尊龙凯时的本研究聚焦于横纹肌溶解症引发的急性肾损伤(AKI)这一临床难题,深入探究了巨噬细胞外陷阱(METs)在其中的关键作用。研究首次揭示了血小板激活诱导巨噬细胞释放METs,进而加剧AKI的全新机制,并发现针对此通路的潜在治疗手段,为横纹肌溶解症引发的AKI治疗提供了新思路。
背景信息
横纹肌溶解症是一种由于骨骼肌损伤引发的严重综合征,伴随着受损肌细胞分解产物进入全身循环。肌损伤的原因通常包括剧烈运动、肌肉缺氧、药物或药物滥用,可能导致危及生命的急性肾损伤(AKI)。在压榨综合征(如自然灾害和人为灾害的受害者中),肌肉损伤同样可能引发AKI。研究表明,受损的肌肉释放肌红蛋白可能会导致此种AKI的肾功能障碍。尽管已有研究讨论了巨噬细胞在肌溶解引起的AKI中的作用,但具体的分子机制仍不明晰。
研究方法
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来诱导其发病,以观察肾脏损伤情况。同时,利用基因敲除技术培育特定基因缺失小鼠(如PAD4基因敲除小鼠),并借助药物抑制剂(例如CLA)干预特定信号通路,以比较不同处理组小鼠在模型诱导后的肾脏损伤指标,从而探究METs在病理过程中的作用。
细胞类型耗竭实验
为明确巨噬细胞、中性粒细胞及血小板在横纹肌溶解症引发的AKI中的具体贡献,研究者运用了特定手段耗竭这些细胞类型。具体措施包括使用克隆霉素脂质体耗竭巨噬细胞,借助抗Ly6G抗体耗竭中性粒细胞,以及利用抗GPIbα抗体耗竭血小板。通过对比耗竭与对照组小鼠的肾脏损伤指标,明确各细胞类型在病理过程中的作用。
免疫组化与免疫荧光染色
本研究利用免疫组化及免疫荧光技术对小鼠肾脏组织进行染色,以检测METs的存在与分布。通过使用特异性标记抗体(如针对CitH3、F4/80等),结合荧光显微镜观察,定位METs在肾脏中的具体位置,分析其与肾脏损伤区域的关联。
体外细胞实验
研究者体外培养THP-1单核细胞系,通过诱导其分化为巨噬细胞,模拟体内血小板激活及METs形成过程。通过预处理巨噬细胞(如加入DNaseI、DPI、CLA等),观察不同干预下METs的形成情况,探讨血小板激活、活性氧生成、PADs活性等环节对METs形成的影响。
研究结果
METs在AKI中的角色
研究结果显示,在横纹肌溶解症模型小鼠的肾脏中,METs以无定形DNA结构的形式存在,并与citrullinated histone H3(CitH3)共定位,且仅在肾小管中出现,而未见于肾小球。与野生型小鼠相比,PAD4基因敲除小鼠及经PAD抑制剂CLA处理的小鼠,其AKI指标(如血清肌酐、血尿素氮等)显著降低,且肾脏损伤程度减轻,表明METs在横纹肌溶解症引发的AKI中起关键作用。
巨噬细胞与血小板的协同作用
研究发现,巨噬细胞和血小板的耗竭均能显著减轻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此效果。免疫荧光染色表明,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,研究还指出,血小板激活后与巨噬细胞上的Mac-1受体结合,触发活性氧生成及组蛋白去精氨酸化,进一步促进METs形成。
潜在治疗策略
研究者尝试了多种药物干预,发现血色素结合蛋白(hemopexin)能够有效抑制NET及MET形成,从而减轻AKI损伤。此外,乳铁蛋白(Lf)在体外实验中显著减少血小板诱导的MET形成,并在体内实验中成功防止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在横纹肌溶解症引发AKI中的关键作用,明确了血小板激活、巨噬细胞参与及活性氧、PAD等环节在METs形成中的重要性。研究验证了巨噬细胞与血小板之间的协同作用,血小板激活后通过与巨噬细胞上的Mac-1受体结合,触发信号通路,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至关重要,提示针对该路径的干预可能成为治疗AKI的新策略。研究中发现的hemopexin和Lf等药物在治疗横纹肌溶解症引发AKI方面展示出潜在效果,未来需进一步进行临床试验,以验证这些药物的疗效及安全性,为横纹肌溶解症患者提供新的治疗选择。