低温诱导肾小管脂肪酸转运蛋白1上调与脂质蓄积：法医学证据与诊断潜力

本文揭示了低温通过上调脂肪酸转运蛋白1（FATP1）驱动肾小管脂质蓄积的分子机制，为法医病理学提供了新型诊断标志物。研究结合人类尸检样本与细胞实验，证实FATP1介导的游离脂肪酸（FFA）摄取增加是跨物种保守的低温适应性反应，其表达水平与组织FFA含量显著正相关，为致命性低温的鉴定提供了分子层面依据。

　　

摘要

法医病理学长期缺乏低温死亡的特定诊断标志物，传统依赖Wischnewsky斑等间接指标。最新研究发现，脂肪酸转运蛋白1（FATP1）在小鼠低温模型中显著上调并引发肾小管脂质蓄积。本研究通过17例低温死亡与23例对照的尸检样本，结合人类肾小管上皮细胞（HK2）低温培养实验，首次证实人类低温死亡存在类似机制：低温组肾组织FFA和甘油三酯（TG）水平显著升高，油红O（ORO）染色显示近端小管脂滴阳性率高达75%，且FATP1 mRNA与蛋白表达均与组织FFA含量呈正相关。体外实验证实，28°C培养直接上调HK2细胞FATP1表达，而FATP1抑制剂可阻断棕榈酸（PA）诱导的脂质摄取。这一跨物种保守机制为法医诊断提供了新型分子靶点。

引言

低温死亡的诊断长期依赖排除法，肾小管脂质变性虽具特异性但机制未明。既往研究提示低温时血FFA升高可能与棕色脂肪组织（BAT）产热相关，但肾小管脂质蓄积的驱动因素尚待阐明。肾小管上皮通常依赖CD36和FATP/Slc27家族转运FFA，其中FATP1（由SLC27A1编码）受PPARα调控，促进线粒体β-氧化。小鼠模型发现低温通过FATP1上调促进肾小管存活，但人类数据空白。本研究整合法医尸检样本的生化、组织学与分子分析，结合细胞模型，系统揭示FATP1在人类低温适应性反应中的核心作用。

材料与方法

样本选择：17例低温死亡（含10例复合死因）与23例对照（冠心病、中毒等），严格依据环境暴露史、尸检特征（如胃Wischnewsky斑）及生化指标（玻璃体液葡萄糖、乳酸）确诊。
生化分析：酶法检测血清与肾皮质FFA、TG含量。
组织学：ORO染色分级（阴性/低/高），免疫组化半定量FATP1表达（0-3+）。
细胞实验：HK2细胞28°C培养15小时，PA负载联合FATP1抑制剂（FATP1-in-1），BODIPY荧光定量脂质摄取。
分子检测：qRT-PCR分析SLC27A1、PPARA、CD36 mRNA，Western blot检测FATP1蛋白。

结果

脂质蓄积特征：低温组ORO高阳性率（9/12 vs 对照2/23），脂滴沿近端小管基底膜分布，且高分级组肾组织TG含量显著升高。
生化异常：低温组血清FFA（非TG）及肾组织FFA/TG均显著升高，ORO分级与TG水平直接相关。
分子机制：

• 细胞层面：28°C培养使HK2细胞SLC27A1 mRNA表达翻倍，PPARA、CD36无变化；FATP1蛋白增加2.5倍，PA诱导的BODIPY荧光强度升高40%，抑制剂可逆转此效应。
• 尸检样本：低温组SLC27A1与PPARA mRNA表达较对照高3倍，CD36无差异；FATP1蛋白水平与肾FFA含量显著正相关（r=0.62），免疫组化阳性率76.5% vs 对照30.4%。

讨论

低温时机体通过BAT产热释放FFA，而肾小管通过FATP1上调增强FFA摄取以维持能量供应。过量FFA转化为TG储存于脂滴，避免细胞损伤——这一适应性反应在人类与小鼠中高度保守。研究创新性在于：

1. 确立FATP1表达与ORO染色的定量关联，提升法医诊断客观性；
2. 揭示低温直接调控FATP1转录的跨物种规律，非依赖PPARα/CD36通路；
3. 提出"肾小管脂质蓄积"的分子解释：FATP1介导的FFA摄取-转化平衡。
   局限在于未排除饥饿等混杂因素，未来需扩大样本验证FATP1在复合死因中的特异性。

结论

FATP1驱动的肾小管脂质蓄积是低温死亡的标志性病理改变，其表达水平可作为法医鉴定的补充分子证据。该机制为理解哺乳动物低温适应提供了新视角，并为开发抗低温损伤策略奠定理论基础。