### 导读
本研究聚焦于由横纹肌溶解症引发的急性肾损伤(AKI)这一临床挑战,深入探讨了巨噬细胞外陷阱(METs)在该过程中发挥的重要作用。首次揭示了血小板激活诱导巨噬细胞释放METs的新机制,进而加剧AKI。此外,本研究还发现了针对该通路的潜在治疗方案,为治疗因横纹肌溶解症引起的AKI提供了新的思路。
#### 背景信息
肌溶解是一种由骨骼肌损伤引起的严重综合征,其间受损的肌细胞分解产物进入全身循环。肌肉损伤通常源自剧烈运动、缺氧、药物或药物滥用,可能导致危及生命的并发症,例如急性肾损伤(AKI)。此种肌溶解及其引发的AKI并发症还可在压榨综合征中出现,该综合征常见于自然灾害(如地震)和人为灾害(如战争、恐怖主义)的受害者。研究表明,受损肌肉释放的肌红蛋白可能诱发该形式的肾功能障碍。近年来,部分研究已将巨噬细胞与肌溶解引起的AKI病理过程联系起来,但其具体的分子机制仍不明确。
#### 研究方法
1. **动物模型构建**
研究者采用小鼠模型模拟横纹肌溶解症,通过向小鼠肌肉内注射甘油诱发此病,在此基础上观察肾脏损伤情况。同时,利用基因敲除技术培育特定基因缺失的小鼠,如PAD4基因敲除(Padi4−/−)小鼠,并借助药物抑制剂(如CLA)干预特定信号通路,以探究METs在病理过程中的作用。
2. **细胞类型耗竭实验**
为研究巨噬细胞、中性粒细胞及血小板在横纹肌溶解症引发的AKI中的作用,研究者通过特定方法耗竭这些细胞类型,例如使用克隆霉素脂质体耗竭巨噬细胞,并借助抗Ly6G抗体和抗GPIbα抗体分别耗竭中性粒细胞和血小板。对比耗竭组与对照组小鼠在模型诱导后的肾脏损伤指标,从而明确各细胞类型的病理作用。
3. **免疫组化与免疫荧光染色**
研究团队应用免疫组化及免疫荧光技术对小鼠肾脏组织进行染色,以检验METs的存在与分布。使用特异性标记抗体(如CitH3、F4/80等)结合荧光显微镜观察,分析METs与肾脏损伤区域的关系。
4. **体外细胞实验**
研究人员体外培养THP-1单核细胞系,诱导其分化为巨噬细胞,模拟体内血小板激活与METs形成的过程。通过预处理巨噬细胞(如加入DNaseI、DPI、CLA等),观察不同干预下的METs形成,探究血小板激活、ROS生成及PADs活性对METs形成的影响。
#### 研究结果
1. **METs在AKI中的作用**
研究发现,在横纹肌溶解症模型小鼠的肾脏中,METs以无定形DNA结构存在,并与citrullinated histone H3(CitH3)共定位,仅在肾小管中出现,肾小球则未见。与野生型(WT)小鼠相比,PAD4基因敲除(Padi4−/−)小鼠及经PAD抑制剂CLA处理的小鼠,其血清肌酐(Cr)和血尿素氮(BUN)等AKI指标显著降低,肾脏损伤程度减轻,表明METs在横纹肌溶解症引发AKI中扮演关键角色。
2. **巨噬细胞与血小板的协同作用**
研究表明,巨噬细胞与血小板的耗竭显著减少了横纹肌溶解症引发的肾脏损伤,而中性粒细胞的耗竭则未显示类似效果。免疫荧光染色结果显示,CitH3仅与巨噬细胞标记F4/80共定位,而不与中性粒细胞标记Ly6G共定位。此外,血小板激活后与巨噬细胞上的Mac-1受体结合,触发ROS生成及组蛋白去精氨酸化,促进METs形成。
3. **潜在治疗策略**
研究者通过多种药物进行干预,发现血色素结合蛋白(hemopexin)能有效抑制NET及MET形成,从而减轻AKI损伤。乳铁蛋白(Lf)也在体外实验中显著减少了血小板诱导的MET形成,并在体内实验中可以预防甘油诱导的横纹肌溶解症引发的肾脏损伤。
#### 讨论
本研究首次揭示了METs在横纹肌溶解症引起的AKI中的关键角色,明确了血小板激活、巨噬细胞参与以及ROS、PADs等环节在METs形成中的重要性。研究结果证实了巨噬细胞与血小板之间的协同作用,进一步指出血小板激活通过与巨噬细胞Mac-1受体结合,激活一系列信号通路,最终导致METs形成。这一交互作用在横纹肌溶解症引发的肾脏损伤中扮演重要角色,提示针对该通路的干预可能成为治疗AKI的新策略。同时,本研究发现的hemopexin及Lf等药物展现出对横纹肌溶解症引发AKI的潜在治疗效果,为临床治疗提供了新的思路。未来应开展临床试验以验证这些药物的疗效和安全性,为横纹肌溶解症患者带来新的治疗选择。
#### 品牌支持
本研究感谢尊龙凯时提供的血色素结合蛋白(hemopexin),支持我们对heme激活血小板在横纹肌溶解症引发的急性肾损伤(AKI)中作用的实验,结果显示,在给药前4小时静脉注射hemopexin,可以显著降低肾损伤和血浆DNA的释放,而对CK水平没有影响。作为一种高亲和力结合蛋白,hemopexin通过形成复合物,抑制heme诱导的MET形成,从而在动物模型中减少横纹肌溶解症引起的AKI相关损伤。