线粒体自噬在碘造影剂急性肾损伤中的作用及机制研究

The pathogenic mechanism of iodinated contrast-induced acute kidney injury (CIAKI) is mainly associated with oxidative stress, renal ischemia and direct nephrotoxicity. Previous studies found that excessive ROS generation play a pathogenic role in apoptosis induced by contrast media. We also found that iodine contrast media iohexol induce mitochodrial ROS generation, mitochodrial damages, and mitophagy in proximal tubule epithelial cell HK-2 cell, but the role and mechasnism of mitophagy in CIAKI remain unknow. In the project, we use the previously-established CIAKI animal model and cell model and focus on determining 1) whether different osmolar iodine contrast media induce mitochondria damages and mitophagy, confirm the relationship between different osmolar iodine contrast media and the degree of mitophagy; whether iodine contrast media active mitophagy through inducing mitochondria damages; 2) whether mitophagy in CIAKI is mediated by PINK1-Parkin or by receptor proteins BNIP3 and Nix, as detection methods by over-expression or suppression a gene; 3) whether mitophgy palys a cytoprotective role in CIAKI. The overall goal of this study is to delineate the molecular mechanisms of mitophagy in CIAKI and explore therapeutic strategy for CIAKI.

碘造影剂急性肾损伤（CIAKI）主要发病机制与氧化应激、肾缺血及直接肾毒性有关。前期研究发现过度的活性氧簇（ROS）的产生在碘造影剂致肾小管上皮细胞凋亡中起重要作用。预实验初步表明碘造影剂碘海醇诱导肾小管上皮细胞线粒体ROS生成增多、线粒体损伤及线粒体自噬，但线粒体自噬在急性肾损伤中的作用机制尚不清楚。本课题拟采用既往建立的碘造影剂急性肾损伤动物模型和细胞模型，验证不同渗透压碘造影剂致肾小管上皮细胞线粒体损伤和自噬的程度，以明确不同渗透压的碘造影剂与线粒体自噬程度关系；然后探讨碘造影剂造成的线粒体损伤是否是线粒体自噬激活的诱因；采用基因过表达或抑制方法, 探讨PINK1-Parkin，BNIP3和Nix是否参与了对CIAKI肾小管上皮细胞中的线粒体自噬的调控；线粒体自噬是否对CIAKI具有保护作用。该项目旨在阐明线粒体自噬在CIAKI发生中的分子机制，为CIAKI防治提供新的靶点。

碘造影剂急性肾损伤（CI-AKI）已成为医源性急性肾损伤最常见的原因之一。目前认为, CI-AKI主要发病机制与氧化应激、肾缺血及直接肾毒性有关。但线粒体自噬在CI-AKI 中的作用及分子机制少有报道。本项目主要围绕以下8个问题展开研究：1、体外研究揭示线粒体自噬对不同渗透压碘造影剂诱导的急性肾小管上皮细胞损伤起调节作用; 2、在CI-AKI大鼠新模型中，比较碘海醇和碘克沙醇诱导的肾毒性，线粒体损伤和线粒体自噬的差异; 3、PINK1/Parkin 信号通路介导的线粒体自噬在碘造影剂诱导的急性肾小管上皮细胞损伤中的作用; 4、研究了非编码RNA相关ceRNA网络在CI-AKI大鼠模型中的潜在调控机制; 5、临床研究（1）：造影剂后急性肾损伤（PC-AKI）住院患者的短期、中期和长期预后及不良事件发生的危险因素; 6、临床研究（2）：急性肾损伤患者死亡风险预测是否有新计分模型; 7、人脐血单个核细胞对顺铂诱导的大鼠急性肾损伤后间质纤维化的作用与机制; 8、等渗造影剂和低渗造影剂对糖尿病患者CI-AKI发生率的比较的系统评价。总之，本项目从不同角度证明了不同渗透压碘造影剂暴露均可导致肾小管上皮细胞线粒体损伤，也揭示了低渗造影剂碘海醇比等渗造影剂碘克沙醇有更强的肾毒性。另外，研究发现线粒体自噬通过清除受损的线粒体对碘造影剂肾小管上皮细胞损伤有保护作用; PINK1/Parkin参与了碘造影剂诱导的肾小管上皮细胞线粒体自噬。在本项目的资助下，本课题组在Archives of Toxicology、Molecular Therapy-Nucleic Acids、European Radiology等杂志发表高水平研究成果10篇，培养2名博士研究生，5名硕士研究生，参与国际会议1次。