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肝移植后急性肾损伤的早期预警:基于肾脏蛋白质组学的炎症信号与细胞外基质重塑机制研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月17日 来源:Journal of Translational Medicine 6.1
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本研究针对肝移植(LT)后高发的急性肾损伤(AKI)这一临床难题,通过定量蛋白质组学技术分析21例患者术中肾脏活检样本,首次揭示肝移植再灌注后2小时内肾脏已出现731个差异蛋白,其中基质金属蛋白酶7(MMP-7)上调14倍最为显著。研究发现AKI患者肾脏存在明显的炎症信号激活、细胞外基质(ECM)重构和线粒体功能抑制,血清警报素HMGB-1和IGFBP-7早期升高,为临床早期干预提供了分子靶点。该成果发表于《Journal of Translational Medicine》,为理解肝移植相关AKI的发病机制开辟了新视角。
肝移植作为终末期肝病的终极治疗手段,虽然一年存活率已超过90%,但术后急性肾损伤(AKI)发生率高达10-80%,显著增加患者死亡风险和慢性肾病(CKD)转化率。传统观点认为AKI主要源于术中血流动力学不稳定或钙调磷酸酶抑制剂的肾毒性,但瑞典哥德堡大学移植研究所的?sa Norén、Mihai Oltean等学者提出新假说:肝移植再灌注后释放的炎症介质可能通过"远程器官损伤"机制引发AKI。这一猜想亟待验证,因为现有认识多基于动物实验或尸检,而术中获取的人体肾脏样本研究尚属空白。
为解决这一关键问题,研究团队设计了一项前瞻性队列研究,纳入21例脑死亡供体肝移植患者,在手术开始和肝移植物再灌注2小时后分别采集右肾上极活检组织。通过TMT 18-plex标记的定量蛋白质组学技术分析8144种蛋白质,结合免疫组化验证和血清警报素检测,首次绘制了肝移植术中肾脏分子事件的时间图谱。
关键技术方法包括:1)术中连续肾脏活检获取组织样本;2)基于Orbitrap Fusion Lumos质谱仪的定量蛋白质组学分析;3)Reactome通路富集分析;4)MMP-7免疫组化验证;5)ELISA检测血清IL-33、IGFBP-7和HMGB-1水平;6)利用14个已发表的AKI数据集进行生物信息学验证。
Patients and methods
研究严格遵循赫尔辛基宣言,纳入标准为首次接受脑死亡供肝移植的成人。通过KDIGO标准将患者分为无AKI组(11例)和AKI 2-3级组(10例)。术中采用16G自动活检枪获取肾脏组织,分别进行蛋白质组学分析和半定量组织学评估。
Results
蛋白质组学分析显示,再灌注后肾脏存在731个差异表达蛋白(542上调和289下调)。最显著上调的是MMP-7(14.17倍),最下调的是磷脂爬行酶PLSCR4。通路分析揭示三大特征:1)炎症相关通路(抗原呈递、干扰素信号)显著激活;2)整合素和ECM重构通路(胶原降解、PDGF信号)异常活跃;3)线粒体呼吸链和TCA循环相关通路全面抑制。免疫组化证实MMP-7主要在近端小管表达,与AKI严重程度呈中度相关(r=0.42)。
血清分析发现,AKI组在再灌注2小时后即出现HMGB-1升高15%(p=0.009),而IGFBP-7在肾脏组织中上调20%。值得注意的是,虽然IL-33和HMGB-1在术中显著升高,但24小时内即恢复正常,提示其可能作为早期预警信号。
Discussion
这项研究首次证实:肝移植再灌注后数小时内,患者肾脏已出现显著的分子重编程,其特征为警报素信号激活、ECM动态失衡和线粒体功能障碍。这些发现挑战了传统观点,表明AKI的启动远早于临床症状出现,且可能与肝移植物释放的炎症介质直接相关。
研究的重要意义在于:1)MMP-7和HMGB-1可作为早期生物标志物;2)ECM重构的发现为理解AKI向CKD转化提供了新机制;3)线粒体功能抑制提示能量代谢障碍可能是AKI持续进展的关键环节。未来研究应关注如何通过改良肝移植物保存技术或靶向干预警报素信号,阻断这一"肝-肾对话"的恶性循环。
该成果的临床转化潜力巨大,不仅为肝移植相关AKI的早期诊断提供了分子标记物,更重要的是揭示了预防性干预的时间窗口——在肝移植再灌注后立即采取保护措施,可能有效避免后续肾脏损伤的发生发展。
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