综述:靶向肾脏疾病中的昼夜节律:挑战与前景

【字体: 时间:2025年07月28日 来源:International Immunopharmacology 4.8

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  这篇综述深入探讨了昼夜节律(circadian rhythm)对肾脏生理功能及疾病的影响,揭示了生物钟(Bmal1/Clock-Per/Cry反馈环路)如何调控肾小球滤过率(GFR)、电解质平衡等关键过程,并指出昼夜节律紊乱与慢性肾病(CKD)、糖尿病肾病等疾病的关联。文章还展望了靶向生物钟分子(如REV-ERBα/β)的治疗策略,为肾脏疾病研究提供了新视角。

  

摘要

昼夜节律是哺乳动物24小时生理活动的核心调控机制,涉及睡眠、代谢和免疫功能。肾脏的正常功能,如肾小球滤过率(GFR)、水电解质排泄和血压控制,均受生物钟精确调控。近年研究发现,昼夜节律紊乱与多种肾脏疾病(如CKD、糖尿病肾病)的发生发展密切相关。本综述旨在揭示基于昼夜节律的肾脏疾病新型分子靶点。

引言

生物钟由下丘脑视交叉上核(SCN)主钟协调,通过外周钟(如肾脏、肝脏)响应光信号和外部线索(如进食、体温)。分子机制上,Bmal1/Clock异二聚体结合E-BOX元件激活Per/Cry转录,其蛋白产物反馈抑制Bmal1/Clock,形成核心反馈环路。此外,Dbp/NFIL3和REV-ERBα/β通过D-BOX/RRE元件进一步调控节律。

肾脏的生理功能(如GFR昼夜波动)受内源钟基因(如Per2在胚胎期已振荡)和外源激素(如醛固酮、皮质醇)双重调控。研究表明,睡眠不足(<5小时/晚)可导致GFR下降30%以上,并增加蛋白尿风险。

肾脏的内源生物钟

肾脏细胞自主的节律振荡表现为尿量昼夜差异(婴儿4周龄即显现)。Per2Bmal1等基因在肾单位不同区段(如近端小管、集合管)呈现特异性表达模式,影响钠通道(ENaC)活性等生理过程。

外源激素对肾脏节律的调控

血浆激素(如醛固酮、血管加压素)的昼夜波动通过核受体(如MR、V2R)影响肾脏功能。例如,糖皮质激素通过GRα直接调控Per1表达,而血管紧张素II可干扰Clock/Bmal1的转录活性。

昼夜节律紊乱相关的肾脏疾病

  1. CKD:Clock基因突变小鼠出现肾纤维化和GFR下降。
  2. 糖尿病肾病:高血糖通过REV-ERBα抑制Bmal1,加剧氧化应激。
  3. 高血压肾病:盐敏感性高血压与Cry1/2基因缺失相关。
  4. 急性肾损伤(AKI):缺血再灌注损伤模型中,Per2敲除小鼠肾修复能力增强。

治疗策略

  1. 褪黑素:通过MT1/MT2受体改善肾脏氧化应激。
  2. 中药:如黄连素通过AMPK通路调节Bmal1表达。
  3. 生活方式干预:规律作息、限制夜间光照可改善肾脏节律。

局限与展望

需解决物种/性别差异(如雌性对激素更敏感)、衰老对肾钟的影响等问题。未来可开发靶向REV-ERBα/β的小分子药物,或探索“时间疗法”在临床中的应用。

结论

重视“时间维度”将为肾脏疾病治疗带来突破,包括开发新型钟基因靶向药物及优化给药时间(如ACEI在清晨服用)。

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