线粒体RNA/RIG-I通过Caspase-1/GSDMD通路驱动脓毒症相关急性肾损伤的炎症机制

本研究针对脓毒症相关急性肾损伤（SA-AKI）中炎症调控机制不明的关键问题，通过建立LPS诱导的小鼠模型和NRK-52E细胞实验，首次揭示线粒体RNA（mtRNA）通过激活RIG-I/Caspase-1/GSDMD信号轴触发肾小管上皮细胞焦亡的分子机制。研究发现mtRNA释放至胞质后直接结合RIG-I，诱导线粒体膜电位去极化，并通过CARD结构域与ASC/Caspase-1形成炎症小体复合物，最终导致IL-1β释放。该研究为SA-AKI的靶向治疗提供了新策略，论文发表于《Immunobiology》。

　　

肾脏作为人体代谢最活跃的器官之一，其近端小管上皮细胞富含线粒体，需要持续供应ATP维持重吸收功能。然而在脓毒症相关急性肾损伤（SA-AKI）中，线粒体功能紊乱如何触发炎症级联反应始终是未解之谜。现有研究多聚焦于线粒体DNA（mtDNA）通过cGAS-STING通路的作用，但线粒体RNA（mtRNA）的病理机制鲜有报道。更关键的是，模式识别受体RIG-I（Retinoic acid-inducible gene I）虽在病毒感染中作用明确，但其在非感染性疾病特别是SA-AKI中的功能仍存在认知空白。

为解决这一科学问题，皖南医学院的研究团队通过脂多糖（LPS）诱导的小鼠SA-AKI模型和NRK-52E肾小管上皮细胞实验体系，系统探究了mtRNA/RIG-I轴在肾损伤中的作用机制。研究发现，LPS处理16小时后小鼠肾脏出现典型线粒体肿胀和嵴断裂，同时伴随RIG-I蛋白表达显著上调。透射电镜和JC-1荧光探针证实，线粒体膜电位去极化导致mtRNA泄漏至胞质，而RNA免疫共沉淀（RIP）实验首次证明mtRNA与RIG-I存在直接结合。

研究采用的关键技术包括：建立LPS诱导的SA-AKI小鼠模型和GSDMD^-/-
基因敲除动物实验；通过Western blot和免疫组化检测RIG-I、Caspase-1等蛋白表达；JC-1探针评估线粒体膜电位；线粒体分离与qPCR检测mtRNA释放；共免疫沉淀（Co-IP）验证RIG-I与ASC/Caspase-1的相互作用；以及临床AKI患者肾组织样本分析。

3.1 LPS处理导致线粒体损伤和RIG-I表达增加
通过时间梯度实验发现，LPS注射16小时后小鼠血清IL-1β和尿素氮达到峰值。Western blot显示肾皮质RIG-I蛋白水平显著升高，而线粒体特异性基因（Nd1、Nd4、Cytb）转录水平下降。临床样本免疫组化显示，AKI患者损伤肾小管中RIG-I沉积明显增强。

3.2 mtRNA释放激活RIG-I
LAN（LPS+ATP+Nigericin）处理的NRK-52E细胞出现线粒体膜电位去极化，胞质中mtRNA水平升高3-5倍。RIP实验证实RIG-I抗体组对mtRNA的富集程度显著高于对照IgG组，提示二者存在特异性结合。

3.3 RIG-I炎症小体参与LAN诱导的炎症反应
结构分析显示RIG-I、Caspase-1和ASC均含有CARD结构域。Co-IP实验证实RIG-I通过CARD结构域与ASC和Caspase-1直接结合。值得注意的是，同时敲低NLRP3和RIG-I对炎症抑制的效果优于单独敲低NLRP3，表明存在NLRP3非依赖的RIG-I炎症小体激活途径。

3.4 RIG-I/Caspase-1/GSDMD参与炎症反应
LAN处理使Caspase-1、GSDMD及其剪切体表达上调，而RIG-I siRNA可逆转这一现象。JC-1实验进一步证实，RIG-I敲除能缓解mtRNA或LAN诱导的线粒体膜电位去极化。

3.5 GSDMD敲除减轻SA-AKI肾损伤
GSDMD^-/-
小鼠经LPS处理后，血清肌酐和尿素氮水平较野生型降低50%，肾小管空泡化显著改善。Western blot显示敲除组Cleaved-IL-1β和NGAL（急性肾损伤标志物）表达量明显下降。

讨论部分指出，该研究首次阐明mtRNA作为损伤相关分子模式（DAMP）通过RIG-I/Caspase-1/GSDMD轴驱动SA-AKI的新机制。与传统认知的NLRP3炎症小体不同，RIG-I炎症小体通过CARD-CARD相互作用直接激活Caspase-1，形成非经典炎症小体通路。值得注意的是，GSDMD全身敲除虽然缓解了肾损伤，但无法区分肾小管上皮细胞与巨噬细胞的作用差异，这将是未来研究的重要方向。

该研究的临床意义在于：①为SA-AKI提供了mtRNA/RIG-I这一潜在治疗靶点；②证实RIG-I炎症小体可作为NLRP3的补充调控节点；③首次建立mtRNA释放与线粒体质量控制（mitochondrial quality control）的分子联系。论文发表于《Immunobiology》的发现，为开发针对脓毒症多器官功能障碍的精准干预策略奠定了理论基础。