Jian-Kang陈

Jian-Kang陈

细胞生物学与解剖学医学系（二级）

办公室：CB2200教研楼实验室：CB2615和CB2102教研楼电话：706.721.8424实验室：706.721.1618 jchen@augusta.edu

陈氏实验室的成员

研究生：Desmond Moronge研究助理：戴彩虹，理学学士

研究兴趣

• 自噬与细胞存活、生长和增殖
• 肾元生长和肾元损伤
• 近端小管细胞损伤、细胞死亡和肾纤维化
• 足细胞生物学与蛋白尿肾病

研究方法

1. 分子生物学方法（如免疫沉淀、western blotting、RT-PCR、Northern blotting、Southern blotting、重组DNA克隆、基因靶向和激酶活性测定）。
2. 细胞培养（原代和细胞系以及细菌培养）。
3. 转基因、常规基因敲除、条件Cre-Lox技术和基因敲除小鼠模型。
4. 建立临床前疾病小鼠模型（如单侧肾切除术、单侧输尿管梗阻小鼠模型、缺血/再灌注性急性肾损伤模型、糖尿病肾病小鼠模型）。
5. 细胞生物学方法包括高分辨率显微镜（如电子显微镜、共聚焦成像、免疫细胞化学、免疫荧光染色、免疫组织化学和流式细胞术分析）。
6. 基因表达分析（例如，各种质粒的构建、转染和表达，包括荧光报告基因、cDNA微阵列和rna测序（RNA-seq）以及全转录组基因集富集分析）。

资金的支持

美国心脏协会（AHA），美国国立卫生研究院（NIH/NIDDK），以及奥古斯塔大学乔治亚医学院的启动研究基金

研究描述

每隔30分钟，你的肾脏就会过滤掉你体内所有的血液，排出废物和多余的液体。2600万美国成年人患有肾脏疾病，而大多数人都不知道。肾脏疾病每年夺去9万多美国人的生命，比前列腺癌和乳腺癌加起来还要多。根据美国癌症协会的数据，2014年，大约有4万名女性死于乳腺癌，而29480名男性死于前列腺癌。

当你由于发育问题或手术肾消融（继发于病变肾脏、创伤或捐赠肾脏）而只有一个肾脏时，剩余肾脏中的肾单位会变大，因此单个肾脏也会变大。事实上，这种代偿性肾肥大几乎发生在所有引起肾元损伤的肾脏疾病中，从而导致功能正常的肾元数量减少。尽管代偿性肾肥大现象在一个多世纪前首次被描述，但代偿性肾肥大发生和程度的潜在信号和机制长期以来一直是一个谜。我们的实验室对确定调节代偿性肾肥大的开始和程度的生长信号和分子信号机制感兴趣。我们最初的研究表明，单侧肾切除术（UNX）通过激活雷帕霉素（mTOR）的机制（最初是哺乳动物）靶点，诱导剩余肾脏代偿性肾肥大，如您发表在J Am Soc Nephrol. 2005 May;16(5):1384-91所述。我们的后续研究表明，S6激酶1 （S6K1）的纯合缺失可抑制UNX或糖尿病诱导的肾脏生长（Am J Physiol renal Physiol. 2009 Sep;297:F585-93）。我们进一步的研究表明，磷酸化的核糖体蛋白S6 （rpS6）是mTOR复合物1(mTORC1)-S6K1信号通路介导unx诱导的肾脏生长的主要下游效应物（kidney int2015 Mar;87:543-56）。我们在这一领域的持续和重点研究最近使我们确定了增加的氨基酸（在对侧肾脏切除后通过增加的肾血流量传递到剩余的肾脏）作为分子生长信号，启动mTORC1-S6K1信号通路的激活，介导代偿性肾脏生长；我们还证明了不同类别的磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）的信号通路汇聚在mTORC1-S6K1信号的激活上，以一种依赖于上下文的方式调节肾脏大小（图1）。因此，我们的研究在分子水平上找到了一个答案，来解释这个百年问题：为什么当失去一个肾脏时，剩余的肾脏会变大？详情请参见J clinin investment .2015 Jun 1;125(6):2429-44及相关评论J clinin investment .2015 Jun 1;125:2267-70。我们最近的研究显示，在近端小管细胞特异性敲除结节性硬化症1基因（Tsc1）的小鼠中，肾脏生长惊人，Tsc1基因编码蛋白Tsc1（也称为错配蛋白），作为mTORC1的负调节因子（图2A）。我们在这一领域继续研究的目标是确定治疗靶点，以保护肾单位免受进一步损伤，以防止终末期肾病（ESRD）的发展，防止肾功能丧失，避免痛苦和昂贵的肾脏透析和移植。

我的实验室从头开始生成了酵母液泡蛋白分类缺陷34 （mVPS34）基因（Pik3c3）的哺乳动物同源物（图2B），正如我们最近在J Am Soc Nephrol. 2013 Feb；24:198-207中所记载的那样。我们现在正在以细胞类型特异性的方式定义mVPS34在肾元不同节段中的生理和病理生理作用。

图1:（A-B）单侧肾切除术（UNX）在近端小管细胞特异性Pten敲除（PtenptKO）和Pten对照（PtenCtrl）小鼠中诱导了同等水平的代偿性肾肥大。与假手术的PtenptKO小鼠和PtenCtrl小鼠相比，UNX分别刺激了PtenptKO小鼠和PtenCtrl小鼠同等水平的肾脏肥大，如肾脏大小增加(A)和近端小管增大(B)所示。注意，肾近端小管中Pten的缺失刺激了轻微但具有统计学意义的细胞增殖，如lta阳性近端小管（蓝色）中ki67阳性细胞数量增加（绿色）所示。DAPI显示肾切片的所有核（红色）。(C)不同情况下PI3K信号调节肾脏大小的示意图。UNX引起肾血流量（RBF）增加，因此增加了游离氨基酸在剩余肾脏的肾脏传递，导致pten不依赖，但III类pi3k依赖的mTORC1易位激活到mTORC1激活物RHEB所在的溶酶体膜，激活mTORC1信号磷酸化并激活下游效应物S6K1。这导致蛋白质合成增加和肾脏肥大，而PTEN与egfr依赖的I类PI3K/mTORC2/AKT/TSC2/mTORC1/S6K1信号传导之间的相互作用介导了适当的肾脏重量/体重比。详情请参见《临床投资学报》，2015年6月1日，125(6):2429-44和《临床投资学报》，2015年6月1日，125:2267-70。

图2:(A)新一代近端小管细胞特异性Tsc1基因敲除（Tsc1ptKO）小鼠。与野生型对照小鼠（Tsc1Ctrl）相比，这些Tsc1ptKO小鼠表现出显著的肾脏增大，伴有最小的膀胱发生和偶尔的显微镜下肿瘤发生。敲入Tsc1ptKO小鼠的非磷酸化核糖体蛋白S6 （rpS6P - / -）会加重膀胱发生，并引起严重的肾细胞损伤和肾纤维化。这些病理改变导致肾脏变大，外观苍白。(B) mVPS34基因（Pik3c3）粘接小鼠的建立。如图所示为mVPS34基因靶向载体的结构，以及创建条件mVPS34敲除小鼠的Cre-LoxP策略。插入LoxP位点以删除Pik3c3外显子20-21，该外显子编码整个催化核心和关键DFG基序。靶向载体被设计为使mVPS34的所有远端外显子脱离阅读框，因此mVPS34的催化结构域和ATP结合结构域都被删除。

选定的出版物

1. *陈建军，Nagai K，陈杰，Plieth D, Hino M，徐军，shaf, Ikizler TA, Quarles CC, Threadgill DW, Neilson EG, *Harris RC。磷脂酰肌醇3-激酶信号决定肾脏大小。《临床投资》2015；125(6): 2429 - 44。Epub 2015年5月18日PMID: 25985273。2014影响因子13.765

*通讯作者。

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• JCI编辑精选，肾脏病重点江森自控的影响- 2015年6月”一种使肾脏生长的信号通路”
• 强调了自然评论肾病学：Allison SJ。生长发育：肾脏大小的决定因素 >Nat Rev Nephrol。 2015年7月;11(7): 387。doi: 10.1038 / nrneph.2015.86。Epub 2015年6月2日PMID: 26035772

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• 授予 “2009年美国生理学杂志肾生理学年度论文”
• 带有社论评论的特写： “mTORC1-S6K1信号在肾脏中的立即博性日益增加。”contemporary medicine; 2009；297 (3): F583-4。Epub 2009年7月1日

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11. 陈建军，陈建军，陈建军，陈建军。环氧二碳三烯酸及其磺胺衍生物刺激酪氨酸磷酸化并诱导肾上皮细胞有丝分裂发生。生物化学学报，1998年10月30日；273(44): 29254 - 61。PMID: 9786938。1998影响因子7.199