研究背景:在病理条件下,心脏或肾脏的原发疾病会对另一器官造成损伤,这反过来也会加速原发疾病的进展。这种心脏-肾脏之间的恶性循环以及心脏肾脏疾病常常伴随发生的现象被称为心肾综合征,已经成为目前临床中的热点和难点问题。临床中发现,慢性肾脏病患者中心血管事件高发,且心血管事件是造成CKD患者死亡的最主要原因;临床中把这种类型的心肾综合征归类为四型心肾综合征。许多因素参与了四型心肾综合征的发病过程,其中肾脏特异性分泌的分子或激素的不足,如促红细胞生成素、骨化三醇和klotho等的缺乏均与四型心肾综合征的发病机制密切相关。因此,寻找新的由肾脏分泌的激素或分子有助于深入阐释四型心肾综合征的发病机制,为其治疗提供更具针对性的干预手段。Renalase是一种新发现的由肾脏分泌入血的酶,通过降解儿茶酚胺在血压调节、电解质代谢中起重要的作用,而且renalase是一种具有心肾双重保护作用的分子。在CKD患者及动物模型中,renalase水平降低。因此,renalase缺乏可能会导致循环儿茶酚胺水平升高继而造成交感神经系统的激活,从而加重CKD进展并促进心血管并发症的发生。研究目的:本研究通过尾静脉注射renalase过表达腺病毒来恢复5/6肾切除大鼠体内renalase水平,并观察补充renalase水平是否能够延缓5/6肾切除大鼠肾脏病进展及心肌重构的发生,并探讨renalase发挥心肾保护作用的机制。实验方法:我们首先构建了大鼠renalase重组腺病毒,并在293细胞中大量扩增纯化得到了高滴度的病毒颗粒,并分别在体外和体内验证了其感染效率。通过5/6肾切除构建大鼠CKD模型,并在5/6肾切除大鼠中尾静脉注射renalase重组腺病毒,观察其对CKD大鼠肾脏损伤以及心肌重构的影响。实验结果:1.构建了大鼠renalase重组腺病毒表达载体Ad-renalase,经扩增与纯化后得到了可用于动物实验的高滴度renalase腺病毒。分别在体外培养的肾小管上皮细胞和乳鼠心肌细胞中验证其感染效率,并在5/6肾切除大鼠中通过尾静脉注射的方式给予renalase腺病毒,发现renalase不仅能在体外高效感染肾小管及心肌细胞并高效过表达renalase,而且能够在5/6肾切除大鼠多种组织中高效表达renalase。2.与对照病毒即β-gal腺病毒注射组5/6肾切除大鼠相比,renalase重组腺病毒能够显著降低5/6肾切除大鼠血清尿素氮、蛋白尿水平并延缓了肌酐清除率的下降。肾脏病理显示:与β-gal腺病毒注射组相比,renalase腺病毒组治疗组大鼠肾小球硬化及肥大、肾小管间质损伤明显减轻。Masson及天狼猩红染色均显示,补充renalase能够明显减轻肾次全切除引起的肾间质纤维化。Renalase的肾脏保护作用可能与其抑制肾脏炎症反应、下调促纤维化因子表达以及对氧化应激、细胞凋亡的抑制有关。3.Renalase腺病毒能够明显减轻5/6肾切除引起的交感神经兴奋,表现为血清去甲肾上腺素水平的降低和大鼠的动脉血压的下降。5/6肾切除大鼠的心肌重构主要表现为明显的左心室肥厚及舒张功能不全。与未接受治疗的5/6肾切除组大鼠相比,renalase治疗组大鼠心脏重量/体重比、左心室重量/心脏重量比均明显降低;且病理染色显示,renalase腺病毒注射明显降低了心肌细胞横截面积及心肌纤维化。此外,心脏超声检查显示,renalase腺病毒注射能够明显延缓CKD大鼠心肌重构的进展,表现为LVPWd、LVPWs、LVAWd和LVAWs的降低。左心室插管显示,补充renalase能够部分恢复5/6肾切除引起的心脏舒张功能不全。此外,renalase腺病毒尾静脉注射抑制了5/6肾切除引起的ERK1/2磷酸化。结论:通过在5/6肾切除大鼠中系统性给予renalase重组腺病毒,能够恢复renalase水平,并减轻肾次全切除引起的血压升高、肾脏损伤及左心室重构;renalase有依赖于降解儿茶酚胺及不依赖于降解儿茶酚胺的作用。Renalase发挥其心肾保护作用可能与其抗炎、抗氧化、抗凋亡及抑制ERK-1/2通路有关。因此,renalase是心肾综合征进展的重要调节分子,而且补充renalase有希望治疗并预防CKD患者中存在的四型心肾综合征。