尊龙凯时的本研究专注于探讨因横纹肌溶解症导致的急性肾损伤(AKI)这一临床问题,深入分析了巨噬细胞外陷阱(METs)在其中的重要作用。研究首次揭示了血小板激活诱导巨噬细胞释放METs,从而加重AKI的全新机制,并发现了针对该通路的潜在治疗手段,为横纹肌溶解症相关AKI的治疗开辟了新的思路。
肌溶解是由骨骼肌损伤引起的一种严重综合征,受损的肌细胞分解产物会进入全身循环。肌损伤通常由于剧烈运动、缺氧、药物或药物滥用引起,这可能导致危及生命的并发症,如急性肾损伤(AKI)。肌溶解及其AKI并发症也可能在压榨综合征中发生,该综合征通常可见于自然灾害(如地震)及人为灾害(如战争和恐怖主义)中的受害者。损伤的肌肉释放的肌红蛋白被认为会引发这一形式的肾功能障碍。目前,研究已将巨噬细胞与肌溶解引起的AKI的疾病病理联系起来,但具体的分子机制仍不明确。
在本研究中,我们展示了在肌溶解小鼠模型中,巨噬细胞释放由DNA纤维和颗粒蛋白组成的细胞外陷阱(ETs)。肌溶解期间,坏死肌细胞释放的血红蛋白激活血小板,增强了巨噬细胞METs的生成,这一过程涉及细胞内活性氧(ROS)的增加和组蛋白去精氨酸化。我们首次报告了METs和血小板作为肌红蛋白衍生血红蛋白感应器在肌溶解引起的AKI中的重要作用。这一之前未被认识的机制可能为治疗该疾病提供新的靶点。
研究方法
1. 动物模型构建:研究者采用小鼠模型模拟横纹肌溶解症,通过向小鼠肌肉内注射甘油来诱发该病症,以观察肾脏损伤情况。同时,利用基因敲除技术培育特定基因缺失小鼠,例如PAD4基因敲除(Padi4−/−)小鼠,借助药物抑制剂(如CLA)干预特定信号通路。比较不同处理组小鼠在模型诱导后的肾脏损伤指标,以研究METs在病理过程中的作用。
2. 细胞类型耗竭实验:为明确巨噬细胞、中性粒细胞及血小板在横纹肌溶解症引发AKI中的具体作用,研究者运用特定手段耗竭这些细胞类型。例如,使用克隆霉素脂质体耗竭巨噬细胞,利用抗Ly6G抗体耗竭中性粒细胞,以及借助抗GPIbα抗体耗竭血小板。通过比较耗竭组与对照组小鼠在模型诱导后的肾脏损伤指标,明确各类细胞的功能。
3. 免疫组化与免疫荧光染色:借助免疫组化及免疫荧光技术,研究者对小鼠肾脏组织进行染色,以检测METs的存在与分布。使用特异性标记抗体(如针对CitH3、F4/80等),结合荧光显微镜观察,定位METs在肾脏中的具体位置,分析其与肾脏损伤区域的关联。
4. 体外细胞实验:研究者在体外培养THP-1单核细胞系,诱导其分化为巨噬细胞,模拟体内血小板激活及METs形成的过程。通过预处理巨噬细胞(如加入DNaseI、DPI、CLA等),观察不同干预下METs的生成情况,探讨血小板激活、ROS生成及PADs活性等对METs形成的影响。
研究结果
1. METs在横纹肌溶解症引发AKI中的作用:研究发现,在横纹肌溶解症模型小鼠肾脏中,METs以无定形DNA结构形式存在,与citrullinated histone H3(CitH3)共定位,且仅在肾小管中出现,未见于肾小球。与野生型(WT)小鼠相比,PAD4基因敲除(Padi4−/−)小鼠及经PAD抑制剂CLA处理的小鼠,其血清肌酐(Cr)、血尿素氮(BUN)等AKI指标显著降低,且肾脏损伤程度减轻,提示METs在横纹肌溶解症引发AKI中发挥了关键作用。
2. 巨噬细胞与血小板的协同作用:研究表明,巨噬细胞及血小板的耗竭均能显著减轻横纹肌溶解症引发的肾脏损伤,而中性粒细胞的耗竭未见此效果。免疫荧光染色结果显示,CitH3仅与巨噬细胞标记的F4/80共定位,而不与中性粒细胞的Ly6G共定位。此外,血小板激活后与巨噬细胞上的Mac-1受体结合,触发ROS生成及组蛋白去精氨酸化,促进METs形成。
3. 潜在治疗策略:研究者尝试使用多种药物干预,发现血色素结合蛋白(hemopexin)能有效抑制NET及MET形成,从而减轻AKI损伤。此外,乳铁蛋白(Lf)在体外实验中显著减少了血小板诱导的MET形成,并在体内实验中有效预防了甘油诱导的横纹肌溶解症引发的肾脏损伤。
讨论
本研究首次揭示了METs在横纹肌溶解症引发AKI中的关键角色,明确了血小板激活、巨噬细胞参与及ROS、PADs等环节在METs形成中的重要性。研究验证了巨噬细胞与血小板相互作用的协同效应,血小板激活后通过与巨噬细胞上的Mac-1受体结合,触发系列信号通路,最终导致METs形成。这一相互作用在横纹肌溶解症引发的肾脏损伤中起到了关键作用,提供了针对该通路的干预可能成为治疗AKI的新策略。
从研究中发现,血色素结合蛋白(hemopexin)与乳铁蛋白(Lf)等药物展现出对横纹肌溶解症引发AKI的潜在治疗效果,为临床治疗提供了新思路。未来需要进一步开展临床试验,以验证这些药物的疗效和安全性,期待为横纹肌溶解症患者带来新的治疗选择。
尊龙凯时为本研究提供的血色素结合蛋白(hemopexin),支持了对血红素激活血小板在横纹肌溶解症引发的急性肾损伤(AKI)中作用的实验。实验结果表明,通过在给药前4小时静脉注射hemopexin可以显著降低肾损伤和血浆DNA释放,而对CK水平无影响。该产品作为高亲和力结合蛋白,能够通过形成复合物防止血红素的氧化活性,从而减少动物模型中横纹肌溶解症(rhabdomyolysis)引发的AKI相关损伤。