IRE1α/XBP1信号通路通过调控自噬在缺血应激和急性肾损伤中的保护作用机制研究

针对急性肾损伤（AKI）中缺血再灌注（I/R）损伤的分子机制不明问题，研究人员聚焦IRE1α/XBP1信号通路与自噬的调控关系，通过体外缺氧复氧（H/R）模型和体内I/R小鼠模型，证实激活该通路可增强自噬并减轻肾小管上皮细胞（TECs）损伤，而抑制剂STF083010则加重损伤。研究为AKI治疗提供了新靶点，发表于《Cell Stress and Chaperones》。

　　

论文解读

肾脏作为人体重要的代谢器官，其缺血再灌注损伤（Ischemia/Reperfusion, I/R）是临床急性肾损伤（Acute Kidney Injury, AKI）的主要诱因，常见于肾移植、休克等场景。尽管自噬（Autophagy）被证实能通过清除受损细胞器缓解损伤，但其在AKI中的调控机制仍不明确。尤其值得注意的是，内质网应激（Endoplasmic Reticulum Stress, ERS）引发的未折叠蛋白反应（Unfolded Protein Response, UPR）与自噬存在交叉调控，但关键信号节点IRE1α/XBP1通路的作用尚未阐明。

为解决这一问题，西北大学的研究团队通过体外缺氧复氧（Hypoxia/Reoxygenation, H/R）模型模拟肾小管上皮细胞（Tubular Epithelial Cells, TECs）损伤，并结合小鼠I/R模型，系统探究了IRE1α/XBP1通路对自噬的调控机制。研究发现，H/R和I/R显著诱导TECs中线粒体肿胀、嵴结构破坏，同时伴随自噬小体增多；免疫印迹和免疫荧光显示，IRE1α、XBP1s（剪切型XBP1）、GRP78（葡萄糖调节蛋白78）及自噬标志物Beclin1、LC3I/II表达上调，而P62（自噬底物）下降。通过过表达IRE1α或使用激动剂IXA6可进一步激活自噬并改善肾功能，而抑制剂STF083010则抑制自噬并加重损伤。研究首次揭示GRP78作为IRE1α/XBP1下游靶点，直接调控Beclin1表达，从而串联ERS与自噬的分子桥梁。

关键技术方法
研究采用HK-2人肾小管上皮细胞系构建H/R模型，通过透射电镜（TEM）观察线粒体和自噬小体超微结构；利用免疫印迹（Western Blot）和免疫荧光检测IRE1α/XBP1s、GRP78及自噬相关蛋白表达；通过小鼠双侧肾动脉夹闭建立I/R模型，结合组织病理学（H&E染色）和肾功能指标（BUN、SCR）评估损伤程度；使用IRE1α激动剂IXA6和抑制剂STF083010进行药理学干预。

研究结果

1. H/R和I/R诱导TECs中线粒体损伤与自噬激活
透射电镜显示，H/R组TECs线粒体肿胀、嵴结构模糊，胞质内自噬小体显著增多；小鼠I/R模型中也观察到类似现象。Western Blot证实H/R和I/R上调IRE1α/XBP1s、GRP78及自噬标志物LC3I/II、Beclin1，同时下调P62，提示自噬流增强。

2. IRE1α/XBP1通路调控自噬的关键作用
过表达IRE1α或使用IXA6可进一步上调GRP78和自噬相关蛋白，而STF083010则抑制该效应。免疫荧光显示，沉默IRE1α/XBP1s会减少H/R诱导的自噬小体形成，证实该通路是自噬激活的核心调控者。

3. GRP78介导IRE1α/XBP1对自噬的调控
过表达XBP1s可促进GRP78表达并增强自噬，而STF083010处理则逆转这一效应。电镜观察到XBP1过表达组自噬小体数量显著多于抑制剂组，明确GRP78是连接IRE1α/XBP1与自噬的关键效应分子。

4. 自噬在I/R-AKI中的保护性功能
小鼠I/R模型显示，IXA6治疗可提高肾小管健康比例并降低BUN、SCR水平，而STF083010则加重损伤。免疫组化证实IRE1α/XBP1s通路激活与自噬标志物表达呈正相关，且与肾功能改善一致。

结论与意义
研究揭示了IRE1α/XBP1-GRP78-Beclin1轴在AKI中通过激活自噬发挥肾保护作用的分子机制，提出靶向该通路可成为AKI治疗新策略。尤其值得注意的是，IXA6作为IRE1α激动剂展现出明确的治疗潜力，而STF083010的负面效应警示临床需谨慎选择ERS调控方向。这一发现不仅深化了对AKI病理机制的理解，也为其他缺血性器官损伤的治疗提供了借鉴。