MARY1通过恢复线粒体稳态和加速肾修复成为急性肾损伤的潜在治疗新策略

本研究发现新型5-HT2B受体拮抗剂MARY1能显著改善缺血再灌注（I/R）诱导的急性肾损伤（AKI），通过恢复线粒体DNA拷贝数、ATP生成和线粒体动态蛋白表达，增强β-氧化和自噬活性，并修复肾血管完整性。该研究为AKI治疗提供了以线粒体为靶点的创新治疗方案，具有重要的临床转化价值。

　　

引言

急性肾损伤（AKI）是一种以肾功能突然下降为特征的严重临床病症，全球每年影响约1330万人，目前尚无FDA批准的治疗方案。线粒体功能障碍是AKI发生和发展的关键因素，因此恢复线粒体完整性和细胞能量代谢成为有前景的治疗策略。本研究探讨了新型5-羟色胺2B受体（5-HT_2BR）拮抗剂MARY1在小鼠和大鼠缺血再灌注（I/R）诱导的AKI模型中的治疗潜力。

材料与方法

研究使用8周龄雄性C57BL/6NCrl小鼠和Sprague-Dawley大鼠，通过双侧肾动脉钳夹建立I/R损伤模型。术后24小时开始每日腹腔注射MARY1（小鼠0.3 mg/kg，大鼠0.15 mg/kg）或载体，持续6天或12天。通过检测血清肌酐、线粒体DNA拷贝数、ATP含量、透射电镜分析、免疫印迹和qRT-PCR等方法评估肾功能、线粒体稳态、血管完整性和修复相关基因表达。

结果

MARY1恢复AKI后6天肾功能和线粒体稳态

MARY1治疗显著降低血清肌酐水平，恢复至假手术组水平。线粒体DNA拷贝数和ATP含量在损伤后显著降低，MARY1处理使其基本恢复正常。透射电镜显示MARY1组线粒体损伤评分降低50%，线粒体数量增加。同时，MARY1上调了线粒体生物合成关键调控因子PGC-1α和线粒体融合蛋白MFN1、MFN2的表达。

MARY1恢复肾血管完整性

通过伊文思蓝染料外渗实验发现，MARY1处理显著减轻血管渗漏。免疫印迹分析显示，紧密连接蛋白occludin和claudin-10在MARY1治疗后显著上调，表明肾血管完整性得到改善。

MARY1增强β-氧化和成功修复基因表达

MARY1处理使中链脂肪酸β-氧化关键酶ACSM2A和ACADM蛋白表达显著增加。同时，与近端小管成功修复相关的基因（HNF4A、LRP2、SLC5A12）mRNA表达在MARY1组明显上调，其中ACSM2A和HNF4A甚至超过假手术组水平。

MARY1在AKI后12天促进线粒体稳态和自噬

延长MARY1治疗至12天，血清肌酐进一步降低至假手术水平。线粒体DNA拷贝数增加约8倍，PGC-1α和MFN2蛋白表达显著上调。自噬相关蛋白ATG7、ATG5和p62的表达在MARY1组明显增加，表明自噬活性增强。

MARY1在大鼠模型中显示跨物种有效性

在大鼠AKI模型中，MARY1同样显著改善肾功能，并上调PGC-1α和ACSM2A蛋白表达，证实其治疗效果具有跨物种保守性。

讨论

本研究首次证明5-HT_2BR拮抗剂MARY1通过多种机制促进AKI后肾恢复：恢复线粒体稳态、增强脂肪酸β-氧化、改善肾血管完整性和促进自噬活性。这些发现为开发以线粒体为靶点的AKI治疗策略提供了新的思路，MARY1有望成为治疗AKI和其他线粒体功能障碍相关肾脏疾病的候选药物。

数据可用性

本研究的所有数据均可在文章中获得，更多信息可通过电子邮件向通讯作者索取。

补充材料

补充表S1和S2以及补充图S1可通过Figshare获取。

致谢

感谢亚利桑那大学成像核心电镜中心的Paula Tonino博士在样品制备和图像采集方面的帮助，感谢亚利桑那大学动物设施的动物护理支持。图形摘要使用BioRender.com创建。

资助

本研究由美国退伍军人事务部支持（BX000851和BX005218）。

免责声明

内容不代表美国退伍军人事务部或美国政府的观点。

利益冲突

作者声明不存在任何可能被解释为潜在利益冲突的商业或财务关系。

作者贡献

P.V.S.R.和R.G.S.构思和设计研究；P.V.S.R.、J.J.和K.A.H.进行实验；P.V.S.R.分析数据；P.V.S.R.和R.G.S.解释实验结果；P.V.S.R.和N.E.S.制备图表；P.V.S.R.起草稿件；所有作者参与修改和审定最终版本。