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目的:全基因组关联分析显示转录因子Kruppel-like factor 14(KLF14)与2型糖尿病及脂质代谢有关,也有研究显示KLF14敲除的小鼠可引起中心体扩增、染色体非整倍性和自发性肿瘤的发生,然而其在肾脏中的作用尚不清楚,因此我们建立了KLF14基因敲除(KLF14-/-)C57BL/6小鼠模型,拟以此来研究转录因子KLF14在肾脏的功能及在肾损伤中的作用。方法和结果:利用新型基因组编辑技术-转录激活效应因子核酸酶(TALEN)技术建立KLF14基因敲除小鼠模型。血生化分析显示,与野生鼠相比,KLF14基因敲除鼠的高密度脂蛋白胆固醇有显著性降低。通过P AS染色观察野生鼠与KLF14基因敲除鼠肾小球的病理改变,用PCNA免疫组化染色判断肾小球细胞增殖情况。结果显示,与野生组相比,KLF14基因敲除鼠肾小球可见到较重的细胞外基质(ECM)聚集和系膜细胞增生;PCNA染色结果显示KLF14基因敲除鼠肾小球细胞的PCNA阳性率明显高于野生组。通过高通量测序技术RNA-seq技术比较了野生鼠及KLF14基因敲除鼠肾脏中mRNA表达差异,发现两者有38个差异表达基因。在KLF14基因敲除鼠肾脏中,显示表达上调的基因有12个,显示表达下调的基因有26个。GO和KEGG分析显示差异表达的基因主要涉及代谢,增殖以及炎症信号传导等。为了进一步确定转录因子KLF14在肾脏的靶基因,我们进行了ChIP-Seq分析并与RNA-Seq结果联合分析,结果发现RNA-Seq与ChIP-Seq的交集基因有5个,分别为Socs2,Btg2,Hdc,Ier2,Akr1b3。然后用荧光素酶报告基因试验和凝胶迁移实验(EMSA)鉴定证明Btg2为KLF14的靶基因。EDU细胞增殖实验显示转录因子KLF14可通过激活Btg2的转录抑制原代小鼠系膜细胞的增殖。之后我们利用野生鼠与KLF14基因敲除鼠构建了高脂饮食诱导的肾损伤模型,并分别进行IPGTT和IPITT检测以评估小鼠糖耐量以及胰岛素敏感性,结果显示相比于普通饮食组,高脂组中糖耐量明显减低,且KLF14-/-高脂组降低更明显;KLF14-/-高脂组较KLF14+/+高脂组胰岛素抵抗程度更高。肾脏病理结果显示KLF14+/+高脂组较KLF14+/+普通饮食组系膜基质增多,系膜细胞增殖明显;KLF14-/-高脂组较KLF14+/+高脂组系膜基质增加及系膜细胞增殖更明显。电镜结果显示KLF14+/+高脂组较KLF14+/+普通饮食组有明显脂质空泡聚集,纤维素样物质增多,相比于KLF14+/+高脂组,KLF14-/-高脂组可见到明显足细胞融合和消失。油红O染色观察四组肾脏脂质蓄积情况,结果显示,KLF14+/+高脂组较KLF14+/+普通饮食组有明显脂质蓄积,KLF14-/-的敲除可加重脂质沉积。之后分别采用Western Blot,液相芯片,免疫荧光法检测肾脏Toll样受体(TLRs),炎性小体及NF-κB通路蛋白表达,结果显示相比于KLF14+/+普通饮食组,TLR2和TLR4在KLF14+/+高脂饮食组表达升高,在KLF14-/-高脂组中升高更加明显;炎性小体NLRP3在四组间未有明显差异。对NF-κB通路进行检测结果显示高脂可引起该通路中p-NF-κB表达增加,p-IKBα表达降低;相比于KLF14+/+高脂组,KLF14-/-高脂组中该趋势更加明显。我们进一步采用液相芯片法检测肾脏炎性因子表达水平,结果显示相比于KLF14+/+普通饮食组,KLF14+/+高脂饮食组中TNF-α和IL-6水平明显升高,KLF14-/-高脂组的IL-1β,IL-6水平高于KLF14+/+高脂组。结论:RNA-Seq与ChIP-Seq联合分析显示KLF14主要调控脂质代谢,增殖及炎症基因表达;在肾脏中Btg2为KLF14靶基因,KLF14通过调控Btg2基因表达来抑制系膜细胞的增殖;KLF14的敲除可加重脂质在肾脏的聚集以及炎症水平,且使肾小球系膜细胞增殖明显增加。