原发性痛风致病基因cGKII在单核细胞内的功能及致病机理的研究

Genetic factor is the main cause for gout. A gout causal gene, cGKII, was located to chromosome 4q21 and identified in our priliminary works. cGKII is a protein kinase which is dependent on cGMP signal pathway. However, the relationship between cGKII and gout is still unknown. We found that cGKII gene expresses in monocytes and can be regulated by LPS. The function and mechenism of cGKII in monocytes will be studied as follows: 1)Genes related to cGKII will be studied by microarray technologies in monocytes of people and animal. 2)Functional changes of monocytes will be observed when cGKII gene is overexpressed or down-regulated by knockin or knockdown techniques in the monocytes cell line: THP-1. 3)The effect of cGKII SNP on monocytes' chemotaxis and gathering will be studied in gout animal model. In this project, we will try to reveal new mechanisms of gout and provide new insights in the development of drugs for gout.

遗传因素是痛风发病的主要因素。课题组前期工作中应用全基因组扫描系连锁分析方法将一个痛风大家系致病基因定位于染色体4q21区,并在该区域内定位到一个新的痛风致病基因--cGKII基因。cGKII为依赖cGMP的蛋白激酶，其与痛风间的关联不清楚。我们初步研究发现cGKII基因在单核细胞中表达，并受LPS的调控。提示cGKII可能与单核细胞的功能有关。本项目拟通过下列实验进行验证1）在人体、动物、细胞水平分别应用microarray和蛋白质芯片筛查单核细胞中与cGKII有关的基因 2）应用knockdown、knockin技术在人的单核细胞和单核细胞系THP-1中低表达或过表达cGKII基因，观察单核细胞功能的变化3）构建新型痛风动物模型，活体状态下观察cGKII及其rs11736177 SNP对单核细胞趋化及聚集能力的影响。该研究将揭示新的痛风发病机制，为开发治疗痛风的新药奠定基础。

遗传因素是痛风发病的主要因素。课题组前期工作中应用全基因组扫描家系连锁分析方法将一个痛风大家系致病基因定位于染色体4q21区域，并在该区域内定位到一个新的痛风致病基因：cGKII基因。本课题对cGKⅡ基因参与痛风发病的可能致炎机制展开研究，结果显示：（1）应用慢病毒转染方法获得cGKⅡ-over express和cGKⅡ-knock down单核细胞株，进一步研究发现，尿酸盐晶体（MSU）诱导单核/巨噬细胞cGKⅡ表达增高，cGKⅡ不仅参与M1型巨噬细胞极化，而且影响单核/巨噬细胞的吞噬能力；（2）通过PCR成功地扩增了cGKⅡ基因片段并连接到了GV208病毒载体上，成功构建Prkg2及Prkg2基因Rosa26位点knockin小鼠模型，通过同源重组方式获得F1代阳性杂合子小鼠，繁殖获得F2代纯合子小鼠，并完成相关基因型鉴定，为后续实验顺利开展奠定基础；（3）分别对cGKII条件性基因敲除小鼠及cGKII基因Rosa26位点knockin小鼠骨髓原代单核细胞进行体外分离、诱导、培养，发现了与cGKII相关的上调或下调基因，其中H2Aa、Cxcl12、H2Eb1、IL-6、Cts1、Ctla2b、Tnfs13与关节疾病密切相关，这些相关上调或下调的基因参与中性粒细胞趋化、炎症因子释放及巨噬细胞吞噬等炎症过程，cGKII可能通过调控其中的一个或多个基因参与痛风发病的致炎机制。该研究揭示了新的痛风发病机制，为制定新的痛风诊疗策略和开发治疗痛风的新药奠定基础。