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血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)是一种有效的血管形成和血管通透性诱导因子,特异性地作用于血管内皮细胞,具有维持血管正常状态和完整性、增加血管通透性、促进血管生成的作用。在正常成人和动物组织中表达水平较低,一些代谢旺盛、血供丰富的组织中VEGF表达水平略高,一些病理情况下可以过度表达。
肾脏的主要功能是维持体液平衡,该过程中有两百万个肾小球参与血液滤过。在胚胎和成年肾脏中VEGF主要表达于肾小球基质和球内细胞。在肾小管VEGF主要表达与远端小管和集合管上皮。VEGF作为重要的血管生成调节因子在生理和病理条件下都发挥着重要作用。过高或过低的表达都会引起肾脏生理功能的障碍。VEGF在胚胎发育时期的功能和调节机制已被广泛研究。VEGF单基因缺失就可以引起胚胎致死,因此对于VEGF在成年体内的研究很难进行。近年来通过基因打靶技术,成功实现了VEGF在成年体内的敲除,并由此引起了肾脏生理功能的紊乱,表现为血栓性的微血管病。然而,对于VEGF在成年体内的研究依然非常有限。随着抗VEGF治疗在人体病理条件下的广泛应用,这一疗法显示出了越来越多的并发症。越来越多的人们开始意识到了VEGF在成年体内的重要性,关于更多的VEGF在成年体内的信息有待人们去研究。
为了获得更多的VEGF在成年体内的信息,也为了更好的模拟临床的抗VEGF治疗条件,理想的方法就是引入一种可调控可诱导的基因调节系统,利用该系统实现VEGF基因在特定时间特定细胞的部分性下调。在本研究中我们引进了Tet-On基因调节系统,利用加减四环素(doxycycline,Dox)来实现对足细胞VEGF基因的表达调节。通过在VEGF基因启动子区插入四环素操纵子序列(tet operator sequence,tetO),成功构建了可调控VEGF基因表达的转基因鼠模型(VEGFtetO)。同时,我们建立了在足细胞特异性启动子引导下表达四环素阻遏蛋白(tetR-Krab)的转基因鼠模型Nephrin-tetR-Krab(tg/+)。利用加减四环素可以实现四环素阻遏蛋白与四环素操纵子的可逆结合。通过将上述两种转基因鼠杂交,在得到的双转基因鼠VEGF(tetO/tetO)/Nephrin-tetR-Krab(tg/+)中成功实现了对足细胞VEGF的表达下调,且该下调导致了很多肾脏方面的并发症。该研究通过不完全抑制或部分性降低VEGF表达,很好的模拟了临床的抗VEGF治疗条件,将为临床诊断和治疗提供可靠的依据。
本研究的目的是探讨在小鼠肾脏足细胞特异性的降低VEGF基因表达对肾脏结构和功能变化的影响。RT-PCR,Western blot以及免疫组化的结果显示,Tet-On调节系统成功实现了对双转基因鼠肾脏VEGF表达的下调。通过电镜分析显示,VEGF基因下调后,正常的肾小球基底膜三层结构被改变,转基因鼠呈现肾脏功能的紊乱以及对肾脏疾病的易感性。