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目的: 急性肾损伤(Acute kidney injury,AKI)是由缺血再灌注,败血症和肾毒素等引起的一种常见临床综合征,伴随着肾功能迅速丧失,导致代谢废物的积累和电解质和体液的不平衡。目前,尽管基础研究和医疗取得了进展,但是AKI的临床预后仍然很差,其发病率和死亡率很高,成为泌尿损伤修复领域的世界性难题。因此,寻找有效防止或治疗急性肾损伤是近年来的热门课题。病理上,肾脏缺血再灌注是AKI主要的发病原因之一。研究发现,AKI后大量肾脏小管细胞的凋亡/坏死,DNA损伤,ROS等激活自噬和诱发先天免疫反应,研究二者在AKI病理过程的作用,对寻找新的AKI治疗靶点具有重要的意义。已有研究表明,FGF10对于治疗脑神经、肺等缺血再灌注引起的疾病具有一定保护作用,但是在肾脏损伤方面,尚未见报导。因此,本文假设FGF10对肾脏缺血再灌注损伤也具有保护作用,探讨FGF10的保护作用与自噬和炎症信号通路的关系及其分子机制,为AKI的理论研究和治疗提供一定的依据和方法。 方法: 建立SD雄性大鼠肾缺血再灌注损伤模型,将大鼠随机分为5组,每组7只,分别为假手术组,肾脏缺血再灌注模型组,FGF10治疗模型组,Rapamycin和FGF10共治疗模型组,以及Chloroquine治疗模型组。 1.FGF10对I/R保护作用的研究:采用H&E染色检测FGF10对肾病理组织的修复作用;分别对血清中Scr, BUN进行检测评价FGF10对恢复肾功能的作用。进而采用TUNEL法检测FGF10对肾小管细胞凋亡的影响。 2.FGF10对I/R引起的自噬活性及其分子机制的研究: (1)观察I/R引起的自噬水平。采用免疫荧光双染法联合WB法对自噬体形成标志物Beclin-1/LC3检测; (2)FGF10对自噬形成过程的作用。检测FGF10对Beclin1/Bcl-2家族介导自噬泡膜形成的起始路径的作用;进一步研究FGF10分别对自噬底物p62介导的自噬溶酶体融合过程和清除泛素化蛋白Ub的影响;研究FGF10的肾脏保护作用是否与自噬有关。 (3)通过评价肾功能,肾病理组织损伤,评价Rapamycin激活自噬对FGF10介导肾脏保护作用的影响; (4)Chloroquine在肾脏I/R中的作用。 (5)FGF10对FGFR介导的下游PI3K/Akt/mTOR的影响。 3.FGF10抗I/R引起的促炎症通路的研究: (1)FGF10对炎症相关因子包括促炎和抗炎的调控作用; (2)通过胞浆胞核抽提分离法,ELISA法和免疫荧光研究FGF10对HMGB1迁移作用的影响;采用RT-qPCR法进一步检测FGF10对TLRs介导促炎症通路的抑制作用。 结果: 在大鼠缺血再灌注模型中,FGF10治疗明显促进肾脏损伤组织的修复,恢复肾功能水平,减轻炎症,有利于细胞存活和维持肾脏结构功能的完整。 1.FGF10对I/R有明显的肾脏保护作用。给予FGF10治疗后,可以明显修复I/R引起的肾脏组织损伤,恢复肾功能水平,同时减少肾脏中凋亡细胞的数量。 2.FGF10激活FGFR,通过PI3k/Akt/mTOR通路抑制自噬对I/R起保护作用。 (1)FGF10抑制 LC3II的表达,抑制自噬体的形成;另外,FGF10增加Bcl-2蛋白水平,促进Bcl-2/Beclin-1复合物的形成,减少Beclin-1的释放,抑制自噬起始泡膜的形成。进一步,增加自噬底物p62蛋白水平,提高泛素化蛋白Ub的清除率,减少自噬体与溶酶体的结合。说明FGF10的保护作用可能与抑制自噬有关。 (2)当给于Rapamycin治疗FGF10+I/R组后,Rapamycin激活自噬后,观察到FGF10恢复的肾功能水平重新下降,修复的肾组织损伤加重,减少的凋亡细胞数量大大增加。 (3)Chloroquine通过抑制自噬对I/R保护作用与FGF10的相一致。说明I/R引起自噬过度激活,自噬正常调节功能失调,对肾损伤修复产生有害的作用。 (4)进一步对FGF10/FGFR的下游调节通路PI3K/Akt/mTOR进行研究,发现FGF10大量激活FGFR,上调P-Akt,P-mTOR水平,抑制自噬活性。 3.FGF10对I/R引起的免疫炎症具有抑制性作用。FGF10减少I/R后引起炎症相关因子的浸润,下调IL-1β, IL-6以及TNF-α;同时,抑制HMGB1的迁移作用,阻断HMGB1/TLRs促炎症信号的激活。 结论: 综上, FGF10通过激活PI3K/Akt/mTOR信号通路抑制过度自噬和减轻HMGB1/TLRs促炎症反应来保护肾损伤。该结果为肾脏疾病的治疗提供新的研究思路和潜在的应用前景。