摘要目的:急性肾损伤(acutekidneyinjury,AKI)是由缺血、感染等原因引起的临床常见的危急重症。严重或重复的AKI会引起小管间质炎症迁延和损伤组织的纤维性修复,从而使AKI发展为慢性肾脏病(chronickidneydisease,CKD),并显著增加终末期肾脏病(endstagerenaldisease,ESRD)发生风险,严重威胁人民生命健康。巨噬细胞是重要的固有免疫细胞,参与炎症调控、损伤修复等环节,在AKI向CKD的进展中发挥重要作用。在肾毒性血清肾炎等CKD模型中,KLF4可调控巨噬细胞极化方向,影响疾病转归。目前,尚不清楚巨噬细胞KLF4能否以及如何在AKI向CKD的进展过程中发挥作用。本研究拟通过体内、体外实验,研究KLF4对巨噬细胞表型和功能的影响,及其调控在AKI向CKD进展过程中小管间质炎症和纤维化中的机制。<br> 本研究分为两个部分:<br> 第一部分:KLF4调节巨噬细胞极化对AKI向CKD进展的影响<br> 方法:构建巨噬细胞特异性KLF4敲除(macrophagespecificKLF4knockout,KLF4MKO)小鼠,建立缺血再灌注(ischemia/reperfusion,I/R)损伤模型,在I/R后第3、7、30天处死小鼠,收取血、肾脏组织标本。体外研究中提取原代巨噬细胞并给予缺氧复氧刺激,利用transwell系统与原代肾小管上皮细胞共培养。通过形态学、Real-timePCR、WesternBlot和流式细胞技术检测IRI肾脏炎症和纤维化指标、损伤指标、巨噬细胞表型以及NLRP3炎性小体活化。<br> 结果:在IRI-AKI早期,KLF4MKO与野生型(widetype,WT)小鼠肾脏病理损伤、血肌酐和尿素氮,损伤因子KIM-1和NGAL以及炎症因子表达水平无统计学差异。在IRI-AKI后期,与WT小鼠相比,KLF4MKO小鼠肾脏中出现大量管型、小管坏死、刷状缘缺失,且血肌酐和尿素氮、损伤因子KIM-1和NGAL以及炎症因子水平显著升高。KLF4MKO小鼠肾脏中浸润巨噬细胞数量以及炎症性CD11b+Ly6Chi巨噬细胞比例增多。在IRI第30天,与WT小鼠相比,KLF4MKO小鼠肾脏小管萎缩、脱落以及基底膜增厚明显,纤维化面积显著增加,α-SMA和Collagen-1蛋白表达升高。KLF4MKO小鼠肾脏浸润巨噬细胞数量以及促纤维性CD11b+Ly6Clow巨噬细胞比例增加。体内和体外transwell共培养实验发现,巨噬细胞KLF4敲除促进肾小管细胞NLRP3炎症小体活化。<br> 结论:KLF4通过调节巨噬细胞向促炎和促纤维化表型极化并激活NLRP3炎症小体,促进AKI向CKD的进展。<br> 第二部分:TNF-α介导巨噬细胞KLF4缺失诱导的肾脏NLRP3炎性小体活化<br> 方法:提取WT和KLF4MKO小鼠原代巨噬细胞并给予缺氧复氧刺激后送转录组测序以预测下游分子。构建巨噬细胞特异TNF敲除(macrophagespecificTNFknockout,TNFMKO)小鼠及I/R损伤模型,在第7、30天处死小鼠,收取血、肾脏组织标本。体外研究中提取原代巨噬细胞并给予缺氧复氧刺激,利用transwell系统与原代肾小管上皮细胞共培养。通过形态学、Real-timePCR、WesternBlot等方法,检测IRI肾脏炎症和纤维化指标、损伤指标以及NLRP3炎性小体活化。<br> 结果:对活化的腹腔原代巨噬细胞进行转录组测序发现,KLF4敲除促使M1细胞因子表达增多,且差异基因显著富集于TNF信号通路。Q-PCR验证发现,KLF4敲除后,M1细胞因子表达升高,以TNF-α最为显著,M2标志物表达减少。我们据此推测TNF-α可能是KLF4下游靶基因,并构建TNFMKO小鼠,同时对小鼠构建缺血再灌注损伤模型。在IRI-AKI后期,与WT小鼠相比,TNFMKO小鼠病理损伤较轻同时血肌酐和尿素氮、损伤因子KIM-1和NGAL以及炎症因子水平显著降低。在IRI第30天,与WT小鼠相比,TNFMKO小鼠肾脏小管萎缩、脱落以及基底膜增厚减少,纤维化面积显著减少,α-SMA和Collagen-1蛋白表达降低。体内和体外transwell共培养实验亦证实,巨噬细胞KLF4通过调控TNF-α生成释放,影响IRI肾脏损伤和NLRP3炎症小体活化。<br> 结论:巨噬细胞KLF4缺失通过上调巨噬细胞TNF-α的产生释放,刺激肾小管上皮细胞NLRP3炎性小体活化,促使AKI向CKD进展。<br> 全文结论:巨噬细胞KLF4缺失会诱导巨噬细胞向促炎症M1型转化,通过上调巨噬细胞TNF-α的产生释放,刺激肾小管上皮细胞NLRP3炎性小体活化,促使AKI向CKD进展。本研究为急、慢性肾脏病的临床治疗新策略提供了理论和实验依据。<br> 本研究的创新之处:<br> 1.本研究揭示了IRI肾损伤不同时期KLF4对巨噬细胞表型的影响,巨噬细胞表型转化失败将加重IRI后肾脏炎症和纤维化的进展。<br> 2.首次阐明巨噬细胞KLF4缺失可通过KLF4/TNF-α/NLRP3炎症小体通路加重IRI肾脏损伤,促进AKI向CKD进展。
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