利用患者特异iPS细胞模型研究多囊肾病的microRNA调控机制

常染色体显性多囊肾病 (ADPKD)是导致慢性肾功能衰竭中最常见的遗传性肾脏疾病，目前临床尚缺乏有效治疗手段，多数患者最终发展为终末期肾功能衰竭。因缺乏理想的研究模型，迄今ADPKD的发病机制及其防治措施的相关研究进展缓慢。从患者身上获得的诱导多能干细胞（iPS细胞）因为能保留患者个体的特殊基因型，为遗传性疾病的研究提供了前所未有的机遇。本项目组的前期研究发现PKD1基因突变的ADPKD家系成员血清miRNA15a表达水平存在明显差异，提示miRNA可能在ADPKD发生发展过程中起着重要调控作用。本课题拟建立ADPKD家系成员特异iPS细胞系，利用测序技术比较iPS细胞向肾脏细胞分化过程中miRNA表达谱的变化；根据生物信息学分析结果，对起主要作用的miRNA进行特异干扰，以期阐明调控ADPKD发生发展的特异microRNA及其具体调控途径，发现ADPKD的分子治疗靶点。

患者特异性诱导多能干细胞（iPSCs）因能保留患者的特殊基因型为研究常染色体显性多囊肾病（ADPKD）的发病机制带来新的契机。本项目利用重编程技术建立非PKD1/2突变的ADPKD患者家系特异性iPS细胞系，构建iPS细胞定向肾系细胞分化的体外诱导模型，分析ADPKD患者及健康人iPSC向肾系细胞定向分化的能力及细胞功能的差异，探讨非PKD1/2突变的ADPKD的致病基因。结果表明：①成功构建ADPKD患者家系特异性iPS细胞系；②iPSCs向肾系定向分化过程中，细胞表达肾脏发育相关基因BRY、PAX2、AQP1、KSP-CAD及Synatopodin；③ADPKD患者来源的iPS细胞向肾系分化过程中，Bry、SALL、WT1、OSR1、Lim、Pax2等肾系标志性基因的表达特异性升高，而在肾系分化成熟细胞的形态学上与正常iPS细胞并无显著差异；④ADPKD-iPS细胞的SAMSN1基因存在片段缺失；SAMSN1基因的异常表达，能使正常iPSCs向肾系分化过程中肾系标志性基因表达及细胞功能表现出类似ADPKD-iPS细胞基因的变化，提示SAMSN1的突变与该家系ADPKD的发病密切相关。本项目为深入了解非PKD1/2多囊肾疾病的发病机制提供了研究模型，对ADPKD的研究和治疗具有重要意义。