6表达明显，当添加外源重组STC-1后，其表达又下调。但增强和抑制该激素的表达都对PMCA1b和NCX1表达没有显著影响。提示斯钙素1影响上皮细胞Ca2+摄取可能是通过抑制了Ca2+进入细胞的通道而实现的。