碳酸氢根转运体NBCn2在肾脏酸碱平衡调控中的作用
批准号:
31371171
项目类别:
面上项目
资助金额:
90.0 万元
负责人:
陈历明
依托单位:
学科分类:
C1102.内分泌、泌尿与生殖生理
结题年份:
2017
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
王登科、李向阳、温景敏、马西祥、郭义敏、谢张冬、李璐璐、王莉
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中文摘要
钠离子偶联的HCO3-转运体NBCn2(简称n2)是一个重要的pH调控蛋白,与多种人类疾病有着密切关联。在前期研究中,我们发现编码n2的基因SLC4A10具有三个启动子,其中一个控制一类我们新发现的n2剪接异构体在肾脏中的特异表达。这也是首次阐明n2在肾脏中有表达!肾脏是极为重要的过滤与重吸收器官,肾脏碳酸氢根重吸收对于维持机体的酸碱稳态有很关键的作用。在此,我将对n2在肾脏酸碱平衡调控分子机制中的作用进行研究。研究内容主要包括:①通过报告基因研究n2的不同启动子在肾脏模式细胞HEK293等细胞系中的表达特异性及其对酸碱刺激的应答机制;②阐明n2在肾小管上皮细胞中的表达定位;③通过代谢性酸中毒等模型研究n2在肾脏中的作用;④通过电生理学技术研究n2异构体的离子转运活性。这些研究将对从基因、分子、系统水平了解n2在机体酸碱平衡调控机制中的作用及代谢性酸中毒的病理机制具有重要科学意义。
英文摘要
It is of fundamental significance to maintain acid-base homeostasis in the body. The electroneutral sodium coupled HCO3- transporter NBCn2, encoded by SLC4A10 which belongs to the solute carrier family 4 (SLC4), plays critical roles in intracellular pH regulation as well as transepithelial HCO3- movement. In human, dysfunction of SLC4A10 is associated with multiple pathological conditions. By 5'-RACE and cDNA cloning, we have identified a series of novel NBCn2 variants. Our data indicate that SLC4A10 contains three distinct promoters in charge of expression of NBCn2 variants with different amino termini. One of these promoters is responsible for the specific expression of a type of NBCn2 in the kidney-the first demonstration that NBCn2 is expressed in the kidney. It is well known that HCO3- reabsorption by renal tubules plays an essentially important role maintaining global acid-base homeostasis in the body. In the present study, we will investigate the role of NBCn2 in acid-base transport in the kidney. First, using luciferase reporter assay, we will elucidate the cell-type specificity of different promoters of Slc4a10 in different model cell lines, as well as the response of these promoters to acid stimuli in cell culturte. Second, to understand the physiological role of NBCn2 in the kidney, we will examine, by immunocytochemistry, the cellular localization of NBCn2 proteins in renal tubules. Thirdly, we will examine the effect of acid-base stress, including metabolic acidosis, chronic hypoxia, on the expression of NBCn2 in rat kidney. Finally, we will investigate the effect of structural variations of NBCn2 variants on the HCO3- transport activities of the transporter. Our study will provide, from the gene, molecular, as well as system levels, critical insights into our understanding of the physiological as well as pathological roles of NBCn2 in the kidney.
NBCn2是一个非常重要的钠离子碳酸氢钙转运体,参与细胞pH调控。NBCn2由Slc4a10基因编码,在中枢系统中具有非常丰富的表达,与神经元兴奋性的调控具有密切关系,与癫痫、智障、自闭症等疾病有密切关系。然而,在本项目之前,NBCn2在其他系统中的作用鲜有研究。. 我们发现肾脏中可表达三类NBCn2异构体:两类全长的MCDL-NBCn2和MEIK-NBCn2及一类Nt截短的MHAN-NBCn2。本项目的主要目标是NBCn2在肾脏中的生理学作用。.通过本项目的研究,我们在了解Slc4a10基因的结构与功能方面取得了一些新进展,发现Slc4a10有三个启动子,不同启动子的转录与表达具有高度组织特异性;发现了Slc4a10多个新的外显子,克隆了一系列新的NBCn2异构体。这些研究成果对深入了解NBCn2的表达调控机制及其结构与功能有重要意义。. 肾脏在机体酸碱平衡调控中起着极其重要的作用。通过蛋白印迹、免疫荧光技术,我们对不同NBCn2异构体在大鼠肾脏中的表达及组织分布进行了研究,发现MCDL-NBCn2主要分布在近端肾小管上皮细胞顶膜,而MEIK-NBCn2主要表达在髓绊升段粗支(mTAL)和内髓集合管基底侧膜。动物模型及数学动力学模拟等结果表明MCDL-NBCn2是近端肾小管一种新的HCO3–重吸收机制。. 我们的结果对传统的近端肾小管酸碱转运机制提出了重要的补充和修正。传统理论认为,近端肾小管HCO3–重吸收完全依赖于NHE3和V-ATPase介导的质子分泌,HCO3–与H+结合被中和为CO2,CO2被上皮细胞吸收。我们的发现表明近端肾小管可以通过NBCn2直接以离子的形式完成HCO3–重吸收。而且,我们发现NBCn2和NHE3在肾脏的HCO3–重吸收和H+分泌中具有不同的效率。我们的发现可以很好的解释代谢性酸中毒、代谢性碱中毒条件下肾脏NBCn2及NHE3表达水平的适应性表达。.我们的这些研究结果引起了较大的反响,论文发表后,Nature Review Nephrology专门进行了报道。我们的研究大大拓展了人们关于NBCn2生理学作用的认识,拓展了关于NBCn2的研究领域,对了解肾脏调控机体酸碱稳态的机制、机体水盐平衡调控机制及肾脏与高血压的关系等研究均有重要科学意义。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Towards bridging the gap between acid-base transporters and neuronal activity modulation.
弥合酸碱转运蛋白和神经元活动调节之间的差距。
DOI:--
发表时间:2014
期刊:International Journal of Physiology, Pathophysiology and Pharmacology
影响因子:--
作者:Ying Liu;Li-Ming Chen
通讯作者:Li-Ming Chen
Electrophysiologyprinciples of Na+/HCO3– cotransporters
Na /HCO3-协同转运蛋白的电生理学原理
DOI:10.13294/j.aps.2016.0036
发表时间:2016
期刊:Acta Physiologica Sinica
影响因子:--
作者:Li-Ming Chen;Mei Liu;Ying Liu
通讯作者:Ying Liu
The balance of HCO3– secretion versus reabsorption in the endometrial epithelium regulates uterine fluid pH
子宫内膜上皮 HCO3 分泌与重吸收的平衡调节子宫液 pH 值
DOI:--
发表时间:2018
期刊:Frontiers in Physiology
影响因子:4
作者:Zhang-Dong XIE;Yi-Min GUO;Mei-Juan REN;Jichun YANG;Shao-Fang Wang;Tong-Hui XU;Li-Ming CHEN;Ying LIU
通讯作者:Ying LIU
Structure and Function of SLC4 Family [Formula: see text] Transporters.
SLC4 家族 HCO3- 转运蛋白的结构和功能
DOI:10.3389/fphys.2015.00355
发表时间:2015
期刊:Frontiers in physiology
影响因子:4
作者:Liu Y;Yang J;Chen LM
通讯作者:Chen LM
Effects of Nt-truncation and coexpression of isolated Nt domains on the membrane trafficking of electroneutral Na+/HCO3- cotransporters.
Nt 截断和分离 Nt 结构域的共表达对电中性 Na /HCO3- 共转运蛋白膜运输的影响
DOI:10.1038/srep12241
发表时间:2015-07-20
期刊:Scientific reports
影响因子:4.6
作者:Wang DK;Liu Y;Myers EJ;Guo YM;Xie ZD;Jiang DZ;Li JM;Yang J;Liu M;Parker MD;Chen LM
通讯作者:Chen LM
膜转运体调控因子IRBIT作用机理的研究
- 批准号:32271195
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:54万元
- 批准年份:2022
- 负责人:陈历明
- 依托单位:
相互作用蛋白IRBIT调控碳酸氢根转运体NBCe1功能的分子机理
- 批准号:31771294
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2017
- 负责人:陈历明
- 依托单位:
NBCn1在子宫液体微环境酸碱平衡调控机制中作用的研究
- 批准号:81571388
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2015
- 负责人:陈历明
- 依托单位:
Usher综合征相关基因SLC4A7在视网膜中的作用机制
- 批准号:31271208
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:15.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:陈历明
- 依托单位:
碳酸氢根转运体NBCe1在精子获能中的作用
- 批准号:31000517
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:19.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:陈历明
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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