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NLRX1调控的线粒体复苏在移植肾缺血再灌注损伤修复中的作用及其分子机制

批准号:
82100798
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
韩锋
依托单位:
学科分类:
肾移植
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
韩锋

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
缺血再灌注损伤(IRI)对移植肾状态和受体长期存活有重要影响,线粒体功能障碍是主要致病因素,而损伤后修复过程中线粒体复苏的机制尚不明晰。我们发现:人移植肾零点穿刺标本中NLRX1的表达量与缺血时间长短有关,小鼠体内及体外肾IRI实验证实NLRX1通过影响线粒体的功能减轻急性肾小管损伤的发生,而NLRX1在损伤后修复期表达量明显增加,且与线粒体呼吸链复合物活性、胞内ATP含量及线粒体调节因子SIRT3活化呈正相关。故提出假说:NLRX1正向调控损伤后的线粒体功能复苏、增加ATP合成、促进细胞增殖在移植肾IRI修复中发挥保护作用。本研究拟采用基因敲除小鼠肾移植模型,通过转录组测序、液相芯片等现代分子生物学技术及相关体外细胞生物学实验,明确NLRX1在肾IRI修复过程中的作用途径,揭示影响线粒体功能调控和肾损伤修复的分子机制,为固有免疫系统在肾脏IRI的防治提供新的治疗靶点及实验依据。
英文摘要
Ischemia-reperfusion injury (IRI) plays an important role in the state of transplanted kidney and the long-term survival of recipients. Mitochondrial dysfunction is the main pathogenic factor, but the mechanism of mitochondrial resuscitation in the process of repair after injury is not clear. We found that the expression of NLRX1 was related to the duration of ischemia. IRI experiments in vivo and in vitro showed that the expression of NLRX1 decreased the occurrence of acute renal tubular injury by affecting the function of mitochondria, and the expression of NLRX1 increased significantly in the repair period after injury, and was positively related to the activity of mitochondrial respiratory chain complex, the content of intracellular ATP and the activity of mitochondrial regulatory factor SIRT3. It is suggested that NLRX1 may play a protective role in transplant renal IRI repair by regulating mitochondrial function recovery, increasing ATP synthesis and promoting cell proliferation. In this study, we intend to use the gene knockout mouse renal transplantation model, through the transcriptome sequencing, liquid-phase chip and other modern molecular biological technologies and related in vitro cell biology experiments, to clarify the specific role of NLRX1 in the process of renal IRI repair and reveal the molecular mechanism affecting the regulation of mitochondrial function and the repair of renal injury. It will provide a new treatment and experimental basis for the prevention and treatment of renal IRI through innate immune system.
本研究基于申请人所在课题组多年在缺血再灌注损伤及固有免疫方面的研究基础,立足于NLRX1对肾脏缺血再灌注后损伤及修复过程保护作用的认识,拟深入探讨NLRX1调节的线粒体复苏在肾脏IRI修复过程中的作用,解析肾脏IRI涉及的固有免疫、细胞线粒体功能状态、氧化应激与能量代谢的相互作用和分子机制,为IRI后的修复寻找新的靶点并提供实验依据。主要研究内容包括:体外模拟IRI过程及siRNA-NLRX1转染、质粒转染过表达对修复期线粒体功能状态和氧化磷酸化的影响;小鼠肾移植模型中肾脏NLRX1缺失对不同时长热缺血、冷缺血、再灌注引起的细胞损伤修复作用的影响:NLRX1调控肾脏IRI后线粒体复苏、损伤修复机制的进一步深入探讨。我们通过体外及体内实验发现:明确了NLRX1在肾脏IRI中表达水平增加,抑制其表达后组织损伤程度增加,证明其是NLRs家族中具有保护性作用的受体蛋白,这种保护作用与其减轻线粒体损伤有关,体现为对缺氧耐受性的改变。肾IRI后线粒体各通路明显受抑制,能量代谢受损为其显著特点;线粒体基因分型与DGF密切相关,提示线粒体基因可为供肾质量评估提供依据;MCL1、PMAIP1、PDK4为肾IRI过程中的线粒体核心基因;而NLRX1在其中发挥的作用尚需关联分析;我们研究了野黄芩苷(SCU)是否可以通过调节巨噬细胞极化来保护肾脏IRI,给予50mg/kg SCU显著改善了IRI小鼠的肾功能和病理损伤,同时它减少了巨噬细胞的浸润,抑制了M1巨噬细胞的极化。结果表明,SCU通过影响MAPK通路的激活来抑制巨噬细胞向M1的浸润和极化,从而保护肾脏免受IRI的侵害,这表明SCU可能是治疗IRI的新药。
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