利用HAX-1條件式腎臟基因剃除鼠探討HAX-1在抗癌藥物cisplatin引發腎臟衰竭中所扮演之分子和病理之角色(3-3)

Cisplatin為應用於治療腫瘤及某些白血病的DNA alkylating藥劑，但卻會造成腎臟毒性，其主要原因是造成腎臟上皮管狀細胞的細胞凋亡或是壞死。近年來，新的蛋白質HAX-1被發現與粒線體通透性及細胞內鈣離子過量之細胞凋亡相關，但HAX-1並非只具有抗細胞凋亡的功能，在腦部及心臟方面的研究顯示HAX-1也具有非細胞凋亡相關之調節功能。從我們過去的研究顯示，cisplatin所產生ROS會抑制HAX-1表現並且導致腎臟上皮管狀細胞的細胞凋亡。由於HAX-1基因剔除鼠在出生後五週左右即會死亡，因此利用傳統HAX-1基因剔除鼠研究cisplatin對腎臟造成的傷害與HAX-1的關係無法順利進行，基於以上因素，我們將利用HAX-1腎臟條件剔除鼠來探討cisplatin所造成的腎衰竭過程中HAX-1以及其下游之鈣離子訊號傳遞路徑的調控機制，因此，在此計畫中，我們預期釐清以下問題: (1) 在HAX-1腎臟條件剔除鼠，cisplatin所造成的腎臟損傷過程中HAX-1所扮演之生理角色為何? 保護或傷害? (2) 在腎臟受到cisplatin的傷害時，HAX-1之訊息傳遞路徑為何? 為達到以上目的，我們預期達到以下目標: 目標1: 研究HAX-1在cisplatin造成之腎衰竭中所受到的調控方式 首先，我們將分析在cisplatin所造成的腎臟損傷過程中，HAX-1的基因及蛋白質表現是否受到調控，進而進一步探討影響HAX-1表現的轉錄因子，若HAX-1之基因表現在cisplatin所造成的腎臟損傷過程中並未見明顯差異，則探討在此過程中HAX-1是否發生細胞內蛋白質異位或是降解。 目標2: 分析HAX-1在腎衰竭中所扮演之病理或生理角色 Cisplatin 所產生ROS進而導致粒線體失去功能在cisplatin所造成的慢性腎衰竭傷害中為一重要因素，因此，過量表現HAX-1或是利用HAX-1條件式腎臟基因剔除鼠進一步了解在腎臟損傷中，HAX-1是否能預防或是改善腎臟受損為重要的課題，因此，本計劃擬利用HAX-1腎臟條件剔除鼠與正常小鼠比較，從病理，腎功能受損現象及細胞凋亡程度方面來探討cisplatin對腎臟所造成的傷害中，HAX-1所扮演之角色。最後，再利用Lentivirus將HAX-1送入HAX-1腎臟條件剔除鼠探討HAX-1於腎臟中所扮演之角色。 目標3: 探討腎臟在cisplatin處理後HAX-1之訊息傳遞路徑 最後，為了探討HAX-1在腎臟經cisplatin處理後的訊息傳遞路徑，我們會將不同splicing from的 HAX-1送入腎臟細胞株或老鼠中，來探討HAX-1在腎臟細胞株或老鼠中與細胞凋亡基因如caspase, AKT, eNOS或調節鈣離子相關基因如SERCA2, RYR2的關係，同時我們也將利用yeast two hybridization system去找其他一些尚未發現的HAX-1 associated protein來探討HAX-1在訊息傳遞路徑上可能所扮演之角色。 此研究若能受到行政院國家科學委員會資助，將能在毒理及腎臟生理學方面提供新的治療標的基因。同時，我們所使用的HAX-1基因轉殖鼠因在HAX-1基因帶有flox，因此可與具有其它組織專一性的Cre基因轉殖鼠交配，進而產生非腎臟HAX-1基因剔除鼠，做為提供於腎臟以外的器官探討HAX-1功能的有利工具。再者，我們對腎臟上皮細胞的HAX-1分子機制的研究能幫助進一步了解HAX-1之生理功能，並作為在cisplatin所導致的腎臟病變中之新的治療方向。