铁死亡在重症急性胰腺炎引起的急性肾损伤中的作用及其机制

目的探讨铁死亡在重症急性胰腺炎(SAP)诱发急性肾损伤(AKI)的作用及其机制。方法胰腺炎建模后24 h,将36只SD大鼠(购自青岛大学医学部实验室动物中心)采用完全随机分组法分为3组(n=12):假手术组(SO组)、重症急性胰腺炎组(SAP组)、铁死亡抑制剂Ferrostatin-1干预组(SAP+Fer组)。建立SAP模型24 h后,检测血清淀粉酶(AMY)、肌酐(Cr)和血尿素氮(BUN)水平;检测肾组织中铁含量、丙二醛(MDA)、活性氧(ROS)、谷胱甘肽(GSH)变化及谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)活性;苏木精-伊红(HE)染色观察胰腺和肾脏组织学改变;透射电镜(TEM)观察铁死亡的形态学特征;蛋白质印迹法(Western blot)、反转录-聚合酶链反应(RT-PCR)和免疫荧光染色等方法分析长链脂酰CoA合成酶4(ACSL4)、谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)和铁蛋白重链1(FTH1)等铁死亡相关蛋白和基因的表达。组间比较采用方差分析,进一步两两比较采用LSD-t检验。结果SAP组大鼠血清AMY[(6276.5±562.2)比(1086.6±192.3)U/L]、Cr[(98.0±16.2)比(19.5±5.2)μmol/L]、BUN[(17.1±2.8)比(7.2±1.7)mmol/L]水平明显高于SO组(t=30.314、15.927、10.375,P值均<0.01),差异均有统计学意义;肾组织铁[(0.65±0.13)比(0.44±0.12)mg/g]、MDA[(7.25±0.81)比(1.84±0.24)μmol/g]、ROS[(68.54±7.04)比(15.67±5.21)×104/mg]高于SO组(t=3.855、22.167、11.496,P值均<0.01),GSH[(358.38±41.59)比(518.64±55.72)nmol/g]和GPX4[(7.75±1.09)比(14.72±2.56)U/mg]明显低于SO组(t=7.984、8.674,P值均<0.01),差异有统计学意义;胰腺和肾组织病理损伤程度增加;线粒体出现明显萎缩;肾脏ACSL4蛋白(0.84±0.03比0.34±0.02)表达高于SO组(t=7.876,P<0.01),GPX4、FTH1蛋白(0.69±0.03比1.04±0.06、0.26±0.02比0.83±0.04)表达低于SO组(t=5.651、8.134,P值均<0.01),差异有统计学意义;ACSL4、铁响应元件结合蛋白2(IREB2)mRNA(0.87±0.06比0.24±0.03、1.23±0.05比0.32±0.02)表达高于SO组(t=12.864、15.163,P均<0.01),差异有统计学意义。SAP+Fer组大鼠血清AMY[(5124.3±483.5)比(6276.5±562.2)U/L]、Cr[(55.2±13.7)比(98.0±16.2)μmol/L]、BUN[(9.8±2.1)比(17.1±2.8)mmol/L]水平显著低于SAP组(t=5.287、6.989、7.359,P值均<0.01),差异有统计学意义;肾组织铁[(0.54±0.07)比(0.65±0.13)mg/g]、MDA[(4.67±0.73)比(7.25±0.81)μmol/g]、ROS[(28.39±6.36)比(68.54±7.04)×104/mg]低于SAP组(t=2.639、7.176、8.247,P值均<0.05),GSH[(448.21±45.51)比(358.38±41.59)nmol/g]和GPX4[(11.31±1.89)比(7.75±1.09)U/mg]高于SAP组(t=5.048、5.639,P值均<0.01),差异有统计学意义;胰腺和肾组织病理损伤程度减轻;线粒体轻度萎缩;肾脏ACSL4蛋白(0.49±0.02比0.84±0.03)表达低于SAP组(t=2.781,P<0.05),GPX4、FTH1蛋白(0.69±0.03比1.04±0.06、0.26±0.02比0.83±0.04)表达高于SAP组(t=2.427、2.876,P值均<0.05),差异有统计学意义;ACSL4、IREB2 mRNA(0.52±0.04比0.87±0.06、0.74±0.04比1.23±0.05)表达低于SAP组(t=5.843、6.781,P值均<0.01),差异均有统计学意义。结论铁死亡参与SAP引起的AKI,抑制铁死亡能改善肾功能,减轻肾组织脂质过氧化和病理损伤。