基于CRISPR/Cas9系统制备猪Pax2基因敲除细胞系

肾脏发育缺陷或缺失的猪模型可为人源化肾脏器官在异种动物体内再生提供“发育空位”,因此敲除肾脏发育关键基因Pax2(Paired box2)获得该动物模型是肾脏再生的关键步骤。本文利用生物信息学分析软件比对分析了不同物种间Pax2蛋白结构,明确了猪Pax2蛋白在氨基酸序列、二级结构和三级结构方面与人、小鼠具有相似性。结合Pax2蛋白在人和小鼠肾脏发育中的功能,选择猪Pax2基因第8外显子序列作为打靶目标区间,设计并构建了用于敲除猪Pax2基因的CRISPR/Cas9打靶载体。在检测CRISPR/Cas9载体打靶猪Pax2基因效率的基础上,利用细胞核转染和G418药物筛选获得巴马小型猪细胞单克隆。通过PCR、T载体克隆和Sanger测序检测各细胞单克隆Pax2基因的敲除情况,鉴定出33个双等位基因敲除Pax2基因的巴马小型猪细胞系,敲除效率达到45.21%(33/73)。本研究为肾脏缺失或肾发育不全的猪模型的获得奠定实验基础,同时为后续在猪体内再造人源化肾脏以及肾发育疾病的研究提供了研究材料。

首次发现1例局灶性节段性肾小球硬化症患儿PAX2基因新的移码变异及文献复习

目的了解儿童遗传性慢性肾脏病的临床与病理特点,寻找其致病基因突变位点并分析基因突变与临床表型的关系,以期早期诊断,早期预防。方法收集徐州医科大学附属徐州儿童医院1例疑似为遗传性因素所致慢性肾脏病患儿及其直系亲属的临床资料,并行肾穿刺病理检查,同时采用二代基因测序方法对该患儿、患儿父母及妹妹进行基因检测,寻找可能的突变位点,并与该家系中正常个体进行比较。结果患儿为14岁男孩,3岁时起病,主要临床表现为蛋白尿、夜尿增多,未正规治疗。期间多次尿蛋白++~+++,且逐渐出现尿床症状,家长一直未予重视。2年前于当地医院查肝、肾功能,家长诉未见异常,2019年8月19日因尿床至我院就诊,门诊查尿蛋白+++,血尿素氮13.54 mmol/L,肌酐188μmol/L,肾脏超声提示双肾缩小,肾穿刺活检病理结果为局灶性节段性肾小球硬化症(FSGS)。基因检测示患儿PAX2基因存在c.143delGp.Gly48Valfs*35剪切位点突变,且目前尚未有人群携带记录,因而考虑该患儿为PAX2基因出现新的移码突变。结论该例患儿临床表现为慢性肾脏病,肾活检确诊为FSGS,基因检测PAX2基因发生新的移码变异。对于病因不明的慢性肾脏病患儿应注意完善肾脏病理及基因检测,有助于明确诊断。

pax2基因在肾小管上皮细胞转分化中的作用

目的探讨pax2基因在大鼠慢性肾小管间质纤维化过程中的表达及其对肾小管上皮细胞转分化的可能作用。方法大鼠5/6肾切除造模,分别于术后2、4、6、8、10、12周取左肾皮质,采用逆转录(RT)-PCR及免疫组织化学的方法检测模型组和正常对照组的pax2和-αSMA的表达。结果病变组织见系膜细胞和基质增生,间质炎症细胞浸润,基底膜变厚。5/6肾切除模型组大鼠在术后第2周出现pax2mRNA的强表达,第4周达高峰,与正常对照组比较P<0.05,此后下降至痕量表达;α-SMA mRNA也在术后第2周表达逐渐增强,第8周达高峰,与正常对照组比较P<0.05,此后逐渐下降。免疫组织化学染色显示,5/6肾切除模型组pax2蛋白的表达、肾小管上皮细胞中α-SMA的表达与pax2mRNA、α-SMA mRNA的表达趋势相同。结论在大鼠慢性肾间质纤维化的过程中,受损的肾小管上皮细胞可向肌成纤维细胞转分化,肾小管发育胚胎基因pax2在此过程中的一过性表达可能起到重要的作用。

PAX2基因自发突变致肾⁃视神经盘缺损综合征一例

本文报道1例全长配对盒基因(PAX)家族中PAX2突变至肾⁃视神经盘缺损综合征的患儿。患儿男性,11岁10个月,临床表现持续泡沫尿伴不明原因的肾功能衰竭,患儿自幼出现视力下降。基因检测证实PAX2剪切位点突变(c.862⁃1G>A),Sanger测序验证显示患儿父母该位点均无变异,属于自发突变,结合临床表现符合肾⁃视神经盘缺损综合征诊断。PAX2突变是导致该患儿进展至终末期肾病及肾外表现的原因。

PAX2基因变异致慢性肾脏病2例报告并文献复习

目的探讨PAX2基因变异致慢性肾脏病(CKD)的临床和基因变异特征。方法回顾分析2例PAX2基因变异致CKD患儿的临床资料及家系基因检测结果,并在PubMed数据库及中国期刊全文数据库、万方数据知识服务平台检索复习相关文献。结果男女患儿各1例,均有蛋白尿及肾功能下降,例1处于CKDⅡ期,例2患儿处于CKDⅢ-Ⅳ期。基因检测发现2例患儿PAX2基因均存在致病变异。检索到32例PAX2基因变异致CKD患儿,表现为肾脏发育不良、蛋白尿,亦可有视神经缺损等肾外表现,部分患儿最终进展至终末期肾病。结论PAX2基因变异致CKD临床表型多样,相同变异位点者临床表型也可有显著差异。基因测序有助于早期诊断,早期对症支持治疗有助于延缓肾功能下降。

中国儿童PAX2基因突变的临床表型和基因型分析

目的总结和分析中国儿童PAX2基因突变的临床表型和基因型特征,为该疾病的监测、治疗和预后提供信息。方法该研究为病例系列分析研究。收集2014年1月至2022年12月华中科技大学同济医学院附属同济医院儿童肾脏专科PAX2基因突变患儿的临床资料,提取患儿外周血基因组DNA并进行全外显子组测序。检索PubMed、Medline、中国知网和万方数据库,归纳和总结中国PAX2基因突变患儿的临床、病理及基因型改变特征,并与该中心病例进行比较。结果该研究纳入13例PAX2基因突变患儿,男9例,女4例,其中尿检查异常12例,影像学检查双肾体积偏小7例,肾囊肿5例。临床表型为先天性肾脏和尿路畸形8例,肾-视神经乳头缺损综合征1例,血尿或蛋白尿3例。5例患儿接受了肾活检,表现为局灶节段性肾小球硬化C3肾小球病1例,局灶节段性肾小球硬化1例,薄基底膜病变1例,IgA肾病2例。13例患儿基因检测结果显示9例为新生突变,其中4种为新突变类型:c.321G>A、c.213-8C>G、c.63C>A、c.449C>T。76dupG(p.V26Gfs*28)突变型2例。文献检索到中国儿童PAX2基因突变病例51例,男32例,女19例。影像学检查示双肾体积偏小8例,肾囊肿13例。临床表型为先天性肾脏和尿路畸形28例,肾-视神经乳头缺损综合征17例,血尿或蛋白尿6例。7例接受过肾活检,局灶节段性肾小球硬化2例,微小病变1例,系膜增生性肾小球肾炎1例,IgA肾病1例,膜性肾病1例,局灶增生硬化性紫癜性肾炎伴肾小球肥大1例。34例为新生突变,12例突变来自父亲或母亲,其中5例父亲或母亲无临床表现,肾功能正常。76dupG(p.V26Gfs*28)突变型11例。结论中国儿童PAX2基因突变的临床表型和基因型具有多样性,PAX2基因突变最常见的临床表型为先天性肾脏和尿路畸形,c.76dupG(p.V26Gfs*28)为最常见的PAX2基因突变型。

PAX2基因变异所致慢性肾脏病一个家系的遗传学分析

目的探讨PAX2基因变异所致的1个慢性肾脏病(CKD)家系的遗传学特征。方法选取2018年8月15日至2021年7月5日于大理大学第一附属医院就诊的1个CKD家系4代共10人为研究对象。收集先证者的临床资料,并进行家系调查。应用全外显子组测序(WES)技术和生物信息学分析对先证者进行疑似致病基因筛选,应用Sanger测序进行家系验证。结果先证者为女性,年龄为41岁,确诊"慢性肾炎"4+年。尿常规提示尿蛋白(+),血肌酐1130μmol/L,肾穿刺病理结果提示增生硬化性肾小球肾炎、中度肾小管间质病变及肾小动脉硬化。其姐姐、弟弟、妹妹和母亲为CKD 5期患者,除姐姐外均已去世,余家系成员未见异常。基因检测发现先证者及4名家系成员携带PAX2:c.167G>A错义变异。该变异与局灶节段性肾小球硬化相关,根据美国医学遗传学与基因组学学会(ACMG)相关指南评估为可能致病性变异(PS1+PP3+PP4)。结论PAX2:c.167G>A变异可能为该CKD家系的遗传学病因。

沉默PAX2基因对肾间质纤维化大鼠的影响

目的探讨体内沉默PAX2基因对肾间质纤维化大鼠肾小管上皮细胞转分化(EMT)的影响。方法 64只Wistar大鼠麻醉后,单侧输尿管结扎法制作肾间质纤维化大鼠模型,随机分为阴性对照组和PAX2基因沉默组,每组32只。将200μL NC-siRNA-in vivo jetPEI^(TM)混合液转染阴性对照组大鼠,将200μL PAX2-siRNA-in vivo jetPEI^(TM)混合液转染PAX2基因沉默组大鼠,各组分别于转染后3、5、7、14 d分为4个亚组,每组8只。留取各组肾组织标本,应用Real-Time PCR及Western blot法检测肾皮质PAX2 mRNA及其蛋白的沉默情况,以及E-钙粘连素(E-cadherin)、α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)mRNA和蛋白表达情况。结果 PAX2基因沉默组PAX2 mRNA和蛋白表达量较阴性对照组均降低(P<0.05)。随着梗阻时间的延长,两组E-cadhelin mRNA和蛋白表达量逐渐下降,α-SMA mRNA和蛋白表达量逐渐升高;在转染14 d时,PAX2基因沉默组E-cadhelin mRNA和蛋白相对表达量明显高于阴性对照组(P<0.05),而α-SMA mRNA和蛋白相对表达量明显低于阴性对照组(P<0.05)。结论沉默PAX2基因在肾间质纤维化晚期大鼠中可明显抑制肾小管EMT进程,可能对肾间质纤维化有治疗作用。

一例由PAX2基因变异导致的Papillorenal综合征患者的遗传学分析

目的探讨1例临床表现为肾发育不全患者可能的分子遗传学病因。方法应用全外显子组测序对先证者进行基因变异分析,并通过Sanger测序对候选基因变异进行验证。应用PRS4-EGFP报告质粒分析位点变异对PAX2蛋白转录活性的影响。结果测序结果显示,先证者携带PAX2基因c.418C>T(p.Arg140Trp)杂合变异,为自发变异,已有文献报道与Papillorenal综合征相关。功能实验表明,PAX2-P130R、PAX2-R140G和PAX2-R140W对转录活性有显著抑制作用。而PAX2-A160T变异体对转录活性无影响。结论PAX2基因c.418C>T(p.Arg140Trp)杂合变异可能是先证者的遗传学病因,该变异可能导致孤立的肾发育不全。

Papillorenal综合征与PAX2基因

Papillorenal综合征(papillorenal syndrome),又称肾缺损综合征(renal coloboma syndrome),是一种以肾和眼先天发育不全为典型特征的常染色体显性遗传病,绝大多数患者在儿童期发病.部分Papillorenal综合征与PAX2基因突变有关.PAX2基因是转录因子家族配对盒基因(paired box)家族的一员,位于染色体10q23-24,编码PAX2蛋白亚型c型(PAX2 isoform c),调控下游基因的表达,在肾、眼等器官的发育过程中发挥重要作用.PAX2基因突变导致编码产物结构和功能异常,引起下游基因表达异常,导致肾、眼等相关器官发育不良.目前已报道80多个PAX2基因突变,可引起不同的临床表型.PAX2基因突变分析有助于Papillorenal综合征的诊断、监测和治疗.

PAX2稳转细胞系构建及对细胞迁移和侵袭能力的作用研究

目的探讨PAX2稳转细胞系构建及生物学作用。方法选择处于对数生长期大鼠肾小管上皮细胞,实验分为稳转组、空载组、对照组。稳转组采用阳离子脂质体转导将p EGFP-PAX2转入大鼠肾小管上皮细胞,空载组采用同样方法配置空载质粒转染溶液,对照组不添加质粒转染溶液。经G418筛选,建立稳定转染细胞系。通过细胞划痕实验及Transwell实验检测PAX2稳转细胞系的细胞迁移率及细胞侵袭作用。结果应用G418筛选14 d,稳转组大鼠肾小管上皮细胞有明显克隆长出,建立PAX2基因稳定转染肾小管上皮细胞系。稳转组在荧光显微镜下可见绿色荧光,基因融合表达获得成功。稳转组细胞PAX2条带密度与β-action吸光度比值为(1.00±0.04),空载组为(0.83±0.03),对照组为(0.85±0.04),3组吸光度比值比较,差异有统计学意义(F=398.7,P<0.05);其中稳转组吸光度比值高于空载组和对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。细胞划痕后18 h,对照组、空载组和稳转组细胞迁移率分别为(39.34±5.34)%、(40.56±7.54)%和(83.72±7.12)%,3组细胞迁移率比较,差异有统计学意义(F=431.8,P<0.05);其中稳转组细胞迁移率高于对照组和空载组,差异均有统计学意义(P<0.05)。各组细胞培养48 h后,对照组、空载组和稳转组迁移细胞分别为(23.33±3.63)、(22.00±8.14)、(45.67±7.14),3组迁移细胞数比较,差异有统计学意义(F=248.5,P<0.05);其中稳转组迁移细胞数高于对照组和空载组,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论 p EGFP-PAX2质粒成功转染大鼠肾小管上皮细胞,并成功筛选出高效稳定表达PAX2的稳转细胞系。PAX2稳转增加了肾小管上皮细胞的迁移及侵袭能力。

PAX2在梗阻性肾病大鼠中重新表达与尿β2-MG关系研究

目的:探讨PAX2基因在梗阻性肾病大鼠重新表达对肾功能的影响。方法:将80只成年雄性大鼠随机分为:假手术组(sham组)40只,模型组40只(单侧输尿管结扎,UUO组)。分别于术后3d、5d、7d、14d(每组10只)处死,留取肾组织。光镜观察肾脏病理形态学改变,采用免疫组化检测肾组织PAX2蛋白表达。全自动生化分析仪一次性检测尿β2-MG含量。结果:①HE和Masson染色观察到UUO组出现明显的纤维化表现;②免疫组化结果显示UUO组随着梗阻时间的延长PAX2蛋白表达逐渐增加,UUO组尿β2-MG含量逐渐升高;③相关分析表明:PAX2蛋白表达量与尿β2-MG含量呈正相关(r=0.912,P<0.05)。结论:胚胎发育基因PAX2在梗阻性肾病大鼠重新表达与肾功能密切相关。

微小RNA-508-3p靶向调控配对盒基因2影响肺癌细胞生物学特性的分子机制研究

目的探讨微小RNA-508-3p(miR-508-3p)在肺癌组织中的表达及其对肺癌细胞增殖活力、侵袭能力、凋亡率的影响与机制。方法采用定量聚合酶链反应(qPCR)法和蛋白质印迹法(Western blotting)检测肺癌组织中miR-508-3p和配对盒基因2(PAX2)表达,分析两者的相关性。分别用miR-508-3p模拟物(miR-508-3p组)、模拟物阴性对照miR-NC(miR-NC组)、PAX2 siRNA si-PAX2(si-PAX2组)、siRNA阴性对照(si-NC组)、miR-508-3p抑制剂anti-miR-508-3p(anti-miR-508-3p组)、抑制剂阴性对照anti-miR-NC(anti-miR-NC组)、共转染miR-508-3p和PAX2过表达质粒pcDNA-PAX2(miR-508-3p+pcDNA-PAX2组)、共转染miR-508-3p和空白质粒pcDNA-NC(miR-508-3p+pcDNA-NC组)转染肺癌A549细胞,并设置空白组。采用噻唑蓝(MTT)法检测24~72 h的细胞增殖活力;采用Transwell小室及流式细胞术分别检测细胞侵袭能力及凋亡率,采用Western blotting检测A549细胞基质金属蛋白酶-2(MMP-2)、B淋巴细胞瘤-2(Bcl-2)和Bcl-2相关X蛋白(Bax)蛋白表达。根据双荧光素酶活性检测结果评估miR-508-3p对PAX2的靶向调控。结果肺癌组织miR-508-3p表达低于癌旁组织,PAX2 mRNA和PAX2蛋白表达高于癌旁组织,差异有统计学意义(P<0.05);PAX2蛋白和miR-508-3p的表达呈显著负相关(P<0.05)。与空白组比较,miR-508-3p组Bax表达和细胞凋亡率均升高,MMP-2、Bcl-2蛋白表达和增殖活力、侵袭能力均降低,差异有统计学意义(P<0.05);与si-NC组比较,si-PAX2组PAX2、MMP-2、Bcl-2表达降低,Bax表达、凋亡率升高,增殖活力和侵袭能力降低,差异有统计学意义(P<0.05)。miR-508-3p靶向PAX2基因,调控PAX2蛋白的表达。PAX2可以逆转miR-508-3p对A549细胞增殖活力、侵袭能力以及细胞凋亡的影响。结论 miR-508-3p在肺癌组织低表达,其过表达可降低A549细胞增殖活力及侵袭能力,诱导细胞凋亡,机制与靶向调控PAX2基因有关。

中西医结合诊疗肾-视神经乳头缺损综合征1例

肾-视神经乳头缺损综合征(papillorenal syndrome,PRS),也称肾-视神经盘缺损综合征,是一种常染色体显性遗传病,其发病与配对盒2(paired box 2,PAX2)基因突变密切相关,临床上以肾脏和视盘发育不良为主要特征[1]。1988年,WEAVER RG等[2]最早对该病的临床表现进行了描述。1995年,SANYANUSIN P等[3]首次发现了PAX2基因突变与该病有关。由于该病确诊病例报道过少,目前尚无确切的流行病学数据,亦尚未发现特异性临床表现,因此,该病的诊断具有一定的困难性。

PAX2在单侧输尿管梗阻大鼠肾小管间质纤维化中的作用

目的通过检测PAX2和α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)在单侧输尿管梗阻(UUO)大鼠肾脏组织中的表达,探讨PAX2在肾小管间质纤维化中的作用机制。方法雄性6周龄Wistar大鼠48只随机分为模型组和对照组,每组各24只。模型组在无菌条件下于左侧背部肋下切口行左侧输尿管结扎术,对照组只探及肾包膜,不结扎输尿管。于造模第7、14、21、28天各处死大鼠6只,取其左侧肾脏组织行HE和Masson染色检测肾脏病理改变,计算肾小管间质纤维化指数。采用实时荧光定量PCR检测其肾组织PAX2mRNA表达,免疫组织化学方法检测其肾脏组织PAX2及α-SMA蛋白表达。结果1.病理结果显示:对照组各时间点肾小管及间质均无明显变化。随着梗阻时间的延长,模型组大鼠肾小管间质纤维化指数逐渐增高(Pa<0.01)。2.对照组大鼠肾组织仅有少量PAX2mRNA表达,而模型组第7天表达增高,随着梗阻时间的延长,PAX2mRNA表达逐渐增高,于第28天达最高,与对照组各时间点比较,PAX2mRNA表达有显著性差异(Pa<0.01)。3.模型组大鼠肾小管上皮细胞PAX2的蛋白表达及肾间质α-SMA的蛋白表达于第7天均增高,随梗阻时间的延长,PAX2蛋白表达及α-SMA表达逐渐增高,于第28天最高,与对照组各个时间点比较有显著性差异(Pa<0.01)。4.模型组大鼠肾小管上皮细胞PAX2蛋白表达与肾间质α-SMA表达呈显著正相关(r=0.880P<0.05),PAX2蛋白及α-SMA的表达均与肾小管间质纤维化指数均呈显著正相关(r=0.886,0.918Pa<0.05)。结论PAX2可能参与UUO大鼠模型肾小管上皮细胞-肌成纤维细胞转分化,使间质中肌成纤维细胞的数量增多,引起细胞外基质积聚增加,导致了肾小管间质纤维化的发生发展。

PAX2和E-cadherin/α-SMA在肾间质纤维化大鼠肾小管上皮共表达的作用及意义

目的阐明胚胎发育基因PAX2在肾间质纤维化大鼠中的再表达与肾小管上皮细胞-间充质转化细胞表型(epithelial-mesenchymal transition,EMT)特异性标志物E-cadherin和α-SMA的关系,探讨PAX2在肾间质纤维化中可能的作用机制。方法80只雄性Wistar大鼠随机分成假手术组(sham组)和模型组(UUO组),每组各40只。于术后3、5、7、14d(每组10只)处死取肾组织。光镜观察肾脏病理形态学改变,免疫组化双染检测PAX2和E-cadherin/α-SMA的关系、实时荧光定量PCR检测肾组织PAX2、E-cadherin和α-SMA mRNA的表达。结果①HE和Masson染色观察到UUO组出现明显的纤维化表现;②免疫组化双染结果发现sham组大鼠PAX2蛋白在肾小管上皮细胞无表达,E-cadherin蛋白大量表达于肾小管上皮细胞,α-SMA蛋白仅表达于小动脉的肌层,PAX2和E-cadherin/α-SMA之间无共表达;UUO组随着梗阻时间的延长PAX2和α-SMA表达更加明显,E-cadherin表达逐渐减少,PAX2和α-SMA蛋白共表达区域增加;③PCR结果显示sham组肾皮质中PAX2 mRNA少量表达,E-cadherin mRNA大量表达,α-SMA mRNA有微量表达;与sham组相比,3d UUO组PAX2 mRNA出现表达,E-cadherin mRNA表达减少,α-SMA mRNA表达增加,随着梗阻时间的延长,PAX2 mRNA和α-SMA mRNA表达量逐渐增加,E-cadherin mRNA表达量明显减少,以上三个指标UUO组与sham组及UUO组各时间点mRNA相对表达量比较均有统计学差异(P值均<0.05)。④相关分析表明:PAX2 mRNA水平与α-SMA mRNA水平呈正相关(r=0.993,P<0.05),与E-cadherin mRNA水平呈负相关(r=-0.983,P<0.05)。结论胚胎发育基因PAX2在肾间质纤维化大鼠肾小管上皮细胞再表达与EMT细胞表型特异性标志物E-cadherin/α-SMA蛋白和mRNA表达存在一定的联系,PAX2再表达参与了肾间质纤维化EMT过程。

一例肾-视神经乳头缺损综合征患儿基因突变检测分析

目的检测并分析一例肾-视神经乳头缺损综合征（RCS）患儿的基因突变位点。方法一例表现为右眼先天性白内障、左眼视盘缺损的患儿及其正常表型的父母纳入研究。采集3名受试者的外周静脉血，提取基因组DNA。应用二代测序法筛查、Sanger测序法验证PAX2基因突变位点。通过相关数据库和PubMed文献检索基因突变位点的致病性报道。结合患者临床表现和相关检查结果，根据《遗传变异分类标准与指南》判断该基因突变的致病性。根据基因突变结果针对性行肾脏彩色超声和肾功能检查。结果该患儿存在PAX2基因c.70dupG（p.V26Gfs＊28）杂合突变，导致PAX2基因的编码蛋白转录因子配对盒2的第26位氨基酸由缬氨酸突变为甘氨酸并移码28个密码子后终止翻译。正常表型的父母均不携带此突变。Sanger测序法验证结果显示，患儿及其父母的PAX2基因突变情况与二代测序一致。患儿疾病表型推断为PAX2基因c.70dupG（p.V26Gfs＊28）杂合突变所致，系常染色体显性遗传。肾脏彩色超声检查发现，患儿左肾小囊肿及集合系统轻度分离。肾功能检查结果显示，患儿α1微球蛋白指标升高。结论PAX2基因c.70dupG（p.V26Gfs＊28）杂合突变是该患儿的致病原因。