肾小管细胞活性氧（ROS）-ATP结合盒（ABC）转运蛋白-磷脂酰丝氨酸（PS）通路对肾结石形成的影响

The appearance of phosphatidylserine（PS）in the exoplasmic leaflet of renal epithelial cell membranes has been suggested to promote the retention of calcium oxalate monohydrate (COM) crystals at the cell surface. However, the mechanisms that are responsible for the oxalate-promoted collapse of membrane phospholipid asymmetry in renal epithelial cells remain unknown.In our preliminary work we found oxalate induced PS externalization intensely without phospholipid scramblase activation.As current study shows，there is evidence that ATP-binding cassette(ABC)transporter behave as phospholipid flopase in certain circumstances. Taken together, we are interesting in the role of ABC transporters in the PS externalization of renal epithelial cells.The investigation to conduct is propitious to find out the mechanism of calcium oxalate nephrolithiasis.

尿石症是泌尿外科常见疾病，高草酸尿是重要的发病因素。研究草酸与细胞的相互作用具有普遍意义。现认为草酸作用后肾小管上皮细胞膜磷脂酰丝氨酸（PS）外翻在肾结石形成中发挥重要作用，我们先前对其机制进行了研究并观察到活性氧（ROS）及磷脂外翻酶参与了该过程。ATP结合盒（ABC）转运蛋白在许多情况下能发挥细胞膜磷脂外翻酶的作用，其抑制剂能缓解结石动物模型的结晶沉积，并且ROS在调节ABC蛋白表达中发挥重要作用。我们推测草酸作用于肾小管细胞后，在活性氧及细胞内信号转导通路的作用下，多种ABC转运蛋白表达或功能出现变化，造成细胞膜PS在细胞膜外膜表达。在这个过程中， ABC转运蛋白的异常表达和所发挥的作用是肾结石发生的关键原因。本课题探讨肾小管细胞ROS-ABC转运蛋白-PS通路在肾结石形成中起到的作用，并且研究抑制相关ABC转运蛋白所可能起到的治疗作用，从而为肾结石的形成机制和防治提供依据

肾结石是泌尿外科常见疾病，以草酸钙结石占绝大多数。高草酸对肾小管细胞膜产生损伤。高草酸可诱导肾上皮细胞膜中磷脂酰丝氨酸（PS）分布平衡的破坏，使其外翻至细胞膜外层充当附着位点的角色，从而促进草酸钙一水化合物（COM）晶体粘附于细胞膜表面。我们之前对高草酸诱导肾小管细胞膜PS异常分布的机制进行了研究，发现草酸导致的细胞膜内层PS的外向运动发挥着关键作用，但是其中的具体原因尚不是完全清楚。. 本次试验研究主要是在于探讨草酸作用下肾小管细胞PS外翻的相关机制，着重研究ABC转运蛋白参与草酸诱导PS外翻的相关过程，另外应用多种分子生物学手段观察ABC转运蛋白在PS外翻中发挥的作用。研究多种ABC转运蛋白在草酸离子导致细胞膜中磷脂极性分布改变以及草酸根离子相关的肾结石成石经过中扮演的角色，进一步为了肾结石的成石具体过程和治疗预防提供新的研究方向。所得的结果及结论如下：.（1） 高草酸诱导肾小管上皮细胞MDR1、MRP-1和BCRP的上调，其作为磷脂外翻酶引起肾上皮细胞膜中的PS外翻。MDR1、MRP-1和BCRP表达的增高具有高草酸盐浓度依赖性。 .（2） MDR1、MRP-1和BCRP的特异性抑制剂可显著减弱高草酸盐诱导的PS外翻。尤其是当转染了MDR-1基因之后，PS外翻的细胞显著增加，与草酸的作用相当。提示MDR1、MRP-1和BCRP作为磷脂外翻酶介导高草酸盐引起的细胞膜PS外翻过程。.（3） 抗氧化剂NAC显著降低细胞内ROS产量的同时，下调MRP-1和BCRP的表达，提示ROS对MRP-1和BCRP表达的调控作用。.（4） ROS介导的MRP-1和BCRP合成的增加可以通过促进肾上皮细胞中的PS再分布，而在高草酸盐促进的草酸尿结石形成中起重要作用。.（5） 在体内，维拉帕米作为MDR1、MRP-1和BCRP（ABC转运蛋白）抑制剂，通过抑制几种目标蛋白功能，从而减少细胞膜PS外向运动，减少肾组织草酸钙晶体沉积。.（6） 另外，体内实验中维拉帕米组，肾组织中MRP-1和BCRP表达下调，提示其除具有MRP-1和BCRP抑制剂作用外，尚可能具有一定抗氧化能力。本实验所得结果为肾结石的发生机制提供了新的思路。