BDNF激活Ras-MEK-ERK通路上调SRF致膀胱过度活动症的机制研究

The incidence of overactive bladder disorder (OAB) is very high, which seriously affects the quality of life of patients. It is of great social significance to elucidate its mechanism behind OAB. In the research of NSFC funding (81600588), we found that BDNF plays a key role in the regulation of BK channel in the development of OAB. During the investigation of BDNF regulate detrusor excitability, we also found the activation of serum response factor (SRF) signaling pathways. SRF, a member of a superfamily of transcription factors, regulates the activity of many early genes which can activate detrusor gene expression by combining the transactivator sequence CArG participating in cell cycle regulation, apoptosis, growth and differentiation. Previous studies and preliminary experimental confirmed that BDNF plays an important role in the regulation of SRF expression in which Ras-MEK-ERK may be an important pathway in the process, so the regulation may demonstrate another potential mechanism for the development of OAB. Current project intends to detect OAB development during overexpression and intervention of SRF at the molecular, cellular and animal levels in order to further explore the effect of BDNF binding receptor TrkB on the SRF activity of detrusor cells and activate downstream detrusor myocytes contraction-related protein function.

膀胱过度活动症（OAB）发病率高，严重影响患者的生活质量，阐明其发生机制具有重大的社会意义。前期的青年基金项目研究发现脑源性神经营养因子（BDNF）调控BK通道在OAB的发生发展中发挥着关键作用，同时还发现该过程中伴随着血清反应因子（SRF）信号通路的激活。SRF是一类转录因子超家族成员，调节许多即早基因的活性，通过结合反式作用启动子序列CArG盒来调控逼尿肌基因表达，从而参与细胞周期调控，凋亡，生长和分化。既往研究和预实验结果证实BDNF具有调控SRF表达和活性的重要功能，Ras-MEK-ERK可能是这一调控机制的重要通路，因此这可能是OAB发生发展的又一潜在机制。本项目拟在前期基础上，在分子、细胞和动物水平检测过表达和干预SRF后，OAB发生和发展变化，以进一步探讨BDNF结合受体TrkB调控逼尿肌细胞SRF活性激活逼尿肌细胞收缩相关蛋白导致OAB进展的相关机制，为临床治疗提供新靶点。

膀胱过度活动症（OAB）发病率高，机制不清。本项目拟在前期工作基础上，拟在分子、细胞和动物水平检测过表达和干预SRF后，OAB发生和发展变化，具体研究内容包括，在体外和体内证实ERK1/2 激活SRF 启动子之间的直接调控关系以及具体结合位点，以及在细胞学水平检测SRF沉默或者过表达逼尿肌细胞中，单细胞测序检测膀胱失代偿过程中关键的分子标记物，在临床膀胱过度活动患者血液、尿液和组织样本中检测SRF 表达情况，找寻可能的诊断和预后标记。结果显示，BDNF抗原水平在梗阻模型中逐渐升高，在4周达到峰值，然后在4周后逐渐降低。RNA测序和串联质量标签（TMT）标记的蛋白质组学分析显示，第4周的PBOO膀胱组织具有137个表达增加的基因，涉及细胞外基质结构，收缩纤维，肌原纤维，肌动蛋白细胞骨架等相关通路，以及288个下调的基因主要富集在与通道活性和突触膜相关的通路。在PBOO大鼠的膀胱组织中共发现1281个基因，包括314个上调和967个下调基因。在第5周PBOO大鼠的膀胱组织，共发现314个上调基因参与受体配体活性，细胞因子活性和适应性免疫应答通路，总共967个下调基因主要集中在与阳离子通道活性，离子通道结合，肌动蛋白结合等相关的通路。分子标记物分析结果显示，患有PBOO的大鼠的血清中Fgf2水平也持续增加直至第4周，而在第5周后降低。更重要的是，Fgf2靶通路中的17个与Fgf2相关靶基因在PBOO大鼠的膀胱中被激活，并同时激活了上皮-间质转化和肌生成相关通路。与正常对照组相比，BPH患者在血清中表现出更高的FGF2表达水平和BDNF水平。另外，FGF2水平与前列腺体积相关，但与年龄或体重指数无关。以上所有数据表明，Fgf2可以视为大鼠PBOO模型中代偿阶段的标志物。当前的研究结果可为诊断BPOO患者进展提供重要的分子标志，为研究膀胱代偿到失代偿的转变提供关键信号分子，也为临床BPOO患者治疗提供重要的靶点。