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为明确氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL)在脂质相关肾损伤中,经肾小管铜过载和铜死亡(cuproptosis)加重肾损伤的机制,研究人员对 313 例肾病(KD)患者和 19 名健康者研究,发现 ox-LDL 可促肾小管细胞铜过载致铜死亡,为肾损伤研究提供新思路。
在人体的健康 “大厦” 里,肾脏就像一个勤劳的 “清洁卫士”,时刻过滤着血液中的杂质,维持身体的正常运转。然而,慢性肾脏病(CKD)却如同隐匿在暗处的 “敌人”,悄无声息地威胁着肾脏健康。脂质代谢在 CKD 的发展进程中扮演着重要角色,其中,血脂异常,尤其是低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)的升高,会像 “帮凶” 一样,加速肾脏动脉粥样硬化和间质纤维化,促使肾功能不断恶化。
与此同时,微量元素在维持人体器官正常功能方面的作用也不容小觑,铜元素便是其中之一。在正常生理状态下,铜经消化系统进入血清,再分散到肝脏、大脑、肾脏等组织。但在肾脏疾病时,铜的代谢会出现异常,可能从载体蛋白上解离,经尿液排出。已有研究发现,血清铜水平升高或许是 CKD 的危险因素,并且铜稳态受 ATP 酶转运 β(ATP7B)和溶质载体家族 31 成员 1(SLC31A1)等蛋白调控。近年来,一种由铜过载引发的新型细胞死亡方式 —— 铜死亡(cuproptosis)进入人们的视野。不过,铜死亡在肾脏疾病中的具体机制仍未明确。
为了揭开这层神秘的面纱,江南大学医学中心的研究人员勇挑重担,开展了一项意义重大的研究。他们旨在阐明氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL)在脂质相关肾损伤中,通过肾小管铜过载和铜死亡加重肾损伤的具体机制。
研究人员从 2020 年 4 月至 2023 年 5 月,精心招募了 313 例经肾活检确诊的肾病(KD)患者和 19 名健康个体。通过一系列实验检测血清、尿液和肾脏组织中的铜含量,并分析铜与肾功能之间的关联。同时,利用 ox-LDL 和高脂饮食(HFD)构建小鼠肾损伤模型,从体内和体外两个层面,测定铜含量以及铜死亡相关生物标志物水平 。
研究结果令人瞩目。在患者层面,KD 患者血清和尿液中的铜水平显著高于健康对照组。估算的肾小球滤过率(eGFR)与血清铜呈负相关,而 24 小时蛋白尿则与尿铜水平呈正相关。进一步分析发现,将血清铜和尿铜按三分位数分类后,eGFR 随着血清铜水平升高而明显下降。在肾脏组织中,ORN 患者和 HFD 小鼠的肾脏均出现了铜盐的异常沉积。
从机制研究来看,体内和体外实验数据表明,脂质能够诱导肾小管上皮细胞的线粒体功能障碍,进而促进铜死亡的发生。这一过程与铜转运蛋白 ATP7B 的变化密切相关。也就是说,ox-LDL 可能通过抑制 ATP7B,促使肾小管细胞内铜过载,最终引发铜死亡,推动脂质相关肾损伤的发展。
这项研究成果意义非凡。它首次揭示了 ox-LDL 经肾小管铜死亡加重肾损伤的机制,为深入理解脂质相关肾损伤提供了全新的视角,也为慢性肾脏病的防治开辟了新的方向。未来,或许可以针对这一机制开发出更具针对性的治疗方法,为广大肾病患者带来新的希望。该研究发表在《Cellular Signalling》上,为该领域的学术研究注入了新的活力。
在研究方法上,研究人员采用了队列研究,收集 313 例 KD 患者和 19 名健康个体的样本。同时运用体内实验构建 HFD 小鼠肾损伤模型,以及体外实验检测相关指标,从多角度深入探究疾病机制。
研究结果部分:
- 血清和尿铜水平与 KD 患者临床指标的关系:KD 患者比健康对照组年龄更大,血红蛋白、白蛋白和 eGFR 水平更低,LDL-C 和总胆固醇(TC)水平更高,血清和尿铜水平也显著升高。将血清铜和尿铜分为三分位数后,发现 eGFR 随血清铜升高而显著降低。
- 铜过载与肾损伤:ORN 患者和 HFD 小鼠肾脏组织均出现铜盐异常沉积,表明铜过载在肾损伤中存在。
- 脂质诱导肾小管细胞变化机制:体内外数据证实,脂质可诱导肾小管上皮细胞线粒体功能障碍和铜死亡,且与 ATP7B 变化有关。
研究结论表明,ox-LDL 能够通过抑制 ATP7B,促进肾小管细胞铜过载,进而诱导铜死亡,加剧脂质相关肾损伤。这一发现让人们对肾损伤机制有了更深入的认识,有助于未来开发出更有效的防治策略,改善肾病患者的预后,在慢性肾脏病研究领域迈出了重要一步,为后续研究奠定了坚实基础。