远程缺血时适应通过非Klotho通路对肾缺血再灌注损伤发挥保护作用

《BMC Nephrology》：Remote ischemic per-conditioning did not modulate kidney Klotho expression in acute kidney injury induced by renal ischemia/reperfusion injury

本研究针对肾缺血再灌注损伤（I/RI）高死亡率难题，探讨了远程缺血时适应（RIPerC）对Klotho蛋白表达的调控作用。研究发现RIPerC虽能显著改善肾功能、减轻氧化应激和炎症反应，但未能逆转I/RI导致的Klotho表达下调，提示其保护作用不依赖Klotho通路，为临床防治急性肾损伤提供了重要理论依据。

　　

肾脏作为人体重要的代谢器官，对缺血缺氧异常敏感。肾缺血再灌注损伤（Ischemia/Reperfusion Injury, I/RI）是急性肾损伤（Acute Kidney Injury, AKI）的主要病因之一，常见于肾移植、创伤、脓毒症和血管外科手术等临床场景。尽管医学技术不断进步，I/RI仍是导致高死亡率和高致残率的重大医疗难题，其背后的分子机制亟待深入探索。

在I/RI的复杂病理生理过程中，氧化应激和炎症反应被认为是核心环节。缺血阶段，肾脏组织缺氧导致细胞能量代谢障碍；再灌注阶段，突然恢复的血液供应反而会引发"二次打击"，产生大量活性氧（Reactive Oxygen Species, ROS），同时激活炎症级联反应，释放肿瘤坏死因子-α（Tumor Necrosis Factor-α, TNF-α）、白细胞介素-6（Interleukin-6, IL-6）等促炎因子，进一步加剧组织损伤。

Klotho蛋白最初作为抗衰老蛋白被发现，在肾脏中表达最为丰富。研究表明，Klotho具有多重生物学效应：能够减轻氧化应激、缓解炎症反应、促进血管生成，并抑制细胞凋亡和纤维化。在急性肾损伤和肾I/RI中，肾脏、血液和尿液中的Klotho水平显著降低，使其成为早期诊断AKI的潜在生物标志物。有趣的是，外源性补充Klotho蛋白能够改善缺血后肾脏的并发症，这引发了研究人员的思考：是否可以通过某种干预手段上调内源性Klotho表达，从而发挥肾保护作用？

远程缺血 conditioning（Remote Ischemic Conditioning, RIC）是一种创新的治疗策略，通过对远离靶器官的组织（如肢体）进行短暂、非致死性的缺血处理，从而诱导对重要器官（如心脏、肾脏）的保护效应。其中，远程缺血时适应（Remote Ischemic Per-conditioning, RIPerC）特指在靶器官缺血期间实施的远程缺血处理。前期研究证实，RIPerC能够通过减轻氧化应激和炎症反应对肾脏产生保护作用，但其具体机制尚未完全阐明。

基于Klotho在肾保护中的重要作用和RIPerC的已知保护效应，Afshari等研究人员提出了一个关键科学问题：循环肢体缺血时适应是否通过调控Klotho表达来发挥其肾保护作用？为回答这个问题，研究团队在《BMC Nephrology》上发表了最新研究成果，首次探讨了RIPerC与Klotho表达在肾I/RI中的关系。

研究采用的技术方法主要包括：建立大鼠双侧肾缺血再灌注（Bilateral Ischemic Reperfusion, BIR）模型，通过夹闭肾蒂60分钟诱导缺血，随后进行24小时再灌注；RIPerC处理组在肾缺血开始时接受左股动脉的循环闭塞（4个周期，每个周期5分钟缺血/5分钟再灌注）；评估指标包括血浆肌酐（Creatinine, Cr）和血尿素氮（Blood Urea Nitrogen, BUN）水平、肾组织总抗氧化能力（Total Antioxidant Capacity, TAC）和总氧化状态（Total Oxidant Status, TOS）、氧化应激指数（Oxidative Stress Index, OSI）、炎症相关基因（IL-6、TNF-α、核因子κB（Nuclear Factor-kappa B, NF-κB）、IL-10和Klotho）的mRNA表达水平以及肾组织病理学变化。实验使用24只斯普拉格-杜勒（Sprague-Dawley）大鼠，随机分为假手术组、BIR组和BIR+RIPerC组。

肾功能与组织病理学结果

研究发现，BIR组大鼠血浆Cr和BUN水平显著升高，证实了肾功能严重受损。肾组织病理学检查显示典型的急性肾小管坏死表现：皮质区近端小管上皮细胞剥脱，髓质区厚壁升支和直部（S3段）损伤，伴有管型形成和血管充血。重要的是，RIPerC处理显著改善了这些功能和组织学指标，虽然未能完全恢复正常，但明显减轻了I/RI造成的损伤程度。

氧化应激指标变化

肾I/RI导致氧化应激状态显著增强，表现为TOS水平和OSI比值明显升高，TAC水平有下降趋势。RIPerC干预有效逆转了这一状态，显著降低了TOS和OSI，同时提高了TAC水平，表明其通过增强抗氧化防御能力来对抗氧化应激损伤。

炎症因子表达谱

在分子水平上，BIR组肾组织中促炎因子TNF-α、IL-6和转录因子NF-κB的mRNA表达显著上调，而抗炎因子IL-10表达轻微增加。RIPerC处理显著抑制了促炎因子的过度表达，同时进一步增强了IL-10的表达，显示出强大的抗炎效应。

Klotho表达的关键发现

最引人注目的结果是Klotho的表达变化。与假手术组相比，BIR组肾组织Klotho的mRNA表达显著下调，这与既往研究一致。然而，令人意外的是，尽管RIPerC在多方面表现出保护作用，却未能逆转Klotho的下调趋势，甚至在某些指标上显示进一步降低。血浆Klotho水平的变化也呈现类似规律。这一发现明确提示，RIPerC的肾保护作用并不依赖于Klotho通路的上调。

讨论部分深入分析了这一看似矛盾的结果。研究人员指出，虽然Klotho已知具有抗氧化和抗炎特性，但RIPerC可能通过其他独立机制发挥保护作用。文献表明，远程缺血处理可能通过激活体液因子（如缓激肽、腺苷和阿片类物质）和神经通路，进而触发RISK（Reperfusion Injury Salvage Kinase）和SAFE（Survivor Activating Factor Enhancement）等细胞存活信号通路，增强组织的抗氧化防御能力。

研究同时考虑了时间因素的可能影响。24小时的再灌注时间可能不足以观察到Klotho表达的动态变化，更长时间的观察（如48-72小时）或许能揭示不同的调控模式。此外，RIPerC的处理参数（如缺血周期数和持续时间）也可能影响其对Klotho的调控效果。

该研究的局限性包括仅使用雄性大鼠模型、固定的再灌注时间点以及缺乏Klotho蛋白水平的Western blot验证等。未来研究需要纳入两性模型、延长观察时间并结合蛋白水平检测，以更全面阐明相关机制。

结论明确指出，远程缺血时适应能够通过抑制炎症反应和氧化应激对肾缺血再灌注损伤产生保护作用，但这一保护效应并不通过上调Klotho表达实现。这一发现具有重要的理论价值和临床意义：首先，它揭示了RIPerC作用机制的特异性，排除Klotho作为其关键介质；其次，为临床应用RIPerC防治急性肾损伤提供了更坚实的实验依据；最后，提示针对不同机制的多靶点联合治疗策略可能成为未来研究方向。

这项研究不仅增进了我们对肾脏缺血保护机制的理解，也为开发新的治疗策略提供了重要线索。在精准医疗时代，明确某种治疗手段的作用机制和适用范围，对于实现个体化治疗、提高治疗效果至关重要。该研究为临床医生在肾移植、血管手术等高风险情境中应用远程缺血处理技术提供了有价值的参考依据。