斑马鱼前肾的结构与功能与人类肾单位保守,且结构较为简单,仅由两个肾单位组成,因此是研究肾脏发育与功能的良好模型。Hippo信号通路最早在果蝇中发现,并且在哺乳动物中保守。哺乳动物中Hippo信号通路核心组分包括MST1/2-LATS1/2激酶级联反应和下游的转录辅激活因子YAP/TAZ,YAP/TAZ的激活通常会促进细胞增殖和分化并抑制细胞凋亡。Hippo信号通路广泛参与器官发育与再生、肿瘤发生以及压力应激过程。肾脏作为机体的排泄器官,易受氧化应激影响并可能导致急性肾损伤。研究肾脏氧化应激的分子机制对于我们预防并治疗急性肾损伤具有重要意义。在我们实验室过去的研究中发现:高温诱导产生的活性氧（reactive oxygen species,ROS）累积导致yap1突变体斑马鱼前肾出现肾小管纤毛紊乱和肾小球水肿表型,表明Yap1可以保护斑马鱼前肾免受氧化应激的损伤,并且Yap1通过转录因子Tead直接调控肌红蛋白（myoglobin）的表达参与氧化应激。肌红蛋白（Mb）具有储存和运输氧的功能。在小鼠和鲤鱼中的研究发现,Mb具有过氧化物酶活性,能够拮抗氧化应激。为了探究Yap1是否通过Mb清除ROS进而保护斑马鱼前肾免受氧化应激的损伤,我们通过CRISPR/Cas9技术成功构建了mb突变体,采取与yap1突变体一样的高温处理条件（从24hpf（hour post fertilization）34℃处理至52hpf）并观察其前肾的表型。纤毛的免疫荧光结果和肾小球特异性标记基因wt1a的全胚原位杂交（whole-mount in situ hybridization,WISH）结果显示高温处理后mb突变体斑马鱼的肾小管纤毛排列和肾小球形态是正常的。检测ROS水平时我们发现尽管mb突变体斑马鱼的ROS水平高于野生型斑马鱼,但是却明显低于yap1突变体斑马鱼,这表明mb突变体中升高的ROS水平不足以导致肾小管纤毛紊乱和肾小球水肿。研究发现基因冗余现象广泛存在于斑马鱼中。与Mb相似,珠蛋白家族成员神经珠蛋白（Neuroglobin,Ngb）、细胞珠蛋白1（Cytoglobin,Cygb1）和细胞珠蛋白2（Cytoglobin,Cygb2）同样具有过氧化物酶活性,可以清除ROS。同源性分析发现,斑马鱼中Mb、Ngb、Cygb1和Cygb2的同源性较高,并且基因时空表达谱分析的结果显示:48 hpf时它们均在前肾小管表达,因此我们猜测Yap1也可能通过Ngb、Cygb1和Cygb2抵御前肾氧化应激。为了验证这一猜想,我们通过q PCR检测了yap1突变体中ngb、cygb1和cygb2的表达水平,结果显示:与mb一致,ngb、cygb1和cygb2均在yap1突变体中下调,这表明ngb、cygb1和cygb2是Yap1的下游靶基因。为了探究mb、ngb、cygb1和cygb2作为Yap1的下游靶基因能否抵御氧化应激,我们运用ubiquitin的启动子分别构建了这些基因的转基因过表达品系进行挽救实验。结果显示:在高温处理条件下,过表达mb、ngb、cygb1或cygb2均可降低yap1突变体中的ROS水平并部分回救肾小管纤毛紊乱和肾小球水肿表型。这说明Yap1可以通过调控mb、ngb、cygb1和cygb2抵御斑马鱼前肾氧化应激。ngb、cygb1和cygb2作为Yap1的下游靶基因,它们的缺失有可能模拟yap1突变体在氧化应激下的前肾表型。因此,我们分别构建了cygb1、cygb2和ngb的斑马鱼突变体,观察它们在高温处理条件下的前肾表型,结果显示:与mb突变体相同,在52 hpf时,cygb1、cygb2、cygb1/2或ngb突变体前肾均是正常的。我们认为这可能与ngb、mb、cygb1和cygb2之间功能冗余有关。启动子分析结果显示:cygb1、cygb2和ngb都含有Tead结合位点,表明Yap1可能通过Tead直接调控它们的表达,这将在后续的工作中进一步展开。总之,我们揭示了Yap1调控珠蛋白应对斑马鱼前肾氧化应激的机制,对于我们理解并预防肾脏氧化应激提供一定的参考。