生物标志物NGAL和KIM-1分子在急性肾损伤中的作用机制研究及标志物联合检测对早期诊断AKI的作用

急性肾损伤（AKI）的发病十分常见，但由于缺乏敏感特异的早期诊断指标使AKI病人预后没有显著改善。NGAL和KIM-1被认为是未来有潜力成为AKI诊断的生物标志物，但是二者的生物学功能以及在AKI发生进程中的作用尚不明确。本课题研究目的是通过在体外不利条件下培养人HK-2细胞，观察标志物在不同诱导条件下表达水平的差异，阐明其是否参与了AKI发生中氧化应激和炎症反应过程。为进一步探讨NGAL和KIM-1对在体肾脏是否具有保护作用，我们构建大鼠缺血-再灌注模型，通过注射外源性重组标志物，探索外源性标志物在改善肾结构损伤、减轻肾功能下降、缓解脂质过氧化以及改善细胞凋亡和促进增殖方面是否发挥了作用，阐明外源性标志物是否可减轻肾脏缺血-再灌注引起的小管损伤，为保护损伤的肾小管提供重要思路。通过评估标志物在不同人群中的应用，筛选出血清和尿液中最优化的反映AKI发生、持续及严重程度的标志物组合。

研究背景：急性肾损伤（AKI）的发病很常见，但由于缺乏敏感特异的早期诊断指标，患者的预后并未得到显著改善。AKI的病理过程很复杂，包括氧化应激等多种机制参与，缺血和肾毒性损伤是引起AKI的主要因素。NGAL和KIM-1被认为是有潜力成为AKI诊断的标志物，但其诊断AKI和评估肾功能的能力还未得到一致的结论，且它们的生物学功能以及在AKI发生进程中的作用尚不明确。..研究方向和内容：本课题通过体外H2O2刺激人的肾小管上皮细胞（HK-2细胞系），构建AKI时氧化应激细胞模型，以及构建大鼠肾缺血-再灌注模型，观察不利条件下，标志物在肾脏的表达水平变化，阐明是否参与了AKI的氧化应激过程。在探讨外源重组标志物的作用时，由于NGAL和KIM-1的作用通路存在差异，目前首先探讨了外源重组NGAL对肾小管上皮细胞的保护作用及抗氧化应激的作用机制。同时也在肾移植患者和对比剂造成的AKI患者中分别评估了NGAL等标志物是否能早期准确反映肾功能的损伤和恢复。 ..主要结果和意义：1.在HK-2细胞氧化应激模型中，NGAL和KIM-1水平随着H2O2损伤强度增加而增加，提示标志物参与了AKI时氧化应激过程；H2O2损伤前，外源NGAL预处理组，细胞增殖活性明显高于未预处理组。提示外源NGAL可保护HK-2细胞抵抗氧化应激损伤，具体是否通过内质网应激途径的保护机制还有待进一步探讨。动物模型部分结论还不明确。 2.接受造影剂后AKI发生率约4.5%，但在未诊断为AKI的患者中，有13.7%的患者其NGAL水平仍高于基线的50%，这提示血NGAL或许比血肌酐能更早反映轻微肾损伤，有可能作为更灵敏的指标筛查造影剂导致的AKI。3.在肾移植患者的前瞻性研究中，并未发生移植后AKI，但发现移植后NGAL相比肌酐等传统标志物更早恢复至正常水平，而KIM-1水平在移植前后均处于正常值范围；移植后两天内血清NGAL水平较低者其肾功能更快恢复至eGFR≥60ml/min/1.73m2，并且移植后9个月时肾功能恢复较好组（eGFR≥60ml/min/1.73m2）与肾功能恢复不良组比较（eGFR<60ml/min/1.73m2），其移植后第2天的血NGAL更低。这些结果提示了血NGAL或许能较血肌酐更快速反映肾功能恢复，且移植早期的NGAL水平可能与远期的肾功能恢复程度有关。