S1P/EPO介导的肾小管上皮细胞吞噬在肾脏缺血再灌注损伤及恢复中的作用和机制

Renal ischemia reperfusion injury (IRI) is not only a common contributor for acute kidney injury, but also a hurdle in transplantation. Many apoptotic and necrotic cells initiate inflammation cascade, and induce subsequent immune response-mediated tissue injury in renal IRI. Recent studies demonstrate that tubular epithelia cell (TEC) plays a key role in dead cells phagocytosis. Our research revealed that S1P, which was released by dead cells, could induce the expression of EPOR (the receptor of erythropoietin) on TECs. We also found that erythropoietin (EPO), which was an endogenous protein, significantly promoted TEC phagocytosis. In addition, S1P promoted EPO synthesis and secretion from TECs. Therefore, we assume that S1P/EPO signal could promote TEC phagocytosis and ameliorate renal IRI. The aim of this study is to investigate the mechanism of S1P/HIF-1α/EPO/Jak/STAT in TEC phagocytosis using Epor conditional knock out in TEC mice in vitro and in vivo experiments. Results will demonstrate pathophysiologic repair mechanism mediated by EPO in the kidney and illustrate the molecular pathway involved in TEC phagocytosis.

肾脏缺血再灌注损伤（IRI）不仅是急性肾损伤中最常见的原因，更是器官移植界所面临的突出问题。肾脏IRI中大量的细胞凋亡和坏死启动了炎症级联反应，放大了随之而来的免疫损伤。研究证实，肾小管上皮细胞（TEC）在吞噬凋亡/坏死细胞中发挥主要作用。我们发现，死亡细胞释放的S1P可上调TEC上促红细胞生成素（EPO）受体EPOR的表达，促进TEC中EPO的合成及分泌，且EPO可显著增强TEC的吞噬功能，因此，我们提出“S1P/EPO信号促进TEC吞噬，减轻肾脏缺血再灌注损伤”这一科学假说，拟通过体内、外实验及TEC特异性缺失Epor的条件性基因敲除小鼠，解决“S1P/HIF-1α/EPO/Jak/STAT信号在肾小管上皮细胞吞噬中的作用机制”这一关键科学问题。这项机制的阐明将进一步完善体内病理微环境下EPO所介导的肾脏修复机理，并揭示肾小管上皮细胞作为非专职吞噬细胞对凋亡/坏死细胞清除的分子机制。

EPOR广泛存在于细胞表面，因此，EPO/EPOR信号通路对细胞的分化、发育、功能起重要作用。在本基金资助下，我们发现肾脏缺血再灌注损伤中EPOR受体的变化规律，深入研究了EPOR信号通路对肾脏保护作用机制，发现其通过抑制NLRP3炎症小体通路减轻肾脏纤维化。在肾脏损伤中，肾小管上皮细胞无论合成还是分泌的EPO均升高。我们还发现了EPOR信号可以调控髓系来源抑制细胞（MDSC）的分化，并且能诱导出一群独特的CD127阳性亚群，该亚群具有更为强大的免疫抑制功能；激活EPOR信号能抑制外周、脾脏及生发中心的B细胞和Tfh细胞，从而减轻移植模型中抗体介导的排斥反应。在急性肾损伤中，我们聚焦HMGB-1这一重要的损伤相关分子模式，发现HMGB-1能拮抗MSC的免疫抑制功能，为MSC疗法的优化提供了实验和理论基础。肾移植术后肌酐升高的原因复杂，开发新型无创诊断方法迫在眉睫。在本基金资助下，我们联合超声科共同建立了超声造影诊断移植肾慢性排斥的无创检测体系。该体系通过超声造影建模后诊断移植肾慢性排斥的AUROC达到0.89-0.90，解决了慢性排斥的无创诊断难题。本人申请的《移植肾免疫状态的无创检测系统》国家发明专利已授权。在肾移植的临床研究方面，我们总结了造血干细胞（HSC）联合全淋巴照射诱导肾移植免疫耐受的临床试验结果；构建了肾移植术后重症社区获得性肺炎的预测模型，其AUROC高达0.88。该指标简单易行，便于推广，具有较好的临床价值；摸索出了一套治疗卡氏肺孢子虫肺炎的有效疗法，并已申请国家发明专利。