紧密连接蛋白Claudin-6及酪氨酸激酶受体EphA7在非洲爪蛙胚胎原肾发育中的功能研究

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非洲爪蛙的原肾在其蝌蚪时期发挥肾脏的功能,它只包含一个巨大的肾单位,在结构和功能上与哺乳动物肾单位非常类似,是研究肾脏发育的一个很好的模型。非洲爪蛙原肾的发育过程主要包括原肾的诱导、间充质细胞向上皮细胞转化过程、原肾的图式化和终末分化。  Claudin是一类四次跨膜的紧密连接蛋白,主要参与紧密连接的形成,调解细胞间的通透性,并参与维持上皮细胞和内皮细胞的极性,但Claudin在胚胎肾脏发育过程中的作用还不清楚。我们制备了针对Claudin-6的特异性抗体,发现Claudin-6在爪蛙胚胎原肾小管和肾导管中特异性表达。利用特异性Morpholino阻断Claudin-6的表达,对原肾诱导和早期分化没有明显影响,但是会影响原肾小管的形态发生和终末分化。敲低Claudin-6的表达,会抑制原肾小管上皮细胞顶部actin的聚集,并减弱侧面紧密连接蛋白Na/K-ATPase的表达,提示Claudin-6可能是通过维持上皮细胞的细胞粘附与细胞极性而参与原肾小管发育的。  Eph/Ephrin信号在胚胎发育中具有广泛的表达并且参与了许多重要发育过程。非洲爪蛙的EphA7在胚胎原肾小管中有特异的表达。除了全长形式的EphA7(EphA7-FL),我们还鉴定出了一种分泌型的EphA7(EphA7-S)。体内和体外的实验分析表明,EphA7-S和EphA7-FL的功能相互拮抗,共同参与原肾小管形态发生与细胞分化的调控。利用EphA7-ATG-MO同时阻断全长和分泌型EphA7的表达,会影响原肾小管的形态发生,肾小管管腔扩大,同时抑制其终末分化。利用EphA7-sp-MO特异性抑制EphA7-FL的表达,会抑制肾小管管腔的形成和终末分化。我们发现注射EphA7-ATG-MO显著降低紧密连接蛋白Claudin-6在原肾小管上皮细胞中的表达,而EphA7-sp-MO不会影响其蛋白表达。体外细胞实验证明EphA7与Claudin-6通过它们胞外结构域相互作用,全长EphA7可以磷酸化Claudin-6,并减少其在细胞膜上的分布。这一过程可被而分泌型EphA7所抑制。全长EphA7可能通过调节JNK1的活性来影响原肾终末分化,而这一活性也可被分泌型EphA7抑制。上述结果表明分泌型与全长EphA7相互协调,分别通过稳定Claudin-6和激活JNK通路,调控原肾小管的形态发生与细胞分化,揭示了Eph信号在肾脏发育中的新功能与调控机制。
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