SEMA4A-NRP1轴对小鼠肾脏缺血再灌注损伤的保护作用及机制研究

发布时间：2020-06-08 03:18

【摘要】：缺血再灌注损伤(ischemia reperfusion injury,IRI)是肾移植术后导致移植肾延迟恢复(delay graft function,DGF)的主要原因,会对移植术后受者预后产生诸多不良影响,如何预防和缓解肾脏IRI对于提高移植物远期生存十分关键。近年来的研究表明:IRI过程中的炎性细胞及炎性因子的浸润是促进IRI发生发展的一个重要因素,而以调节性T细胞(regulatory T cell,Treg)为代表的免疫抑制型细胞则可有效缓解IRI过程中的炎症反应,增加肾脏中Treg细胞的浸润可减少IRI过程中的组织损伤、保护肾脏功能。神经纤毛蛋白1(neuropilin 1,NRP1)对于Treg细胞的免疫调节功能的维持极为重要,研究证实:NRP1可作为受体与信号素4A(semaphorin 4a,SEMA4A)结合,通过抑制Treg细胞内Akt-mTOR信号通路来促进Treg细胞稳定性及功能性,进而促进肿瘤组织中Treg细胞的浸润。但目前针对SEMA4A-NRP1轴在肾脏IRI条件下的作用尚不明了。因此,在本研究中,我们以重组嵌合蛋白SEMA4A-Fc作为干预措施,观察SEMA4A-Fc对肾脏Treg细胞的浸润、肾脏IRI发生发展的影响,并对可能的分子生物学机制进行探究。研究结果提示:在野生型小鼠中,IRI术前使用SEMA4A-Fc可降低小鼠IRI后血肌酐、尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)、减少组织损伤及肾脏细胞凋亡、减少TNF-α等炎症因子浸润。同时流式细胞分析检测结果显示:SEMA4A-Fc处理后小鼠IRI肾脏中中性粒细胞、巨噬细胞浸润减少,而Treg浸润显著增加。而在使用抗CD25单抗进行诱导清除Treg后,上述SEMA4A-Fc缓解肾脏IRI的作用被消除,证明SEMA4A-Fc对于IRI的缓解作用主要是通过Treg细胞来完成。在进一步基于条件基因敲除小鼠—oxP3~(Cre)NRP1~(f/f)小鼠模型的实验中,结果提示:Treg细胞NRP1特异性敲除可逆转SEMA4A-Fc对小鼠肾脏IRI的缓解作用,同时可消除SEMA4A-Fc对IRI肾脏Treg细胞浸润的促进作用;说明NRP1是SEMA4A促进Treg细胞浸润、缓解肾脏IRI的关键分子。而在机制研究方面,体内及体外实验结果提示:SEMA4A-Fc干预可促进Treg细胞中NRP1对PTEN的募集,同时可降低pAkt(S473/T308)、pS6K1水平,而在NRP1~(f/f)FoxP3~(Cre)小鼠Treg细胞中无法观察到上述变化;说明SEMA4A结合NRP1可促进NRP1募集PTEN,抑制Akt-mTOR信号通路的激活,进而增加肾脏中Treg细胞的稳定性及功能性。综上,我们的研究揭示了如下观点:SEMA4A与NRP1结合可缓解肾脏IRI的发生及发展;SEMA4A可通过结合Treg细胞上的NRP1,抑制Akt-mTOR信号通路,促进IRI肾脏中Treg细胞的浸润与功能,从而减少肾脏IRI过程中炎症反应的强度,最终缓解IRI过程中肾脏的组织损伤。
【图文】：

逦解放军医学院博士学位论文逦逡逑二、实验结果逡逑１．邋ＳＥＭＡ４Ａ－ＦＣ干预可保护小鼠缺血再灌注损伤肾脏功能逡逑行双侧肾脏ＩＲＩ之前２４ｈ及手术当天对Ｃ５７ＢＬ／６小鼠使用重组人ＳＥＭＡ４Ａ－ＦＣ或逡逑ＩｇＧ邋（对照），于不同时间点（术前Ｄ０，，术后Ｄｌ，Ｄ３，Ｄ５）尾静脉采血，分别检测逡逑小鼠血肌酐及尿素氮（ｂｌｏｏｄ邋ｕｒｅａ邋ｎｉｔｒｏｇｅｎ，邋ＢＵＮ）水平。结果提示：在基线水平无差逡逑别的情况下，ＳＥＭＡ４Ａ－Ｆｃ／ＩＲＩ组小鼠血肌酐及尿素氮水平在术后Ｉｄ、３ｄ、５ｄ时间点逡逑均显著高于邋ＩｇＧ／ＩＲＩ邋（ｐ＜０．０１、ｐ＜０．０１、ｐ＜０．０５）（如图邋１、表邋１／２邋示）。逡逑该研究结果说明：ＩＲＩ前使用ＳＥＭＡ４Ａ－ＦＣ可保护ＩＲＩ肾脏功能。逡逑

Ｓｈａｍ／ＩｇＧ邋０．２±０．４５；邋Ｓｈａｍ／ＳＥＭＡ４Ａ邋０．４±０．５５），ＩＲＩ／ＩｇＧ邋组小鼠肾小管损伤比例高、逡逑程度重，而邋ＳＥＭＡ４Ａ／ＩＲＩ邋组较邋ＩｇＧ／ＩＲＩ邋组损伤明显减轻（２．４±０．５５邋ｖｓ．邋３．６±０．５５，邋ｐ＝０．０１４）逡逑（如图２）。逡逑该研究结果说明ＳＥＭＡ４Ａ－ＦＣ干预可有效缓解缺血再灌注损伤后肾小管损伤程度。逡逑ａ逡逑Ｓｈａｍ逦ＩＲＩ逡逑ＩｇＧ邋ＳＥＭＡ４Ａ－ＦＣ邋ＩｇＧ逦ＳＥＭＡ４Ａ－Ｆｃ逡逑２０逡逑
【学位授予单位】：中国人民解放军医学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R699.2

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本文编号：2702456