血管紧张素II诱导的内质网应激在对比剂致肾小管上皮细胞凋亡中的作用及机制

Contrast-induced acute kidney injury (CIAKI) is an important complication in the use of iodinated contrast media. The mechanism of developing CIAKI is not completely elucidated. Exposure to contrast media leads to renal hemodynamics changes due to unbalaced vaso-active substances and renal vessels constriction, and leads to damaged tubular epithelial cells attributed to apoptosis.Endoplasmic reticulum stress (ERS) appears to play an important role in cell apoptosis. And it is verified that angiotensin II is an important inducer of ERS. The result of our prevous study showed that angiotensin converting enzyme inhibitor might reduce the risk of CIAKI, thus indicated angiotensin II may play an important role in the development of CIAKI. Therefore, we proposed the hypothesis that the exposure to contrast media may activate RAAS to increase the level of angiotensin II, and that angiotensin II may induce ERS resulting in tubular epithelial cells apoptosis. In the study proposed, human renal proximal tubular cells (HK-2 cells) and Wistar rats were exposured to contrast media, paralleled with the angiotensin II type 1 receptor antagonist (Valsatan) or ERS inhibitor (tauroursodeoxycholic acid) to blocking the effects,respectively. The angiotensin II levels and ERS or apoptosis biomarkers were measured at a series of time points to evaluate the effect of ERS induced by angiotensin II on cell apoptosis after contrast media exposure. The results of our study will provide evidences for understanding the mechanism of CIAKI and formulating clinical preventive strategy.

对比剂急性肾损伤（CIAKI）是使用碘对比剂的重要并发症，但机制并不明确。对比剂在肾脏主要引起以血管活性物质失衡、血管收缩为特征的血流动力学改变和以肾小管上皮细胞凋亡为特征的细胞损伤。内质网应激(ERS)是诱导细胞凋亡的重要途径，而血管紧张素II是ERS的重要诱导因子。我们前期研究显示，血管紧张素转换酶抑制剂降低CIAKI的发生，提示血管紧张素II在CIAKI中起重要的作用。因此我们假设对比剂暴露通过激活肾素-血管紧张素系统，血管紧张素II活性增加，通过诱导ERS，导致肾小管上皮细胞凋亡。本研究拟通过用对比剂刺激肾小管上皮细胞及Wistar大鼠，检测血管紧张素II以及内质网应激和细胞凋亡相关的指标，并分别用阻断血管紧张素II受体阻断剂和ERS阻断剂进行干预，从体外细胞及动物体内试验水平评价血管紧张素II诱导ERS在CIAKI的作用及机制，为CIAKI发病机制及制定临床干预策略提供证据。

背景及目的：对比剂诱导急性肾损伤（CI-AKI）是冠脉介入治疗的重要并发症之一，但其发病机制尚不明确。肾小管上皮细胞凋亡是CI-AKI的主要特征，有研究表明内质网应激（ERS）参与其中并发挥重要作用。血管紧张素II是ERS的重要诱导因子，提示其在CI-AKI发生中起关键作用。本研究在细胞及动物水平探究血管紧张素II诱导ERS在CI-AKI中的作用及机制, 为CI-AKI发病机制及制定临床干预策略提供证据。 .内容及方法：体外研究：应用不同浓度梯度对比剂泛影葡胺处理HK-2细胞不同时间点后，观察细胞活性、凋亡数量、内质网应激及凋亡相关标志物GRP78， ATF4和Caspase 12的表达变化；分别使用ERS抑制剂TUDCA和AT1R抑制剂Valsartan预处理细胞24 h后继续以泛影葡胺作用，观察细胞凋亡数量、ERS及凋亡相关标志物的表达变化。体内研究：Wistar大鼠建立CI-AKI模型后，在特定时间点检测大鼠肾功能变化和肾组织内ERS 及凋亡相关标志物的表达变化，通过TUNEL染色评价凋亡发生情况；观察血浆及肾组织内肾素及血管紧张素II的活性变化，测定肾组织内AT1R 表达水平变化；大鼠给予 Valsartan 预处理5天后给予对比剂暴露, 在特定时间点检测大鼠肾功能变化和肾组织内ERS 相关标志物及凋亡通路的表达变化，通过TUNEL染色评价凋亡发生情况。.结果：泛影葡胺作用后HK-2细胞活性显著下降，凋亡数量显著增加，并与泛影葡胺作用的时间、剂量均呈明显相关，同时伴随GRP78，ATF4及caspase 12的表达明显增强；TUDCA及Valsartan预处理细胞均可显著抑制泛影葡胺导致的细胞凋亡及GRP78，ATF4及caspase 12的表达。泛影葡胺可引起大鼠肾功能损伤，同时伴随RAS激活及肾小管上皮细胞发生ERS与ERS诱导的凋亡；给予Valsartan可显著抑制ERS及其相关的凋亡从而在CI-AKI大鼠中发挥肾功能保护作用。.结论：在细胞及动物水平证实对比剂暴露后, 可通过激活RAS, 诱导ERS及其相关的肾小管上皮细胞凋亡而损伤肾脏；使用AT1R抑制剂可通过阻断RAS系统，抑制ERS发生，减轻肾小管上皮细胞凋亡, 从而预防或减弱对比剂造成的肾损伤, 为临床防治CI-AKI提供依据。