TIMP-2促进铁死亡参与肾脏缺血再灌注损伤的作用机制研究
批准号:
82102298
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:
苏连久
依托单位:
学科分类:
器官功能衰竭与支持
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
苏连久
中文摘要
急性肾脏损伤(Acute kidney injury,AKI)是ICU常见并发症,合并AKI患者死亡风险增加,肾缺血再灌注损伤(Ischemia-reperfusion injury,IRI)是AKI的重要病因之一。IRI的发生机制复杂,铁死亡是其发生的重要机制之一。我们发现TIMP-2可作为预测心脏术后AKI的早期标志物,具有较高诊断价值。然而TIMP-2是否参与IRI肾脏损伤过程尚不清楚。我们预实验证实TIMP-2可调控Eratin诱导的肾小管上皮细胞的铁死亡,并影响铁自噬水平。因此我们推测TIMP-2可调控铁自噬导致铁死亡,引起肾脏缺血再灌注损伤。本研究通过体内体外实验,探索TIMP-2通过调控NCOA4介导的铁自噬促进铁死亡,并阐明该过程参与IRI的分子机制,为临床肾脏损伤干预提供新方向。
英文摘要
Acute kidney injury (AKI) is a common complication in ICU, and patients with AKI have an increased risk of death. Kidney ischemia-reperfusion injury (IRI) is one of the important causes of AKI. The mechanism of IRI is complex, and ferroptosis is one of the important mechanisms in IRI. We found that TIMP-2 could be used as an early biomarker to predict AKI after cardiac surgery and had a high diagnostic value. However, it is still unclear whether TIMP-2 is involved in the process of renal injury of IRI. Our preliminary experiments confirmed that TIMP-2 could regulate Eratin-induced ferroptosis and affect ferritinophagy in renal tubular epithelial cells. Therefore, we speculated that TIMP-2 could regulate ferritinophagy to cause ferroptosis in renal ischemia reperfusion injury. In this study, we conducted experiments in vivo and in vitro to explore the role of TIMP-2 in regulating NCOA4-mediated ferritinophagy to promote ferroptosis, and to clarify the molecular mechanism of this process involved in IRI, providing a new direction for clinical kidney injury intervention.
研究背景:急性肾脏损伤是临床常见的并发症,早期干预及治疗有助于减少发病率和死亡率。急性肾脏损伤的发生机制复杂,其中肾小管上皮细胞的死亡是肾脏损伤的主要病因。TIMP2被证实在肾脏损伤的时候升高,然后它是否参与肾脏损伤的发生发展,尚未清楚。研究内容:本项目主要研究TIMP2在肾脏损伤的作用及机制研究。在体外研究中,构建了稳定的TIMP2敲除肾小管上皮细胞系,发现TIMP2通过调控内质网应激,影响细胞凋亡、氧化应激水平。在体内研究中,构建了TIMP2特异性敲除小鼠,研究了其在肾脏缺血再灌注损伤中的作用,明确了铁死亡机制的参与。利用纳米递送系统,携带铁死亡抑制剂进行治疗,显著改善了肾脏缺血再灌注损伤和纤维化。重要结果与关键数据:TIMP2缺失可通过抑制PERK/CHOP信号通路和凋亡因子BAX表达,减轻肾脏损伤。TIMP2下调在LPS诱导的体外模型中缓解了细胞死亡,恢复了BiP表达,抑制了铁死亡相关通路。纳米递送系统实现了对肾脏损伤细胞的靶向治疗,降低纤维化面积27.9%,改善肾功能恢复,为精准治疗提供新思路。科学意义:项目揭示了TIMP2在肾脏损伤中的分子机制,深入探讨了铁死亡参与肾脏损伤的作用,开发了新型纳米递送系统,为肾脏损伤的精准治疗奠定了基础。
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