基于肾脏类器官研究镁离子减轻顺铂诱导的急性肾损伤的作用和机制

摘要

目的 利用肾脏类器官和HK-2细胞研究镁离子(Mg²⁺)对顺铂诱导的急性肾损伤（cisplatin-induced acute kidney injury,Cis-AKI）的作用，并探究可能的机制。方法 首先利用人源性诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells,iPSCs）构建肾脏类器官，在此基础上构建Cis-AKI模型，利用HE染色观察肾脏类器官结构，通过免疫荧光染色观察标志物定位及cleaved caspase-3表达，通过qRT-PCR检测肾小管和肾小球标志物及炎症因子mRNA水平。随后将肾脏类器官及HK-2细胞随机分为对照组、顺铂组（Cis组）和Mg²⁺预处理组(Cis+Mg²⁺组)。通过CCK-8和ATP含量评估肾小管上皮细胞的活力；利用TUNEL染色检测肾小管上皮细胞凋亡情况；通过Western blot检测细胞凋亡通路的关键蛋白Bcl-2、Bax、cleaved caspase-3及有机阳离子转运体2（organic cation transporter 2,OCT2）表达；通过免疫荧光检测OCT2的定位与表达。结果 肾脏类器官培养第10天的肾小管结构清晰，肾脏标志物大量表达；10μmol/L顺铂导致肾脏类器官结构破坏，cleaved caspase-3表达量和炎症因子mRNA水平显著升高，ATP含量显著下降。与Cis组相比，Cis+Mg²⁺组肾脏类器官ATP含量升高，TUNEL阳性细胞数减少，细胞凋亡相关蛋白表达显著下降，OCT2表达显著下降；而Cis+Mg²⁺组HK-2细胞活力、TUNEL阳性细胞数及凋亡相关蛋白均无明显改善，且几乎不表达OCT2。结论 肾脏类器官是研究Cis-AKI发病与治疗的理想体外模型；Mg²⁺预处理可显著减轻顺铂所致肾脏类器官的损伤，其机制可能与OCT2的下调有关。

关键词

顺铂 / 急性肾损伤（AKI） / 镁离子（Mg²+） / 有机阳离子转运体2（OCT2） / 肾脏类器官

基金资助

国家自然科学基金面上项目（82270772,81970667）