表达草酸代谢酶基因的乳酸杆菌构建及治疗高草酸尿的实验研究

泌尿系结石是泌尿外科最常见的疾病之一，草酸钙结石是最常见的泌尿系结石成分，而高草酸尿是草酸钙结石最重要的致病因素之一，迄今对于高草酸尿防治尚缺乏有效手段。本研究拟采用前期研究从产甲酸草酸杆菌克隆扩增的草酸分解基因frc和oxc，以及通过基因工程提取克隆草酸脱羧酶和草酸氧化酶基因，通过电转染技术转入肠道益生菌乳酸杆菌中，使之获得草酸分解功能。并通过乳酸杆菌灌胃的形式将转基因乳酸杆菌置入高草酸尿大鼠胃内，了解对高草酸尿的治疗作用。本研究的目标旨在为高草酸尿的治疗探索新途径。

本课题拟将草酸脱羧酶及草酸氧化酶基因转入乳酸菌中，使其表达草酸降解酶，达到持续有效降解草酸的效果，通过口服途径减少食源性草酸的吸收，从而预防草酸钙结石的形成。我们成功提取草酸脱羧酶（ODC）和草酸氧化酶（OxO）基因，并将其与表达质粒pMG36e重组，通过电转化将重组质粒转入乳酸菌MG1363中。在含100mmol/L草酸的培养基中培养48h，测量其生长情况及培养基中草酸含量变化。以含5%草酸食物喂养SD大鼠，进行重组乳酸菌灌胃治疗，每隔7天测量动物24小时尿液中草酸含量，1个月后取大鼠肾脏切片进行硝酸银染色观察肾组织内结晶。结果发现，重组pMG36e-ODC，pMG36e-OxO乳酸菌都可在含100mmol/L草酸的培养基中生长，其中pMG36e-ODC乳酸菌可明显降低培养基内草酸浓度，而培养pMG36e-OxO乳酸菌后培养基中草酸含量无明显变化；pMG36e-ODC乳酸菌可显著预防草酸钙结晶的形成，而pMG36e-OxO乳酸菌无明显预防效果。我们成功构建了一种可有效降解草酸的重组草酸脱羧酶基因的乳酸菌，通过口服途径即可在肠道中充分发挥生物学效应，在动物实验中取得了理想预防草酸结石的效果。理论上乳酸菌不仅可安全口服，并可以在人体肠道中正常寄生，因此口服表达草酸脱羧酶的乳酸菌是种简单、安全而又持续有效的防治高草酸尿症的方法，为预防草酸钙结石提供了一种新的思路。