mitoTEMPO通过调控线粒体自噬对慢性肾脏病模型大鼠足细胞损伤的保护作用研究

目的 探讨线粒体靶向的2, 2, 6, 6-四甲基哌啶-1-氧基-4-氨基-2-氧基乙基(mitochondria-targeted 2, 2, 6, 6-tetramethylpiperidin-1-oxyl-4-amino-2-oxyethl,mitoTEMPO)对慢性肾脏病(chronic kidney disease,CKD)模型大鼠足细胞损伤的影响及其相关分子机制。方法 18只健康SD大鼠随机分为对照(Control)组、模型组(CKD组)和mitoTEMPO组,每组6只。采用全自动生化分析仪测定肾功能;苏木素-伊红染色检测肾病理结构;免疫组织化学法检测肾脏肌间质蛋白(desmin)和足突蛋白(podocin)表达;透射电镜检测足细胞超微结构;免疫荧光共染检测足细胞线粒体自噬;实时荧光定量PCR检测肾脏炎性因子表达;蛋白免疫印迹法检测Nod样受体家族成员蛋白3(nod-like receptor protein 3,NLRP3)炎症小体,自噬和帕金蛋白(Parkin)/PTEN诱导假定激酶1(PTEN induced putative kinase1,PINK1)通路相关蛋白表达。结果 与Control组比较,CKD组大鼠24h尿蛋白(84.89±8.98 mg/24h vs 5.79±1.39mg/24h),血清肌酐(serum creatinine,Scr)(75.10±10.46μmol/L vs 38.57±4.89μmol/L),尿素氮(urea nitrogen,BUN)(8.96±1.07 mmol/L vs 2.73±0.43mmol/L)水平升高,差异具有统计学意义(t=21.322,7.749,13.233,均P<0.001);肾小球体积增大、系膜增生、大量炎性细胞浸润;足细胞足突融合,基底膜增厚,线粒体嵴断裂和空泡化;desmin阳性区增多,podocin阳性区减少,差异具有统计学意义(t=9.903,7.651,均P<0.001);p62和desmin可见共定位;LC3 II/I,PINK1和Parkin蛋白表达降低(t=16.984,15.105,11.390),IL-1β,TNF-α,NLRP3,cleaved caspase-1和p62蛋白表达升高(t=5.700~21.571),差异具有统计学意义(均P<0.001)。与CKD组比较,mitoTEMPO组24h尿蛋白、Scr和BUN水平降低,差异具有统计学意义(t=12.508,4.712,7.338,均P<0.001);肾脏病理损伤和足细胞情况显著改善;desmin阳性区减少,podocin阳性区增多(t=6.649,7.686,均P<0.001);LC3和COX IV可见共定位;LC3 II/I,PINK1和Parkin蛋白表达升高(t=15.481,20.469,5.801),IL-1β,TNF-α,NLRP3,cleaved caspase-1和p62蛋白表达降低(t=3.477~9.681),差异具有统计学意义(均P<0.001)。结论mitoTEMPO对CKD足细胞损伤可产生保护作用,其机制可能与激活PINK1/parkin通路介导的线粒体自噬来抑制NLRP3炎症小体有关。