急性腎損傷（acute kidney injury, AKI）是一種由導(dǎo)致腎臟結(jié)構(gòu)或功能變化的損傷引起的腎功能短時(shí)間內(nèi)急劇下降的臨床綜合征，其發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，具有高發(fā)病率和高死亡率。缺血再灌注損傷（ischemia reperfusion injury, IRI）是誘導(dǎo)AKI的主要原因之一。調(diào)節(jié)性細(xì)胞死亡（regulate cell death, RCD），包括凋亡（apoptosis）和調(diào)節(jié)性壞死（regulate necrosis, RN），在AKI中的作用十分關(guān)鍵。PGE2/E-前列腺素受體亞型3（EP3）信號(hào)通路可以通過(guò)EP3/Gi/Ca2+信號(hào)通路介導(dǎo)急性炎癥反應(yīng)。然而，EP3缺失是否影響AKI，以及如何與RCD相互作用的機(jī)制仍不清楚。

近日，汕頭大學(xué)劉斌及周應(yīng)畢共同通訊在Kidney International（IF=19）在線發(fā)表題為“E-prostanoid 3 receptor deficiency on myeloid cells protects against ischemic acute kidney injury via breaking the auto-amplification loop of necroinflammation”的研究論文，該研究表明，髓系細(xì)胞EP3缺失通過(guò)打破壞死性炎癥的自我放大環(huán)路減輕缺血性AKI，提出阻斷EP3受體可能成為治療AKI及有類似發(fā)病機(jī)制疾病的新策略。
 

圖片來(lái)源：《Kidney International》

研究材料與方法
在這項(xiàng)研究中，研究人員使用了C57BL/6野生型小鼠和同遺傳背景的Ep3^-/-小鼠，委托賽業(yè)生物構(gòu)建的條件性敲除Ep3的Ep3^F/F小鼠，隨后通過(guò)與Lyz2^Cre配繁獲得髓系細(xì)胞中的Ep3特異性敲除鼠。作者采用切除一側(cè)腎臟，另一側(cè)單腎缺血30min，再灌注24h的手術(shù)模型，并通過(guò)酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)檢測(cè)血清肌酐和尿素氮、HE染色法評(píng)估腎損傷，同時(shí)開(kāi)展了一系列實(shí)驗(yàn)深入研究其機(jī)制，以確定髓系細(xì)胞中的EP3受體的重要作用。

技術(shù)路線

研究結(jié)果
1.阻斷EP3受體通過(guò)打破壞死性炎癥的自我放大環(huán)路減輕IR誘導(dǎo)的AKI
缺血再灌注(Ischemia reperfusion, IR)誘導(dǎo)的AKI模型中，PGE₂、PGI₂（均可激活EP3受體）生成水平及其合成相關(guān)的蛋白表達(dá)上調(diào)，阻斷EP3受體可以顯著減輕IR誘導(dǎo)的AKI。同時(shí)，通過(guò)ELISA和免疫熒光等方法檢測(cè)此過(guò)程的炎癥反應(yīng)，EP3缺失后，IR誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)明顯受到抑制。
 

前列腺素類產(chǎn)物PGE2、PGI2水平及及其合成相關(guān)的蛋白表達(dá)上調(diào)^[1]
 

阻斷EP3受體可以減輕IR誘導(dǎo)的AKI，減少炎癥反應(yīng)^[1]

細(xì)胞死亡在AKI中扮演重要角色。研究結(jié)果表明，壞死性凋亡和細(xì)胞凋亡參與此研究實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停珽P3缺失減輕了腎臟IR后的壞死性凋亡水平，但不影響整體的凋亡水平。

值得注意的是，EP3缺失抑制了IR誘導(dǎo)的JAK2/STAT3信號(hào)通路的激活，并進(jìn)一步上調(diào)了IR后caspase-8的表達(dá)，同時(shí)減輕了IR誘導(dǎo)的內(nèi)源性細(xì)胞凋亡。提示EP3缺失至少通過(guò)部分是通過(guò)抑制JAK2/STAT3信號(hào)通路，上調(diào)了腎臟IR后caspase-8的表達(dá)，將會(huì)引發(fā)炎癥的壞死性凋亡轉(zhuǎn)換成了相對(duì)溫和、不會(huì)引起炎癥的細(xì)胞凋亡，從而達(dá)到保護(hù)作用。
 

EP3缺失至少部分通過(guò)抑制JAK2/STAT3信號(hào)通路，上調(diào)腎臟IR后caspase-8的表達(dá)，將壞死性凋亡轉(zhuǎn)換為凋亡，從而達(dá)到保護(hù)作用^[1]

通過(guò)檢測(cè)相應(yīng)的標(biāo)志物，確認(rèn)在該研究的模型中，其他形式的RN幾乎不參與介導(dǎo)壞死性炎癥的發(fā)生發(fā)展。
 

鐵死亡、焦亡、自噬幾乎不參與本研究IR模型中壞死性炎癥的發(fā)生發(fā)展^[1]
 

線粒體通透性轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)的細(xì)胞死亡以凋亡的形式參與此模型中IR誘導(dǎo)的AKI[1]

通過(guò)藥物分別干預(yù)壞死和炎癥，確認(rèn)在此模型中存在壞死和炎癥形成自我放大環(huán)路，EP3缺失可以通過(guò)抑制炎癥，從而減少壞死，打破了壞死性炎癥的自我放大環(huán)路，實(shí)現(xiàn)保護(hù)作用。

壞死性凋亡（Nec-1、GSK872）被抑制的情況下，EP3缺失沒(méi)有進(jìn)一步減輕AKI和炎癥^[1]
 

EP3缺失的情況下，阻斷TLR4（TAK-242）沒(méi)有進(jìn)一步減輕炎癥、減少AKI和DAMPs的釋放^[1]

2.髓系細(xì)胞EP3缺失在改善IR誘導(dǎo)的AKI中起主導(dǎo)作用
為了探究在EP3受體在IR誘導(dǎo)的AKI中，不同細(xì)胞類型的作用效果，通過(guò)骨髓移植技術(shù)建立骨髓移植嵌合體小鼠，分別建立實(shí)質(zhì)細(xì)胞/骨髓源性細(xì)胞中特異性缺失EP3的小鼠（Ep3KO^BM-WT/WT^BM-Ep3KO），或者骨髓源性、實(shí)質(zhì)細(xì)胞中均缺失/均不缺失EP3的小鼠（Ep3KO^BM-Ep3KO/WT^BM-WT）。同時(shí)利用賽業(yè)生物構(gòu)建的Ep3^F/F小鼠配繁后得到髓系細(xì)胞條件性敲除Ep3的小鼠（Ep3^F/F;Lyz^2Cre），建立缺血再灌注手術(shù)模型。結(jié)果顯示，骨髓源性細(xì)胞EP3缺失的小鼠（WT^BM-Ep3KO）保護(hù)作用強(qiáng)于實(shí)質(zhì)細(xì)胞EP3缺失的小鼠（Ep3KO^BM-WT），且保護(hù)作用與骨髓源性細(xì)胞和實(shí)質(zhì)細(xì)胞中均缺失EP3的小鼠（Ep3KO^BM-Ep3KO）無(wú)差異，已經(jīng)達(dá)到最佳保護(hù)效果。髓系細(xì)胞中條件性敲除Ep3基因的小鼠（Ep3^F/F；Lyz2^Cre）同樣有保護(hù)作用，且保護(hù)效果與全身性Ep3基因敲除小鼠（Ep3^-/-）一致，提示，阻斷EP3可以減輕由IR誘導(dǎo)的AKI，其髓系細(xì)胞中的EP3起主導(dǎo)作用。
 

髓系細(xì)胞EP3缺失在減輕IR誘導(dǎo)的AKI中起主導(dǎo)作用^[1]

研究結(jié)論

阻斷EP3受體可以減輕小鼠腎臟IR誘導(dǎo)的AKI，且髓系細(xì)胞中的EP3在此作用中起關(guān)鍵作用^[1]

總的來(lái)說(shuō)，該研究表明，阻斷EP3受體可以減輕小鼠腎臟IR誘導(dǎo)的AKI，且髓系細(xì)胞中的EP3在此作用中起關(guān)鍵作用。髓系細(xì)胞EP3缺失可以抑制炎癥，并具體通過(guò)以下兩條途徑影響壞死性凋亡：一方面通過(guò)減少TNF-α等炎癥因子的生成而減輕壞死性凋亡，另一方面，至少部分通過(guò)抑制IL-6/JAK2/STAT3以上調(diào)caspase-8，將細(xì)胞的死亡模式從壞死性凋亡轉(zhuǎn)換為相對(duì)溫和的細(xì)胞凋亡來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因此，EP3可能是預(yù)防和治療包括AKI在內(nèi)的具有類似機(jī)制的炎癥相關(guān)疾病的潛在作用靶點(diǎn)。

原文檢索：
[1] Leng J, Zhao W, Guo J, Yu G, Zhu G, Ge J, He D, Xu Y, Chen X, Zhou Y, Liu B. E-prostanoid 3 receptor deficiency on myeloid cells protects against ischemic acute kidney injury via breaking the auto-amplification loop of necroinflammation. Kidney Int. 2022 Sep 8:S0085-2538(22)00695-0. doi: 10.1016/j.kint.2022.08.019. Epub ahead of print. PMID: 36087809.
 

Ptger3 KO小鼠
（Ep3 KO小鼠）

小鼠福利，限定發(fā)放中~

品系名稱：
C57BL/6J-Ptger3^em1C/Cya

品系編號(hào)：
KOCMP-19218-Ptger3-B6J-VA

產(chǎn)品編號(hào)：
S-KO-03863

應(yīng)用方向：
發(fā)育生物學(xué),免疫系統(tǒng),心血管系統(tǒng),神經(jīng)系統(tǒng),蛋白質(zhì)代謝,腎和泌尿系統(tǒng),生分子生物學(xué)

打靶方案：

Ptger3 flox小鼠
（Ep3 flox小鼠）

小鼠福利，限定發(fā)放中~

品系名稱：
C57BL/6N-Ptger3^em1Cflox/Cya

品系編號(hào)：
CKOCMP-19218-Ptger3-B6N-VA

產(chǎn)品編號(hào)：
S-CKO-04534

應(yīng)用方向：
發(fā)育生物學(xué),免疫系統(tǒng),心血管系統(tǒng),神經(jīng)系統(tǒng),蛋白質(zhì)代謝,腎和泌尿系統(tǒng),生分子生物學(xué)

打靶方案：