SIRT3介导的线粒体自噬在远隔缺血预处理肾保护中的作用及机制研究

Acute kidney injury (AKI) following percutaneous coronary intervention, of which the main pathophysiologyical process is renal ischemia, remains an important clinical issue for coronary artery disease(CAD). Remote ischemic preconditioning (RIPC) is an endogenous renoprotective strategy with extensive translation into PCI, which has also been confirmed by our preliminary work. Mitochondria not only acts as the final barrier of organ ischemic injury, but also has been recognized as the end-effector in organ protection, however, the mitochondrial mechanisms underlying RIPC-induced renoprotection are limited. Our previous results showed that RIPC could increase the expression level of mitochondrial specific protein SIRT3 after animal renal ischemia/reperfusion injury (I/RI). Accumulating evidence revealed that SIRT3 not only affects mitochondrial function, but also is involved in the drug or sepsis-induced AKI. The mitophagy has been recognized as a novel mechanism regulating the mitochondrial function and dynamics.Based on these evidence, we hypothesize that SIRT3-mediated mitophagy may be a novel mechanism for RIPC to prevent acute kidney injury after CAD. This work will establish renal I/RI model in in vivo and vitro level, to explore the effect of RIPC on renal mitochondrial SIRT3, mitophagy and intracellular signal pathway, and the role of these three aspects using specific inhibitors respectively. Our work will offer a distinct viewsight, a novel target, and a new theoretical basis for the AKI prevention after PCI.

冠脉介入术后急性肾损伤（AKI）仍然是冠心病临床中的重要问题，其主要病生过程是肾脏缺血。远隔缺血预处理（RIPC）是目前转化应用最为广泛的肾脏保护措施，我们前期研究亦证实此效果。线粒体作为器官缺血的最后屏障，也是器官保护的最终效应器，而有关RIPC肾保护的线粒体机制仍较为少见。我们前期结果显示，RIPC能上调肾脏缺血/再灌注损伤(I/RI)后线粒体特异性蛋白SIRT3表达。SIRT3不仅能影响线粒体功能，还参与了药物和脓毒症性肾损伤中线粒体动力学。目前认为，线粒体自噬是调控线粒体功能和动力学的新机制。据此，我们提出“SIRT3介导的线粒体自噬是RIPC防治AKI的新机制”的假说。本课题拟从器官和细胞两水平复制肾脏I/RI模型，观察RIPC对SIRT3、线粒体自噬及细胞内信号通路的影响，再分别从分子水平进行上述三个方面的干预验证。本课题可为AKI的防治提供一种新的思路、新的靶点和新的理论依据

本课题组4年来严格按照计划任务书要求不懈努力，围绕“远隔缺血预处理肾保护”这一主要课题，圆满地完成了预定任务。首先，观察到远隔缺血预处理对小鼠肾缺血再灌注损伤的保护作用，其不仅可以减少肾损伤标记物水平，也可进减轻肾小管上皮细胞的肿胀坏死，并对其减少线粒体凋亡进行了初步的探索。此项工作为临床实践中冠脉介入患者的肾脏保护措施提供选择；为高危患者实施冠脉介入提供肾脏保护。此项工作首次为远隔缺血预处理的临床应用提供了最为直接的新证据。其次，对其机制进行了初步的探索，找到器官缺血最后屏障线粒体，探讨调控线粒体功能和结构的新机制-线粒体自噬，从器官水平以及细胞水平证实线粒体自噬在远隔缺血预处理肾保护中的重要作用，此项工作提示线粒体自噬是远隔缺血预处理肾保护的新机制；另外，探索到去乙酰化酶家族中的SIRT3在其中的重要作用，提示SIRT3介导的线粒体自噬在远隔缺血预处理肾保护中起到关键作用。最后对这一内在机制的上游通路进行探究。此项工作有助于为临床实践中冠脉介入后急性肾损伤的防护提供新的思路，新的靶点和新的理论依据。总之，这项研究首次从线粒体自噬角度研究探讨RIPC肾保护作用，结果证明了线粒体自噬在RIPC对肾脏保护作用中的重要性，尤其是在随后的损伤过程中，RIPC增强了肾小管上皮细胞细胞的线粒体自噬能力，导致损伤线粒体的清除、线粒体功能的改善以及细胞存活率的提高。并且我们发现RIPC可以上调肾小管上皮细胞SIRT3水平，敲除SIRT3后，线粒体自噬水平下降，肾保护作用被阻断。因此可以推断SIRT3介导的线粒体自噬是RIPC肾保护的内在机制。且探究RIPC调控SIRT3激活线粒体自噬的上游通路。RIPC作为一种内在适应机制，具有操作简单、安全性高、患者痛苦小等特点，在基础科学研究和临床应用中一直受到人们的关注，因此更好地了解RIPC在不同器官提供保护的机制可能有助于发现新的治疗靶点供临床使用，以临床应用为导向，较大地丰富了此类研究的内容和意义。.本课题组的工作以系列文章发表在国外专业杂志上，共发表文章 8 篇（完全为本项目独立完成的文章），其中SCI收录5篇（IF>2）。本项目组平均投入产出比值为每十万元专项资助完成SCI 1.66篇，每十万元专项资助完成IF 5.89，产出成本较高。