UQCRC1基因调控慢性肾衰肠源性氧化应激的机制研究

The maltality of patients with chronic renal failure (CRF) was considerably influenced by oxidative stress(OS). Few attentions have been payed to the local activated OS, besides the conventional factors contributed to the OS of CRF. Complex III subunit 1，coded by gene UQCRC1, is part of the mitochondrial respiratory chain. Recent studies and our investigations suggested that gut, as one of the organs having the largest reservoir of human flora, may paly a major role in the activation of OS in CRF and complex III subunit 1 may partly participate in the activation of OS in CRF colon. The study planned to establish renal failure rat model and focus on the gene UQCRC1 of colon in CRF for the following things: (1) to validate the level of complex III subunit 1 in colon tissure of CRF and control rat and to compare of the extent of inflammation and OS in colon tissue of the two groups, (2) by using gene chips combined with biologic information analysis to find out the regulating factors of UQCRC1 in the colon of CRF rat and validate that by using RT-PCR and Western Blot,(3) to interfer the gene UQCRC1 of colon and then test the OS and related regulating factors in CRF rat. By doing these work, we plan to find theory surpport and a new therapeutic target of colon-derived OS in CRF.

氧化应激（OS）是慢性肾衰（CRF）死亡率的重要影响因素。CRF局部OS激活的机制不清楚。UQCRC1基因编码的线粒体呼吸链膜蛋白复合体Ⅲ（ComplexⅢ）亚基1参与线粒体呼吸链的组成，是氧化磷酸化的重要介质。文献和前期研究表明：肠道作为人体最大的细菌寄居和CRF条件下代偿排毒最多的场所，在CRF的OS产生中起一定作用；ComplexⅢ亚基1在CRF大鼠结肠组织中的表达明显上调，可能参与CRF肠源性OS的产生。本研究拟利用动物模型标本，以CRF结肠UQCRC1基因为切入点，开展三方面的研究：⑴通过与对照组对比，确定结肠UQCRC1基因与CRF肠源性OS的相关性；⑵利用表达谱芯片并结合信息学和生物功能分析，筛选出CRF大鼠结肠UQCRC1基因所涉及的信号通路的关键性调控因子；⑶干预UQCRC1基因，验证其与CRF肠源性OS的相关性。由此为CRF肠源性OS激活提供实验依据和新的治疗靶点。

氧化应激（OS）为慢性肾衰（CRF）多种并发症的机制之一，受到广泛关注。胃肠道症状在CRF人群中广泛存在，但其机制尚不明确。肠道作为人体最大的细菌寄居场所，其相关菌群已成为目前各领域的热门研究对象，但在CRF状态下，目前尚无研究证实肠道是否参与了OS的激活，其影响因素又有哪些？本课题拟通过建立肾衰大鼠模型，探索在CRF状态下，肠道对于系统性OS的贡献以及相关的影响因素，为临床治疗探索新的思路和方向。我们首先通过5/6肾切建造CRF大鼠模型，成模之后留取血清及结肠组织，通过肾功能评估造模是否成功，在通过检测丙二醛（MDA）、8-羟基脱氧鸟苷（8-OHdG）、超氧化物歧化酶（SOD）、总抗氧化能力（Total antioxidant capacity，TAC）等指标评估系统及结肠局部的OS情况，发现氧化损伤指标MDA在CRF大鼠血清及结肠组织中明显升高，而8-OHdG、SOD 、TAC变化不明显，充分说明CRF大鼠结肠局部发生了氧化损伤，但却未引起DNA损伤，同时抗氧化防御系统没有相应的变化；这一结果与其他研究提示的CRF下OS相关指标变化一致，并且凸显了肠道局部OS激活参与到了系统性OS激活的过程中，故肠道可以作为控制OS的靶点之一。然后，我们进一步对结肠组织的线粒体损伤指标UQCRC1蛋白进行了检测，结果表明CRF组结肠UQCRC1蛋白较对照组明显下调，UQCRC1作为线粒体呼吸链complex III亚基1编码基因，其在能量产生中起着重要的作用，其表达的下调意味着在CRF结肠组织中已经有能量的产生障碍，而能量产生障碍与动力、功能相关，可能为临床中CRF患者广泛的胃肠道症状的机制之一。最后，我们通过转录组测序及PCR验证发现两组在UQCRC1的RNA表达上并无差异 ，这一结果与蛋白质检测结果不一致，提示其变化发生在转录、翻译水平，尽管与预期不一致，但为后续研究指明了方向。