HIF-1α/RAB22A通路调控生成保护性细胞外微囊：远程预缺血保护肾脏缺血再灌注损伤的新机制

It is common to see the ischemia-reperfusion induced acute kidney injury in clinic. It is proved that remote ischemia precondition (rIPC) could protect against renal ischemia-reperfusion injury, however the mechanism remains unclear. Our previous data showed that extracellular-vesicles (EVs) from serum of right renal vein after ischemia-precondition could protect against left kidney ischemia-reperfusion injury, which implied that EVs might mediate the reno-protection of rIPC. But the mechenism of protective EVs genesis is still unknown. As HIF-1α could be activated by hypoxia（ischemia）， we suggested that HIF-1α up-regulates the expression of reno-protective materials; On the other hand, HIF-1αalso induces the genesis of EVs by up-regulating RAB22A. We pplied this grant, intending to explore the molecular mechanism of protective EVs genesis in rIPC.

缺血再灌注损伤（ischemia-reperfusion injury， IRI）可引起急性肾损伤。远程缺血预处理（remote ischemia precondition， rIPC）已被证实可保护肾脏IRI，但机制未明。我们前期数据显示，右肾预缺血后产生的血浆细胞外微囊（extracellular vesicles， EVs）可保护左肾IRI，提示缺氧诱导的EVs有可能介导rIPC的肾保护，但缺氧如何刺激生成保护性EVs目前未知。鉴于低氧(缺血)可激活HIF-1α，我们提出科学假设：一方面， HIF-1α激活后诱导生成其下游调控的保护性的分子物质；另一方面，通过HIF-1α的下游靶分子RAB22A表达增加诱导细胞生成EVs；二者共同作用产生保护性EVs；为验证此假设我们申请本课题，希望能够揭示rIPC中保护性EVs产生的分子机制。

肾脏缺血再灌注损伤（IRI）是引起肾脏损害最重要的原因之一。远程缺血预处理（rIPC）已被证实可保护肾脏IRI，但机制未明。本研究通过构建右肾RIPC保护左肾IRI动物模型，引出肾小管上皮细胞（HK-2）来源的细胞外囊泡（EVs）在RIPC保护肾脏IRI中如何发挥作用的探讨。通过提取动物模型中右肾缺血预处理（IPC）后静脉回流血浆，分离血浆中的EVs，验证来源细胞的保护作用；HK-2细胞体外缺氧预处理模拟IPC的过程，筛选出最佳条件后，提取HK-2细胞来源的EVs，进行鉴定并观察其对肾脏IRI的保护作用；小干扰RNA抑制细胞中缺氧诱导因子1α（HIF-1α）及RAB22的表达，验证HIF-1α/RAB22通路是否调控了EVs的产生；对EVs内含microRNA进行高通量测序和生物信息学分析，寻找可能发挥保护作用的miRNA及其机制。本研究成功建立了右肾RIPC保护左肾IRI的动物模型；RIPC后肾脏释放的EVs介导了RIPC对肾脏IRI的保护作用，其中肾小管上皮细胞来源的EVs扮演了重要角色；HK-2细胞缺氧预处理模拟IPC的理想条件为1%氧浓度下预处理12小时；缺氧预处理促进了EVs的释放；缺氧预处理后EVs比常氧EVs具有更强的肾脏IRI保护作用；缺氧预处理促进了靶基因RAB22的表达；HIF-1α/RAB22通路可以调控肾小管上皮细胞EVs的产生；缺氧预处理后肾小管上皮细胞来源EVs的内含miRNA的表达谱发生改变；进一步研究证实了miRNA-125b-5p抑制NLRC5发挥对小鼠肾脏IRI的保护作用。本研究发现了RIPC保护肾脏IRI的新机制，即RIPC激活细胞内HIF-1α/RAB22通路，调控细胞释放出具有保护作用的EVs，通过体液途径远程投递给靶细胞，从而减轻了肾脏IRI。该研究为下一步研究EVs具体的功能机制奠定了前期基础，最终试图发展一种安全有效的基于肾小管上皮细胞的无细胞治疗方法。