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目的利用基因芯片技术分析小鼠草酸钙肾结晶模型的基因表达谱的变化,筛选出有研究价值的目的基因,并进行初步的临床验证,再通过动物及细胞学实验检测目的基因的表达变化,及其对肾小管上皮细胞凋亡的影响,并探索其在草酸钙肾结晶形成中的作用和机制。方法通过乙醛酸腹腔注射,构建小鼠草酸钙肾结晶模型,Von Kossa染色检测小鼠肾脏组织钙盐沉积情况。再通过基因芯片技术分析模型组肾脏组织基因谱的变化并筛选出目的基因;分别收取肾结石患者肾脏组织和肾癌根治患者正常部位肾脏组织标本,利用电镜扫描观察患者肾小管上皮细胞的微观结构,并用免疫组化检测患者肾脏组织目的基因的表达差异。再次构建小鼠草酸钙肾结晶模型,利用qPCR和Western blot检测小鼠肾脏组织目的基因的表达水平,HE染色和TUNEL凋亡实验分别检测小鼠肾脏组织细胞的微观结构改变和细胞凋亡情况,用免疫组化检测目的基因在小鼠肾脏组织的表达及利用Western blot检测凋亡相关蛋白水平。用一水草酸钙晶体刺激肾小管上皮细胞,构建草酸钙晶体刺激的细胞模型,同时构建PANK1过表达和PANK1-siRNA慢病毒,免疫荧光检测细胞感染情况,Western blot检测细胞水平目的基因的表达及细胞凋亡情况,qPCR检测下游相关蛋白的表达变化。结果成功构建了小鼠草酸钙肾结晶模型,Von Kossa染色显示模型组肾脏组织切片均有明显的钙盐沉积;基因芯片筛选出结晶模型中下调最明显的目的基因PANK1(p<0.05);扫描电镜结果显示,草酸钙肾结石患者肾脏超微结构较对照组发生了明显的损伤和凋亡性改变;免疫组化结果显示,草酸钙肾结石患者肾脏组织中PANK1的表达水平明显低于对照组。在小鼠模型中,qPCR结果显示,模型组小鼠肾脏组织的PANK1 mRNA水平显著低于对照组(p<0.05);Western blot显示模型组小鼠肾脏组织中的PANK1蛋白的水平相对于对照组也显著下调;免疫组化结果显示,模型组小鼠肾脏组织PANK1的表达也明显降低,且PANK1的表达主要集中在肾小管上皮细胞中;HE染色和TUNEL检测结果显示,相对于对照组,模型组小鼠肾脏组织细胞发生明显的凋亡性改变,且凋亡主要发生在肾小管上皮细胞中;Western blot结果显示,模型组小鼠肾脏组织的促凋亡蛋白Bax水平增加,抗凋亡蛋白Bcl-2水平降低。在草酸钙晶体细胞模型中,Western blot结果显示,草酸钙结晶刺激后,肾小管上皮细胞内PANK1的表达水平显著下调。流式细胞仪结果显示,相对于对照组,结晶刺激组的细胞凋亡水平明显增高;成功构建PANK1过表达和PANK1-siRNA慢病毒并感染细胞后,流式细胞仪检测结果发现,PANK1过表达组细胞凋亡水平明显降低,而PANK1-siRNA组凋亡明显增加;qPCR结果显示,与能量代谢凋亡相关的信号通路中,下游蛋白SIRT3和FOXO3a的表达水平与PANK1的表达呈正相关。结论草酸钙结晶刺激会下调肾小管上皮细胞内PANK1的表达,PANK1对肾小管上皮细胞的损伤和凋亡起到调控的作用。PANK1可能通过影响细胞能量代谢,激活能量感受器,并影响下游关键蛋白SIRT3的表达变化及转录因子FOXO3的转录活性,从而调节肾小管上皮细胞的凋亡,并促进草酸钙肾结晶的形成。