高压氧对小鼠缺血再灌注肾组织自噬的影响及机制研究

Renal ischemia-reperfusion (IR) injury is a main cause of acute kidney injury(AKI) , and AKI is one of the major causes of renal failure.Autophagy is an important intracellular degradation system. As is well known, autophagy plays an important role in various pathological and physiological events, including development of IR injury. Autophagy is an essential mechanism for maintaining homeostasis of renal tubular cell, and it may be involved in renal IR injury through various signal pathways with obvious difference in research point, and the precise mechanism of action of autophagy in renal IR injury is not still clarified. It is demonstrated that hyperbaric oxygenation (HBO) therapy significantly attenuated renal IR injury. Recently, we initially found HBO therapy significantly augmented renal autophagy after IR injury. However, it is not clear that the exact role of autophagy in renal IR injury and whether and how HBO therapy regulates autophagy. In this present study, the role of autophagy and its signal pathways in renal IR injury in mouse will be investigated by two methods of autophagic gene knockout and induction, and the influence of HBO on autophagy will also be explored. Therefore, the aim of this study is to further clarify the role and mechanism of autophagy in renal IR injury and the regulatory mechanism to autophagy by HBO therapy, so as to provide new theory and new strategy for clinic prevention of renal IR injury.

肾缺血再灌注（IR）损伤是急性肾损伤（AKI）的一个常见原因，而AKI是肾功能衰竭的主要原因之一。自噬是细胞内的重要降解系统，在多种病理和生理情况下发挥重要作用，自噬也参与了IR损伤的发生发展。自噬是肾小管细胞维持稳态的重要机制，可能通过多种不同的信号通路在肾IR损伤中发挥作用，但关于其作用的研究观点尚存在明显不同，其确切机制也未完全阐明。研究显示高压氧（HBO）治疗能明显减轻肾IR损伤。最近本课题组初步研究发现IR后HBO治疗能明显增强肾组织自噬，然而，自噬在肾IR中究竟扮演何种角色，HBO治疗究竟是否通过调节自噬以及如何调节并不清楚。因此，本项目拟采用小鼠自噬基因敲除和自噬诱导两种方法研究自噬在肾IR损伤中的作用，并探讨HBO治疗对自噬及其信号通路的影响；试图进一步阐明自噬在肾IR损伤中的作用和机制，以及HBO治疗对自噬的调控机制，以期为临床肾IR损伤的防治提供新的理论依据及新策略。

肾缺血再灌注损伤(ischemia reperfusion injury，IRI)是指肾脏缺血后，当恢复血流灌注后使最初的缺血性损伤加重的现象，是急性肾损伤（acute kidney injury，AKI）和肾移植术后移植肾功能延迟恢复的主要原因，但肾IR损伤的详细分子机制仍然不完全清楚。自噬是进来研究热点，自噬是细胞内的一种重要降解系统。自噬在多种病理和生理情况下发挥了重要作用，自噬也参与了肾IR损伤的发生发展，在治疗肾缺血再灌注的一种潜在可能。现已知，高压氧(hyperbaric oxygenation，HBO)治疗能明显减轻肾IR损伤保护肾功能，然而HBO治疗是否通过调节自噬发挥保护作用并不清楚，HBO治疗对肾IR损伤的保护作用是否通过调节自噬及其信号通路目前不清楚。因此，探讨自噬及其信号通路在肾IR损伤中的作用和机制以及HBO治疗与自噬之间的关系，对临床肾IR损伤的防治具有重要意义。本研究通过分别采用非自噬诱导和自噬诱导两种方法研究自噬在小鼠肾IRI模型中的作用及该过程中自噬体、自噬基因、自噬蛋白、细胞凋亡、炎症反应及组织纤维化等的变化，探讨HBO治疗对自噬及其信号通路的调控，明确肾IRI的发生机制，肾IRI、自噬和高压氧三者之间的关系，以及HBO对肾IRI的治疗机制。通过采用HE染色观察肾组织的病理改变，透射电镜观察细胞超微结构及检测自噬体，免疫组化法和实时荧光定量PCR法检测自噬蛋白、自噬信号蛋白、细胞凋亡、炎症反应及纤维化等指标，全自动生化分析仪检测血清肌酐(SCr)。分析数据后得出相应结果，并最终得到研究结论，表明HBO对肾缺血损伤起保护作用，随着时间延长，HBO的保护效应减弱。同时表明自噬的激活加重了肾IRI，HBO治疗在保护肾IRI的同时也激活了自噬，HBO治疗在肾IRI中发挥了双重作用。HBO治疗还能显著改善缺血再灌注肾组织的缺氧状态，促进新生血管的生成，抑制细胞凋亡和组织纤维化，从而对肾脏在缺血再灌注损伤中起到了保护作用。