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目的:SOX9(Sex-determining Region Y box 9)是与位于Y染色体上的性别决定基因(SRY基因)同源的基因,参与胚胎早期多种器官的发育。最近研究发现在肿瘤中SOX9通过介导上皮细胞间质转分化(epithelial to mesenchymal transition,EMT)促进肿瘤细胞的转移,在肝脏、心脏等组织器官纤维中SOX9通过促进细胞外基质(extracellular matrix,ECM)产生参与纤维化。然而,SOX9在肾脏纤维化的发生发展中的作用及潜在机制仍未知,故本研究主要探讨SOX9在肾小管上皮细胞纤维化中作用及其机制。方法:(1)制备UUO模型,选取180-200g的Wister雄性大鼠24只,随机分为4组(每组6只):假手术组(Sham组)、UU0后3天组,UU0后7天组,UU0后14天组,在UU0组中,通过中线切口暴露左侧输尿管,并在肾盂下方15mm处用4.0丝完全结扎。Sham组手术方法相似,但没有结扎输尿管。荧光定量PCR(Quantitative real-time PCR,qPCR)和免疫印迹(Western bloting,WB)法检测E-cadherin、波形蛋白(Vimentin)、Ⅰ型胶原(CollagenⅠ)和纤维连接蛋白(Fibronectin,FN)在mRNA和蛋白水平表达量,及Masson染色观察肾脏纤维化程度以验证造模是否成功。通过qPCR、WB及免疫组化检测SOX9表达水平;(2)体外培养大鼠肾小管上皮细胞(Rat Renal Tubular Epithelial Cells,NRK-52E),并转染SOX9慢病毒及空载病毒,qPCR和WB法检测E-cadherin、Vimentin、Ⅰ 型纤溶酶原激活剂抑制物(plasminogen activator inhibitor-1,PAI-1)、CollagenⅠ、Fibronectin 和 CTGF mRNA 和蛋白表达水平;(3)为研究可能的机制,我们检测在肾小管上皮细胞中过表达SOX9后是否激活Wnt信号通路。qPCR和WB法检测β-catenin的mRNA和蛋白表达水平。qPCR法检测Wnt受体Fzd5及Wnt信号通路靶基因如c-MYC和TCF4的mRNA水平;(4)为进一步了解SOX9如何调控肾小管EMT和ECM沉积,通过mRNA转录组测序及生物信息学分析筛选SOX9可能的作用机制。结果:(1)UUO大鼠的肾组织中,SOX9 mRNA和蛋白表达水平明显升高,且呈时间依赖性。免疫组化结果显示SOX9主要在肾小管上皮细胞中高表达。(2)NRK-52E 细胞中过表达 SOX9 后,Vimentin、PAI-1、Collagen Ⅰ、Fibronectin 和结缔组织生长因子(connective tissue growth factor,CTGF)mRNA 和蛋白表达升高。在NRK-52E细胞中过表达SOX9加重了 TGF-β1诱导的Vimentin、PAI-1、CollagenⅠ、Fibronectin和 CTGF mRNA和蛋白表达,同时显著抑制E-cadherin的表达。细胞免疫荧光同样证实SOX9加重TGF-β 1诱导的CollagenⅠ和Fibronectin表达。(3)在NRK-52E细胞中过表达SOX9后,Wnt信号通路的重要介质β-cateninmRNA和蛋白表达与对照组相比无统计学差异,且SOX9的过表达并不影响Wnt受体Fzd5及其靶基因如c-MYC和TCF4的mRNA表达。(4)通过mRNA转录组测序及生物信息学分析,发现在NRK-52E细胞中过表达SOX9后有317个差异表达基因(|差异倍数|>2和P<0.05),其中包括174个上调基因和143个下调基因。通过GO分析发现这些基因与细胞外空间、细胞外区域部分,收缩纤维部分高度相关。通过KEGG信号通路富集发现SOX9参与PI3K-AKT信号通路和HIF-1信号通路。进一步研究发现过表达SOX9后磷酸化的AKT表达升高。结论:体内研究证实SOX9在UUO大鼠肾小管上皮细胞中表达明显升高。体外细胞水平证实过表达SOX9可促进NRK-52E细胞EMT和ECM沉积,并且研究发现SOX9与TGF-β 1具有协同作用。此外,mRNA转录组测序及生物信息学分析表明PI3K-AKT信号通路在SOX9介导的肾小管EMT和ECM聚集中发挥重要作用。总之,我们目前的研究表明SOX9通过PI3K-AKT途径促进肾小管EMT和ECM沉积。