基于自噬途径探讨mTOR抑制剂对环孢素A肾毒性的双向作用机制

The clinical utilization of cyclosporine (CsA), although the backbone of anti-rejection therapies, is quite limited by its nephrotoxicity. The inhibitor of mammalian target of rapamycin (mTORi) has been the best candidate to combine with or eliminate of CsA to reduce its side effects. However, the association of CsA with mTORi is still a problem in clinical practice and there is substantial interest in better understanding the synergetic effect on kidney toxicity, especially the administration timing. In this study we aim to define the contribution of autophagy to the mTORi dual roles on CsA nephrotoxicity and hypothesize that the imbalance of autophagy may be an important molecular mechanism of the nephrotoxicity increased by the combination of CsA and mTORi. The nephrotoxicity induced by administration of CsA in rats will be studied firstly to assess the progression of kidney impairment and alteration of autophagic activity. Further investigation will be taken to evaluate the different synergetic effects on kidney toxicity of CsA combined with mTORi at different time points and to establish the revelance between their effects and renal autophagic activity. In addition, we plan to compare the toxicity of sirolimus an everolimus, the two most popular mTOR inhibitors, and focus on urinary metabolic profile in order to establish the correlation with disease progression and different drug interactions, looking for potential biological marker for clinical practice, and providing the basis for immunosuppressive regimens.

环孢素A(CsA)慢性肾毒性是影响移植物长期存活率的重要因素之一，寻找优化的免疫抑制治疗方案成为必然的发展趋势，哺乳动物雷帕霉素靶蛋白抑制剂(mTORi)即是实现小剂量CsA安全用药的最佳候选。然而，mTORi与CsA联合给药方案一直处于临床探索中，尤其是合并用药或转换给药方案的时机能够直接引起肾功能改善或恶化，其具体作用机制尚不明确。基于已有研究我们认为自噬失衡可能是CsA与mTORi合并用药造成肾毒性加剧的重要分子机制之一。本项目拟通过建立CsA诱导大鼠慢性肾毒性模型，考察肾脏病变进程以及自噬活性的时间依赖性变化。进一步考察不同时间点合并使用mTORi对肾脏毒性或保护作用是否依赖于给药时间和自噬活性，并比较两种mTORi的作用差异，以尿代谢轮廓为主要研究对象建立与疾病进展和不同给药方案的相关性，为临床用药寻找潜在的生物标识分子，为mTORi的选择和给药时机提供依据。

环孢素A(CsA)慢性肾毒性是影响移植物长期存活率的重要因素之一，寻找优化的免疫抑制治疗方案成为必然的发展趋势，哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin, mTOR）抑制剂即是实现小剂量CsA安全用药的最佳候选。然而，mTOR抑制剂与CsA联合给药方案一直处于临床探索中，尤其是合并用药或转换给药方案的时机能够直接引起肾功能改善或恶化，其具体作用机制尚不明确。基于已有研究我们认为自噬功能变化可能是CsA与mTOR抑制剂合并用药影响肾脏病变的重要分子机制之一。本项目首先建立普通饮食下低剂量CsA诱导大鼠慢性肾毒性模型，分别于给药后3周、6周、9周、12周考察肾脏病变进程以及自噬活性变化，发现随肾脏纤维化程度进展，肾脏自噬小体形成增加，降解能力增强，在给药12周后与对照组相比有显著性差异。mTOR抑制剂西罗莫司（Sirolimus, SRL）是目前临床常用的新型免疫抑制剂，同时该药也具有激活自噬的作用。因此，CsA与SRL联用可能导致自噬功能过度活化，从而影响肾脏病变进程。进一步建立普通饮食下CsA和SRL联合给药诱导大鼠肾毒性模型，分别在CsA给药0周、4周和8周后联合给予SRL，考察SRL对CsA肾毒性的影响。联合给药对大鼠体内CsA浓度、SRL浓度均无明显影响。肾脏病理染色提示，CsA单药处理组与SRL单药处理组相比肾脏病变程度显著。联合给药各组大鼠肾脏组织均出现不同程度的肾纤维化病变，而SRL给药时间与纤维化程度存在一定的负相关。目前仍在进行部分自噬活性分析实验。本课题为阐明mTOR抑制剂与CsA联合用药的作用机制开拓了思路，为临床应用和优化提供了一定的依据。该课题支持发表文章5篇，国内学术会议报告1次，课题组成员获得基金项目支持3项。