哺乳动物后肾发育重要环节及关键调控因子的研究

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1、首席科学家:起止年限:依托部门:总后勤部卫生部项目名称：哺乳动物后肾发育重要环节及关键调控子的研究谢院生中国人民解放军总医院2011.1至2015.8二、预期目标1、本项目的总体目标通过系统而创新性地研究肾脏发育过程中三个重要环节(后肾间充质和输尿管芽的相互作用、帽状间充质细胞分化为上皮细胞以及肾争位的形成)所涉及的关键分子的表达变化、功能作用及其主要分子信号通路，阐明哺乳动物后肾发育过程屮细胞定向分化的分子调控机制。建立和完善肾脏输尿管发冇异常和遗传性肾病患者及家系成员的临床信息及生物样木资源库，幵展相关疾病的遗传分子诊断。提出

2、并验证急性肾损伤修复再生的过程是肾脏发育某些过程的重现的学术观点，成功应用肾脏发育关键因子促进损伤肾脏的修复再生。建立健全我W肾脏发育生物学研究的科研基地和技术平台，在肾脏发育生物学研究的国际前沿，取得一批具有自主知识产权的研究成果，提升我U在肾脏发育生物学研究领域的鬧际学术地位。建立、培养、锻炼一支从事肾脏发育生物学基础和应用研究的高索质、高水平的学术闭队，培养-•批热爱肾脏发育生物学研究并具有一定专业技术水平的博士后、博士和硕士研究生等后备队伍。2、五年预期目标(1)阐明Robo2基因变异导致肾输以管发育异常、Cox2基因敲除

3、导致表浅肾单位成熟障碍的分子机制。(2)明确肾脏发育关键分子及主要信号通路在肾脏发育重要环节细胞定向分化过程中新的作用机制。(3)构建后肾帽状间充质细胞分化为肾脏上皮细胞重要环节不同部位不同分化命运的细胞文库、基因表达谱和关键调控因子的分子解剖图谱。(4)发现肾发育异常新的致病基因或基因突变位点；开展肾发育异常及遗传性肾病的遗传分子诊断。(5)提出并验证急性肾损伤修复再生的过程是肾脏发育某些过程的重现的学术观点，应用肾脏发育关键因子促进损伤肾脏的修复再生。(6)建立胚肾发育特异性表达GFP的转基因品系以及靶器官特异性Crc/lox

4、P,条件性敲除靶基因的动物模型及其后续研究的技术T台。(7)建立健全肾发育异常及遗传性肾病患者的临床信息及生物样木资源库。(8)发表高水平的SCT收录论文40篇以上，申请专利2项以上。(9)锻炼和造就一支从事肾脏发育生物学研究的高素质、高水平的学术团队,培养一批博士后、博士和硕士研究生。(10)提升我岡肾脏发育生物学领域的同际学术地位。三、研究方案1、学术思路在肾脏的发育过程中，输尿管芽和后肾问充质的和互作用、问充质细胞分化为上皮细胞、肾单位的形成是肾脏发育的三个重耍环节。细胞定向分化是肾脏发育的核心。木项目需耍解决的关键科学问题

5、是：在肾脏发育的重耍环节宥哪些关键调控因子影响了细胞的定叫分化？这些分+的信号通路和调控机制如何？肾脏发育关键因子对先天性肾脏输尿管发育异常的分子诊断和损伤肾脏的修复再生有什么作用？为了解决这些问题，本项目结合发育与生殖研究国家重大科学研究计划2010年度重要支持方向“针对哺乳动物的一种重要组织器官，如肾脏、肝脏、造血系统等，在分子遗传水平上研究发现控制重要组织器官发育的关键因子和信号通路，揭示组织器官发育的根本机制”的要求，确定本项0的学术思路（见下图）：以肾脏发育三个重要环节为切入点，在分子遗传水平上，重点研究哺乳动物后肾发育

6、过程中细胞定向分化的关键因子和信号通路，揭示肾脏发育的根本机制，将胚肾发冇关键因子应用于肾脏输尿管发冇异常和遗传性肾病的分子诊断，促进损伤肾脏的修复再生。输尿管芽和后肾间充质相互诱导1.肾脏发育过程后肾间充质和输尿管芽相互作用主控基因的调控研究肾脏发育帽状间充质分化为上皮细胞=>2.胚肾帽状间充质细胞分化为上皮细胞的关键因子和信号通路关键因子信号通路肾单位节段形成3.肾血管球形成和足细胞发育的分子调控机制Sr成熟肾单位4.肾脏发育关键因子在分子诊断及修复再生中的作用肾脏发育根本机制肾损伤/疾病促进腎脏损伤后修复2、技术路线木项□用

7、于寻找和探索新基因功能和机制，普遍使用的技术途径是：筛选候选基因—验证其表达变化—T•预实验—明确其功能和机制—应用研究。(1)应用转基因鼠和细胞特异条件性靶基因敲除鼠，结合基因组学、比较生物信息学研究技术，筛选肾脏发育关键候选基因。(2)用分子生物学验证已冇较好前期研究基础和新的候选基凶在特定细胞、组织的吋空表达特征。(3)利用siRNA干预、质粒转染、转基因、基因敲除等基因修饰以及抗体巾和、受(配)体拮抗等方法，进行体内、外的干预实验。(4)明确关键候选基因和蛋白的功能和分了作用机制。(5)将基础研究获得的肾脏发育关键因子应用

8、于肾输尿管发育异常及遗传性肾病的分子诊断和损伤肾脏的修复再生。3、创新点与特色(1)阐明肾脏发育重要环节关键因子在细胞定向分化过程屮新的作用及分子调控机制，为培育可供移楨的肾脏器官奠定基础。(2)构建后肾发育重要环节不同部位、不同分化命运的肾脏细胞