综述:内质网介导的细胞器互作在肾脏疾病中的作用

【字体: 时间:2025年08月02日 来源:Nature Reviews Nephrology 39.8

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  这篇综述系统探讨了内质网(ER)与其他细胞器(如线粒体、高尔基体等)在生理和病理条件下的互作机制,重点揭示了ER-线粒体关联膜(MAMs)调控Ca2+转移、脂质代谢和未折叠蛋白反应(UPR)等过程对肾脏疾病(如糖尿病肾病DKD、急性肾损伤AKI)的影响,并提出SGLT2抑制剂、AMPK激活剂等靶向干预策略的潜在价值。

  

内质网:细胞器互作的交通枢纽

作为细胞内最大的膜结构,内质网(ER)通过膜接触位点(MCSs)与多种细胞器形成物理连接。这些连接不仅是结构支撑,更是功能协同的关键——例如ER-线粒体间的钙离子(Ca2+)快速转移效率比自由扩散高40倍,这种高效通讯依赖于线粒体关联膜(MAMs)上IP3R-GRP75-VDAC1复合体的精密调控。

疾病中的互作失衡

在糖尿病肾病(DKD)中,高血糖会破坏MAMs结构,导致ER向线粒体过量输送Ca2+,引发线粒体通透性转换孔(mPTP)异常开放和细胞凋亡。而多囊肾病(PKD)患者则表现为ER-质膜接触位点功能紊乱,使得多囊蛋白-1(PC1)无法正常调控TRPP2通道活性。

治疗策略的新靶点

实验研究表明:

  • SGLT2抑制剂恩格列净可通过恢复MAMs完整性,使线粒体Ca2+浓度降低35%

  • 雷帕霉素通过抑制mTORC1通路,使ER-溶酶体接触频率增加2.1倍

  • 二甲双胍激活AMPK后,可促进ER-高尔基体间的鞘脂转运效率

这些发现为开发器官特异性靶向药物提供了新思路,例如设计同时作用于ER膜接触蛋白(如VAPB)和离子通道(如TRPC6)的双功能分子。

未来展望

当前研究仍面临三大挑战:

  1. 活体动态成像技术的分辨率限制(目前最高仅达50nm)

  2. 器官特异性递药系统对MCSs的靶向效率不足(肝脏首过效应达70%)

  3. 跨物种保守性差异(小鼠模型与人类MAMs蛋白组成相似度仅81%)

随着冷冻电镜技术和类器官模型的进步,未来可能实现单个肾小管上皮细胞中ER-细胞器互作网络的实时三维重构。

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