绝经后女性易发口干症,与雌激素分泌减少有关,但具体分子机制不明。雌激素可以调节Na+/K+-ATPase,而Na+/K+-ATPase是介导唾液离子重吸收的关键分子。但是雌激素调控Na+/K+-ATPase的详细机制尚不清楚。我们前期研究发现雌激素能上调NDRG2表达;NDRG2在唾液腺导管细胞高表达;酵母双杂交筛选到Na+/K+-ATPase β1是NDRG2的相互作用分子。上述结果提示NDRG2可能是雌激素和Na+/K+-ATPase的中介分子,并可能参与唾液生成和雌激素缺乏诱发的口干症。本项目拟通过体外细胞水平的研究和去卵巢大鼠模型,分析是否存在Estrogen/NDRG2/Na+/K+-ATPase调控通路,以及该通路在唾液生成和雌激素缺乏诱发口干症中的作用。本课题可为研究唾液生成的分子机制提供新的线索,为绝经后女性口干症的发病机制及治疗提供新的思路和理论依据。
oral dryness;estrogen;NDRG2;Na+/K+-ATPase;gene therapy
NDRG2是第四军医大学生化教研室药立波教授课题组于1999年发现并首先克隆的人源化基因。我们发现NDRG2在人和大鼠的唾液腺导管细胞中特异表达,而导管细胞的重要功能是进行唾液的离子重吸收,从而使正常唾液渗透压维持在血浆渗透压的1/9。绝经后女性口干症的发生率在50%以上,大部分口干症患者并没有绝对的唾液流量的减少,而主要是唾液成分的改变,特别是渗透压的增高。本课题主要有两个重要发现第一、唾液腺导管细胞中存在Estrogen/NDRG2/Na+/K+-ATPase调控通路;第二、NDRG2治疗可以改善雌激素缺乏诱发的口干症。第一个重要发现获得的关键数据包括通过经典的三种研究转录调控的方法(报告基因、EMSA、CHIP),证实NDRG2是雌激素的下游靶基因;利用免疫共沉淀和激光共聚焦共定位,证实NDRG2和Na+/K+-ATPase beta亚基的相互作用;体外transwell-col模型,发现NDRG2能促进唾液腺导管细胞对Na+和Cl-的重吸收;NDRG2通过与Na+/K+-ATPase beta亚基的相互作用,抑制后者通过泛素-蛋白酶体途径降解;NDRG2参与雌激素对Na+/K+-ATPase的调节。第二个重要发现获得的关键数据包括通过去卵巢手术,建立雌激素缺乏诱导的口干症模型,动物的唾液流量没有显著地变化,而唾液中Na+和Cl-的浓度显著升高,去势动物饮水量明显增多;去卵巢大鼠颌下腺NDRG2、Na+/K+-ATPase β1和ENaC蛋白水平均明显降低,而Na+/K+-ATPase β1在mRNA水平没有明显变化;给予去势大鼠两种NDRG2腺病毒治疗(CMV启动子和KALL启动子),使NDRG2分别非特异性在唾液腺组织和特异性在唾液腺导管细胞表达,两者均能减少唾液中Na+和Cl-的浓度,恢复去势大鼠的正常饮水量;原代培养给与治疗的大鼠唾液腺导管细胞,发现NDRG2治疗组能恢复导管细胞对Na+的重吸收和Na+/K+-ATPase介导的Na+外向电流。本课题的研究在生理水平部分阐明了唾液离子重吸收的分子机制,拓展了NDRG2分子的功能研究,为临床绝经后女性口干症的治疗奠定了研究基础,有望在特定阶段阻断雌激素缺乏诱发的口干症。