撰文

周星全责编

宋艳东

常染色体显性多囊肾(ADPKD)作为人类最为常见的单基因遗传病之一，通常与两个基因PKD1和PKD2的突变相关。PKD1所编码的蛋白PC1在细胞膜以及纤毛上形成多蛋白复合物，调节细胞与细胞、细胞与细胞基质之间的相互作用、信号转导以及机械感应。当其表达水平低于一定阈值时，会导致囊肿的形成[1]。但对于PKD基因相关的转录调控机制目前还很不清楚。RNA解旋酶p68在调控基因转录、细胞增殖、早期器官的发育成熟以及DNA损伤修复中发挥重要作用。同时p68作为Drosha复合体的组成部分，通过促进primary-miRNA（pri-miRNA）整合到Drosha复合物中，帮助其进一步的加工成熟[2]，这表明了p68对于miRNA调控的重要作用。有研究显示miRNA的异常表达与肾囊肿以及ADPKD的病程之间存在强烈的关联性[3]。因此p68可能在ADPKD相关的信号通路中发挥了重要作用。年7月9日来自美国MayoClinic的李小刚教授团队在Theranostics发表了题为”RNAhelicasep68inhibitsthetranscriptionandpost-transcriptionofPkd1inADPKD”的文章，该研究对p68在ADPKD中的作用进行了探讨。

在小鼠模型中，Pkd1的缺失和过表达都能造成肾囊肿的发生，提示人类PKD1的表达需要受到严格的控制。鉴于p68在转录调控中的重要作用，作者探究了其对于Pkd1基因以及PC1蛋白表达的调控作用。结果显示，在小鼠的内髓集合管细胞(mIMCD3)中通过siRNA敲低p68可以明显增加Pkd1mRNA的水平以及PC1的表达，但对于Pkd2并无明显的影响。进一步的ChIP实验证明，p68富集在Pkd1的TSS区域；不同物种Pkd1的序列比对显示，在其启动子区域存在一段保守的p68结合位点，提示p68抑制Pkd1的重要作用(图1)。

图1p68通过结合在Pkd1启动子区域抑制其转录

p68作为Drosha复合体的组成部分，对于pri-miRNA的加工和成熟具有重要作用，且miRNA的异常表达与ADPKD的疾病进展密切相关。作者猜测，这三者之间是否存在某种联系。生物信息学分析结果预测，miR-17、miR-c以及miR-可能结合在Pkd1的3’-UTR位点。作者通过敲低p68证实了miR-17、miR-c以及miR-的水平会明显降低，但它们的pri-miRNA水平并无变化。其中，miR-对于Pkd1的调控作用尚未有人阐述。作者在mIMCD3中抑制或过表达miR-能相应的促进或抑制Pkd1的表达。这些结果表明，p68通过影响ADPKD相关miRNA的成熟调控Pkd1的转录后翻译，提示在囊肿形成过程中p68可能通过促进miRNA成熟抑制Pkd1的表达(图2)。

图2p68通过促进miRNA成熟抑制Pkd1转录后翻译

为进一步了解p68在ADPKD中的作用，作者发现在Pkd1突变的肾上皮细胞（MEK）以及组织中，p68的表达明显升高。鉴于p68在癌症中促进细胞增殖，作者在Pkd1突变的MEK中将p68敲低后，发现细胞的生长也受到了明显的抑制，同时一些细胞增殖和囊肿形成相关的细胞因子表达也明显降低。之后研究者利用TGF-β处理Pkd1突变的肾上皮细胞，发现纤维化相关标志物与p68的表达均有升高，当敲除p68能够有效降低纤维化标志物的表达水平（图3）。上述结果表明在ADPKD中p68上调对囊肿肾上皮细胞的增殖以及纤维化具有促进作用。

图3p68调控囊肿肾上皮细胞的增殖和纤维化

综上，本文通过探究PKD1基因相关的转录调控机制，发现p68作为一个全新的调控因子能够通过结合在Pkd1的启动子区域抑制其转录；同时，通过调节Pkd1相关miRNA的加工成熟，在转录后水平介导了Pkd1mRNA的失活。作者进一步在3D培养的mIMCD3球状模型中将p68敲除，成功的延缓了囊肿的形成，结合上述p68在囊肿细胞中表达上调，促进囊肿细胞的增殖以及纤维化等结果，表明p68有望成为治疗ADPKD的新靶点。

参考文献：

[1]HarrisPC,TorresVE.Geneticmechanismsandsignalingpathwaysinautosomaldominantpolycystickidneydisease.JClinInvest.;:-.

[2]GurtnerA,FalconeE,GaribaldiF,PiaggioG.DysregulationofmicroRNAbiogenesisincancer:theimpactofmutantp53onDrosha