SGK1诱导膀胱平滑肌细胞表达Skp2促进细胞增殖导致梗阻性膀胱疾病的作用机制

Obstructive bladder disease is the main problem affecting the bladder function and quality of life in older men, therefore the study of the molecular mechanism of the disease has important implications for patients with bladder dysfunction and improving their quality of life. As is well known, the major pathological course of the disease is that factors such as benign prostatic hyperplasia cause bladder outlet obstruction, and lead to increased pressure in the bladder in order to induce bladder smooth muscle cell proliferation, but the mechanism of pressure - cell proliferation is unclear. Previous studies mainly based on animal models, so it is difficult to implement interference on the target cell signaling pathway, and it cannot prove the stability and accuracy of the pathway on the positive and negative aspects. We previously constructed stress - cell proliferation model in vitro, just like cell model of obstructive bladder disease, and found that PI3K-SGK1-Kv1.3 and Skp2-p27 pathway play a key role in this process. Through literature analysis, we hypothesized that SGK1 may mediated Skp2 expression through the transcription factor NFATc1. This project intends to further study the relationship between the transcription factor NFATc1 and the pass two pathway, and reveal the signaling networks of stress-mediated cell proliferation. We will further validate the network in both animals and humans, in order to clarify the mechanism of obstructive bladder disease, and lay a solid theoretical basis for clinical treatment.

梗阻性膀胱疾病是影响老年男性膀胱功能和生活质量的主要问题，因此研究疾病的分子机制对改善患者膀胱功能和提高生活质量具有重要意义。学术界公认该疾病的主要病理过程是前列腺增生等因素造成膀胱出口梗阻，导致膀胱压力增高从而促使膀胱平滑肌细胞增殖肥厚，但是压力-细胞效应之间的机制不清。既往的研究主要基于动物模型，对信号通路的阐释仅仅停留在观察性研究，很难对目标通路实施干扰，不能从正反两方面验证通路的准确性和稳定性。我们前期在体外成功构建应力-细胞增殖模型，即梗阻性膀胱疾病的细胞模型，发现PI3K-SGK1-Kv1.3和Skp2-p27通路起关键作用。通过文献分析，我们推测NFATc1可能是SGK1介导Skp2表达的转录因子。本项目拟采用RNA干扰及各种关键通路激动剂或抑制剂等方法，从细胞-动物-人体全面系统的研究三者关系，以期揭示梗阻性膀胱疾病的信号传导网络，为临床治疗奠定坚实的理论基础。

膀胱出口梗阻是泌尿外科常见疾病，同时也是业界研究的焦点。膀胱本身处于流体应力环境中，当发生膀胱出口梗阻时，膀胱受到的流体应力和正常状况不同。应力是膀胱发育的重要诱导因素，已经有研究证明应力的刺激能导致膀胱出口梗阻的膀胱发生病理改变。我们前期的工作已经证明应力能通过介导SGK1促进膀胱平滑肌细胞增殖，但是其下游的信号通路还没有得到验证以及应力能导致膀胱平滑肌细胞的其他功能的改变还未进一步研究。因此，课题组从体外应力-细胞增殖模型、小鼠膀胱出口梗阻疾病模型和临床患者三方面着手， 研究 PI3K-SGK1-Kv1.3、 转录因子 NFAT2、PCNA 及IL-β等目标信号通路网络在细胞功能转变中的定位和作用，阐明该信号通路网络在梗阻性膀胱疾病中的作用机制。本项目对膀胱平滑肌细胞施加不同特性的应力，观察应力对膀胱平滑肌细胞功能的影响，同时构建动物膀胱出口梗阻模型进一步研究膀胱病理改变，证实了SGK1下游的信号NFAT2在促进膀胱平滑肌细胞的增殖的作用。通过项目的实施，我们取得如下成果：（1）. 成功摸索出对膀胱平滑肌细胞重要功能有影响的生物压力参数；（2）. 成功摸索对膀胱出口梗阻的预测功能的有促进作用腹压测量参数，并明确了腹内压（IAP）在膀胱出口梗阻的状态下增高；（3）. 成功通过缩窄尿道口的方法构建一种新型的膀胱出口梗阻模型，为以后膀胱梗阻的研究提供了一种微创有效且可重复的研究模型；（4）.阐明 SGK1、 NFAT2、 PCNA 及IL-β 等信号分子在梗阻性膀胱疾病发病机制中的意义，在此基础上为疾病的治疗提供新的方向；（5）. 验证了应力下 PI3K-SGK1-Kv1.3 信号通路通过转录因子 NFAT2介导膀胱平滑肌的增殖，炎症应力通过IL-β介导膀胱平滑肌细胞焦亡。本项目研究结果为膀胱出口梗阻导致膀胱功能障碍的研究奠定了重要基础，并为膀胱出口疾病的治疗提供了一个新的治疗靶点。