人胚胎肾微细结构三维重建- - 基于计算机辅助的组织连续切片追踪技术

1989年Barker首次提出，胎儿期发生的事件可能对出生后的整个生命过程的健康状况都将产生影响。之后，越来越多的研究显示，肾脏是发生发育期受不利的环境因素影响在成年期将形成某些疾病的重要器官之一。肾脏在发生发育过程中形成上百万肾单位，具有精致的微细结构和严格的空间排列。这种结构的高度复杂性是其执行正常生理功能以及发生病理生理过程的基础。项目主持人多年来在国内外肾学研究室借助多学科交叉技术，从事肾微细结构三维排列和重要转运功能的研究，研究结果多次发表在国际肾脏学权威杂志JASN和KI上。在前两个国家自然科学基金的资助下，完成了成年小鼠肾水通道蛋白-1分布及发育期小鼠肾凋亡与增殖等细胞活动定位的研究，研究的基础是微细结构的三维立体重构，研究结果分别发表在Journal of American Society of Nephrology（JASN）和Plos One上，前者并附了编者按评论其重要意义。另有评论该发现的文章获得Faculty of 1000 Medicine 网站最高分（医学论著权威评论网站)。对AQP-1分布的研究修正了以往对髓襻水转运进而影响髓质渗透梯度形成的理解。此次一年期小额资助项目针对人胚胎肾组织的特点，改良了生物标本制作和蛋白表达检测技术，并自主研发了计算机海量图像处理技术，初步完成了18周胎龄肾的连续切片及图像配准，进而定位细胞活动诸多相关蛋白，如AQP-1和-2，megalin和cubilin，H-ATP酶等的表达。能用现代的多学科技术手段完成人肾发生发育微细结构的三维毗邻关系的建立在国内外尚属首创，奠定了探索肾生理功能及先天和后天病理生理过程的理论基础。与此同时，项目组对已结题的两个国家自然科学基金项目进行了深入研究及数据分析，并为获得国家自然科学基金全额资助的下一个项目开展了新的探索。