膀胱过度活动症(OAB)的直接原因是逼尿肌不受控制的收缩,而逼尿肌收缩是由钙离子作用于肌浆球蛋白引发的。嘌呤碱能受体是配体ATP门控离子通道受体,其功能与OAB密切相关,P2X1是嘌呤碱能受体发挥功能的必需分子。申报者使用诱导特异性敲除平滑肌Dicer1基因敲除小鼠,阻断逼尿肌小RNA(microRNA)功能,在OAB模型中研究,发现小RNA功能缺失可导致嘌呤碱能受体表达及敏感性增加,加剧OAB的症状。通过microArray、生物信息学分析及Realtime PCR验证,申报者找到两个受OAB调控并调节P2X1表达的小RNA。由于钙离子的释放受钠、钾等离子通道调控,在本研究中,申报者希望通过基因敲除阻断小RNA功能及过表达外源小RNA两种小鼠模型,在动物活体、离体组织、细胞三个层次,研究并阐明小RNA通过抑制P2X1表达,调控逼尿肌细胞的钠、钾等离子通道的开闭,抑制OAB的生物学机制。
Over active bladder;microRNA;Dicer;Purinergic receptor;Detrusor muscle
MicroRNA参与众多的生理、病理调控过程,但其在膀胱过度活动症(OAB)中的功能及机制并不清楚。我们在前期工作中发现诱导性敲除平滑肌Dicer1基因,阻断其microRNA功能,可显著加强膀胱过度活动症条件下逼尿肌的收缩力,其机制可能与嘌呤碱能受体有关。 在本项目的资助下,我们以腹腔注射环磷酰胺为动物模型,在诱导型平滑肌特异性敲除小鼠(SM22-CreER * Dicer1flox/flox)中,通过Western检测嘌呤碱能受体表达,发现Dicer1缺失小鼠在注射环磷酰胺后P2X1等嘌呤碱能受体表达均显著增高,而毒蕈碱能受体M3的表达量并无差别。使用阻滞剂阿托品检测逼尿肌拉力,显示其不能消除电刺激下逼尿肌增强,证实了我们的假设。 尿动力学检测显示,平滑肌Dicer1基因缺失小鼠在注射环磷酰胺后,膀胱基础压力、排尿压力阈值、最大排尿压、排尿间隔时间及尿量,均较对照组有显著差异。冰冻切片染色也显示,Dicer1敲除小鼠的平滑肌层及间质层均明显增生,膀胱上皮致密程度下降,提示microRNA功能对病理条件下的膀胱有保护作用。 免疫组化检测显示巨噬细胞是Dicer1敲除小鼠在注射环磷酰胺后变化明显的免疫细胞。进一步使用单核-巨噬细胞趋化功能被抑制的CCR2基因敲除小鼠,结果显示其顺应性显著增强,平滑肌层及间质层增生被抑制,该结果提示单核-巨噬细胞是加剧Dicer1基因敲除小鼠膀胱过度活动症的主要效应细胞。 经microRNA microArray高通量筛选及Realtime复筛,我们获得了受膀胱过度活动症调控、同时可能以嘌呤碱能受体为靶标的miR-34a, miR-25两个microRNA,序列比对显示miR-34a在小鼠与人间具有高度同源性,通过P2RX1表达报告基因及高表达mmu-miR-34a载体共转证实,miR-34a能调控小鼠P2RX1的表达。此外,我们在临床采集了数例膀胱过度活动症病人的膀胱壁样本,对其检测了其组织中嘌呤碱受体P2RX1、P2RX2的蛋白表达以miR-34a的丰度,其结果与小鼠的相似,提示人与小鼠在该通路上的机制具有相似性。 综上所述,本项目的研究结果表明,miroRNA通过调控嘌呤碱能受体,调节膀胱过度活动症症状,巨噬细胞是参与其中的主要效应细胞,而miR-34a是主要调节因子。