Rictor/mTORC2信号通路介导苯并[a]芘诱导肾损伤的作用机制与干预研究

《Scientific Reports》：Rictor/mTORC2 signaling pathway mediates Benzo[a]pyrene-induced renal injury

本研究针对环境污染物苯并[a]芘（B[a]P）短期高剂量暴露诱发肾损伤的机制空白，通过构建小鼠模型及巨噬细胞特异性Rictor基因敲除模型，首次揭示B[a]P通过直接激活Rictor/mTORC2通路，触发氧化应激-炎症-凋亡级联反应，进而导致肾功能障碍。该研究为环境毒物致肾损伤的靶向干预提供了新策略。

　　

随着工业化进程加速，多环芳烃（PAHs）等持久性有机污染物在全球环境中持续累积，对公众健康构成严重威胁。其中，苯并[a]芘（Benzo[a]pyrene, B[a]P）因其强致癌性、环境持久性及跨介质迁移能力，被联合国环境规划署列为优先污染物。尽管长期低剂量B[a]P暴露的毒性机制已有较多研究，但短期高剂量暴露（如职业暴露或意外事件）引起的急性器官损伤，尤其是肾损伤的时空动态规律与关键分子机制尚不明确。肾脏作为B[a]P生物转化的主要靶器官，因其高灌注特性及富含CYP450代谢酶（如CYP1A1/CYP1B1），更易受到B[a]P及其活性代谢物的攻击。现有研究多聚焦于慢性暴露模型，无法解释急性肾损伤的快速发生与发展规律，这一知识缺口制约了相关中毒事件的临床防治策略开发。

为解决上述问题，韩建秋、曲颖、朱媛蓉等研究人员在《Scientific Reports》发表了题为“Rictor/mTORC2 signaling pathway mediates Benzo[a]pyrene-induced renal injury”的研究论文。该研究通过建立C57BL/6J小鼠急性B[a]P暴露模型（50 mg/kg单次灌胃），结合巨噬细胞特异性Rictor基因敲除（Mac Rictor^-/-）小鼠，系统阐释了B[a]P诱导肾损伤的时序性病理特征及其核心信号通路机制。研究发现，B[a]P暴露可在3天内引发肾功能指标（血肌酐SCr、尿素氮BUN）升高及组织病理损伤，并伴随氧化应激（MDA升高，SOD、CAT、T-AOC抑制）；7-14天时炎症（TNF-α、IL-6上调）与凋亡（caspase-3激活、LDH释放）显著增强。机制上，B[a]P通过直接结合Rictor蛋白激活mTORC2通路，促进下游AKT1/PKC-ζ信号转导，而巨噬细胞Rictor缺失可有效逆转上述病理过程。该研究首次揭示Rictor/mTORC2通路在B[a]P肾毒性中的核心作用，为环境相关性肾损伤的靶向治疗提供了理论依据。

研究主要采用以下关键技术方法：

1. 1.
   动物模型构建：使用C57BL/6J野生型及巨噬细胞特异性Rictor敲除（Mac Rictor^-/-）小鼠，通过灌胃给予50 mg/kg B[a]P建立急性暴露模型；
2. 2.
   生化与分子检测：通过全自动生化分析仪检测肾功能指标（SCr、BUN）；采用ELISA、酶活性测定评估氧化应激（MDA、SOD、CAT、T-AOC）、炎症（TNF-α、IL-6）及细胞凋亡（LDH、caspase-3）相关指标；
3. 3.
   组化与基因表达分析：利用HE染色观察组织病理变化，免疫组化（IHC）定位caspase-3蛋白表达，RT-qPCR检测关键基因（Rictor、mTOR、AKT1、PKC-ζ等）mRNA水平；
4. 4.
   生物信息学与分子对接：通过GeneCards、DAVID数据库进行GO/KEGG富集分析，采用AutoDock模拟B[a]P与Rictor蛋白的结合模式。

3.1 B[a]P暴露诱导肾损伤的时序性变化

研究发现，B[a]P暴露后小鼠体重在第1天和14天显著下降，而肾脏器系数在第3天即明显降低。肾功能指标显示，SCr、BUN和尿尿素氮水平从第3天开始持续上升，组织病理学进一步证实肾小球萎缩、管周炎症及上皮细胞排列紊乱等损伤呈时间依赖性加重。

3.2 B[a]P引发肾脏氧化应激失衡

暴露3天后，肾组织MDA含量显著升高，SOD、CAT活性及T-AOC均受抑制，且抗氧化基因（SOD1、SOD2、CAT）mRNA表达下调。血清MDA/T-AOC变化与肾脏一致，表明B[a]P诱导了系统性氧化应激。

3.3 B[a]P激活肾脏炎症反应

第7-14天，肾组织中TNF-α、IL-6 mRNA及TNF-α蛋白水平显著升高，NOS活性同步增加，提示炎症反应在损伤中后期起关键作用。

3.4 B[a]P促进肾组织凋亡

caspase-3 mRNA表达上调与蛋白定位（IHC）一致，且血清LDH活性在第7-14天显著升高，证实B[a]P通过激活caspase依赖性凋亡途径及破坏膜完整性导致细胞死亡。

3.5 Rictor/mTORC2通路介导B[a]P肾毒性

生物信息学分析显示，B[a]P相关差异基因富集于mTORC2通路相关功能类别。分子 docking 表明B[a]P可直接结合Rictor蛋白。RT-qPCR证实B[a]P暴露后Rictor、mTOR、AKT1、PKC-ζ mRNA表达上调，而Mac Rictor^-/-小鼠中该通路激活被抑制。

3.6 巨噬细胞Rictor缺失缓解B[a]P肾损伤

与野生型相比，Mac Rictor^-/-小鼠在B[a]P暴露后肾功能指标、氧化应激、炎症因子及凋亡标志物均接近正常水平，组织病理损伤显著减轻，证明巨噬细胞Rictor/mTORC2通路在B[a]P肾毒性中起核心作用。

讨论与结论

本研究系统阐明了B[a]P急性暴露通过“氧化应激-炎症-凋亡”轴诱发肾损伤的时序规律，并首次揭示Rictor/mTORC2通路的核心调控作用。机制上，B[a]P代谢产生的活性氧（ROS）可能通过氧化修饰直接激活mTORC2，进而通过AKT1/PKC-ζ形成正反馈循环，放大氧化损伤与炎症凋亡信号。巨噬细胞特异性Rictor敲除实验证实，靶向抑制该通路可有效缓解肾损伤，提示Rictor/mTORC2可作为环境相关性肾病的潜在治疗靶点。

该研究的局限在于未直接检测肾脏B[a]P代谢物（如BPDE）水平及DNA加合物形成，未来需结合毒代动力学分析及两性模型验证结论普适性。鉴于mTORC2抑制剂（如JR-AB2-011）在调控氧化应激与炎症中的已知作用，靶向该通路有望为临床防治环境毒物致肾损伤提供新策略。