靶向修复肾小管 GPX3：缓解缺血再灌注损伤诱导急性肾损伤的新希望

急性肾损伤（AKI）死亡率高且治疗手段有限，缺血再灌注损伤（IRI）是其主要诱因，与氧化应激密切相关。研究人员构建肾小管上皮细胞特异性 Gpx3敲除小鼠模型展开研究，发现 Gpx3缺失会加重肾损伤，靶向恢复肾小管 GPX3或可治疗 IRI-AKI。

　　在现代医学领域，肾脏健康至关重要，而急性肾损伤（AKI）却如同潜藏在暗处的 “杀手”，时刻威胁着人们的生命健康。每年，全球有超过 1300 万人受 AKI 影响，那些需要肾脏替代疗法（KRT）的患者，死亡率竟高达约 50%。不仅如此，AKI 还是慢性肾脏病（CKD）的重要诱因，给患者的健康带来长期危害，同时也让社会经济不堪重负。但目前，针对 AKI 的治疗手段却极为有限，主要还停留在支持性护理层面。

在众多引发 AKI 的因素中，缺血再灌注损伤（IRI）格外引人注目。当肾脏血液供应暂时减少，随后又恢复血液和氧气输送时，IRI 便发生了。这一过程会引发肾小管细胞凋亡和间质炎症，而氧化应激在其中扮演着关键 “推手” 角色。过多的活性氧（ROS）生成，会给肾脏细胞带来一系列麻烦，比如细胞质能量耗竭、钙超载、细胞凋亡或坏死，以及炎症反应加剧。

谷胱甘肽过氧化物酶 3（GPX₃）作为肾小管上皮细胞分泌的主要抗氧化酶，本应在对抗 ROS 的战斗中发挥重要作用。此前研究发现，AKI 患者和小鼠模型的肾脏组织中，GPX₃水平大幅下降。但 GPX₃在 IRI 引发的 AKI（IRI-AKI）中究竟扮演何种角色，却一直是个未解之谜。

为了揭开这个谜团，中南大学的研究人员勇挑重担，展开了深入研究。他们构建了肾小管上皮细胞特异性 Gpx₃敲除小鼠模型，并诱导其发生 IRI-AKI，全方位评估肾脏损伤指标，包括肾功能、氧化应激、细胞凋亡和线粒体动力学等。同时，研究人员还进行了转录组测序和生物信息学分析。

最终，研究人员得出了重要结论：肾小管细胞中 GPX₃的缺乏会在 IRI-AKI 的情况下，加剧肾小管损伤、肾功能障碍、氧化应激、细胞凋亡以及线粒体动态紊乱。测序和生物信息学分析显示，Gpx₃的缺失主要影响了与代谢和炎症相关的通路。这一发现意义重大，意味着靶向恢复肾小管中的 GPX₃，有可能成为缓解 IRI-AKI 的全新治疗途径。该研究成果发表在《Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease》杂志上。

研究人员在研究过程中运用了多种关键技术方法。首先，通过基因工程手段构建肾小管上皮细胞特异性 Gpx₃敲除小鼠模型，这是研究的关键基础。然后，对诱导 IRI-AKI 后的小鼠进行多方面指标评估，包括检测肾功能相关指标、衡量氧化应激水平、观察细胞凋亡情况以及分析线粒体动力学变化。此外，转录组测序和生物信息学分析技术，帮助研究人员从基因层面深入探究 Gpx₃缺失的影响机制。

下面来看具体的研究结果：

• 构建肾小管上皮细胞特异性 Gpx₃敲除小鼠：研究人员借助同源重组技术，对受精卵中的 Gpx₃基因进行 flox 修饰。通过体外转录获得 Cas9 mRNA 和 gRNA，并构建包含特定同源臂和 flox 区域的同源重组载体，经显微注射到受精卵中，成功构建出小鼠模型，并对目标小鼠进行了基因鉴定。
• 评估肾脏损伤指标：通过对敲除小鼠和正常小鼠在诱导 IRI-AKI 后的对比研究发现，肾小管细胞中 GPX₃缺失的小鼠，肾小管损伤更严重，肾功能指标明显恶化，氧化应激水平显著升高，细胞凋亡增加，线粒体动力学出现紊乱。这表明 GPX₃在维持肾脏正常功能和抵抗 IRI-AKI 损伤方面起着重要作用。
• 转录组测序和生物信息学分析：研究人员对小鼠肾脏组织进行转录组测序，并利用生物信息学方法分析数据。结果显示，Gpx₃缺失主要影响了代谢和炎症相关通路。这意味着 GPX₃可能通过调节这些通路，对肾脏在 IRI-AKI 过程中的损伤程度产生影响。

综合研究结论和讨论部分，本次研究明确了肾小管 GPX₃在 IRI-AKI 中的保护作用。Gpx₃的缺失会通过加剧氧化应激、促进线粒体损伤、扰乱代谢过程和引发炎症反应，加重肾脏损伤。这不仅为深入理解 IRI-AKI 的发病机制提供了新视角，更为未来开发针对 AKI 的精准治疗策略指明了方向。靶向恢复肾小管 GPX₃的治疗方法，有望打破目前 AKI 治疗的困境，为众多患者带来新的希望，在肾脏疾病治疗领域具有重要的理论和临床应用价值。