中的研究進(jìn)展腎缺血再灌注損傷概述細(xì)胞死亡機(jī)制相關(guān)研究方法細(xì)胞死亡類型細(xì)胞死亡在腎缺血再

灌注損傷中的作用研究現(xiàn)狀與成果CONTENTS目錄010305020406病理生理特征以缺血期能量代謝障礙(ATP

下降

>50%)和再灌注期氧化應(yīng)激(ROS

生成激增3-5倍)為核心，

伴隨炎癥因子(如TNF-α)大量釋

放。腎缺血再灌注損傷的基本定義指腎臟血流中斷(如腎動(dòng)脈夾閉)

后恢復(fù)血流，引發(fā)細(xì)胞結(jié)構(gòu)破壞和

功能障礙的病理過程，常見于腎移

植手術(shù)中供腎處理環(huán)節(jié)。臨床關(guān)聯(lián)場景心臟手術(shù)體外循環(huán)、嚴(yán)重創(chuàng)傷失血

性休克等導(dǎo)致腎臟缺血后，約30%

患者出現(xiàn)術(shù)后急性腎損傷，需依賴

透析支持治療。定義與概念EPO:Erythropoietin60-90%Anemia畫Red

bloodcellsBone

marrow失血性休克復(fù)蘇后嚴(yán)重創(chuàng)傷失血性休克患者，液體

復(fù)蘇恢復(fù)腎血流后，約40%出現(xiàn)缺血再灌注損傷，表現(xiàn)為血肌

酐升高和尿量減少。腎移植術(shù)后缺血再灌注損傷腎移植中供腎冷缺血超過12小時(shí)，再灌注后約30%患者出現(xiàn)急性腎小管壞死，表現(xiàn)為術(shù)后少

尿或無尿。心臟手術(shù)體外循環(huán)期間心臟手術(shù)中體外循環(huán)導(dǎo)致腎臟血

流中斷，術(shù)后約25%成人患者發(fā)生急性腎損傷，其中缺血再灌注是主要誘因。臨床常見情況對(duì)腎臟功能的影響腎小球?yàn)V過功能下降腎缺血再灌注后，大鼠模型中腎小球?yàn)V過率(GFR)

可在24小時(shí)內(nèi)下降50%-70%,表現(xiàn)為血肌酐和尿素氮水平顯著升高。腎小管重吸收功能障礙缺血再灌注損傷導(dǎo)致近端腎小管上皮細(xì)胞壞死，患者出現(xiàn)尿糖陽性、氨基酸尿等腎性糖尿癥狀，如臨床報(bào)道的術(shù)后急性腎損傷病例。腎臟內(nèi)分泌功能紊亂損傷后腎臟合成促紅細(xì)胞生成素減少，患者出現(xiàn)貧血，研究顯示約

30%的急性腎損傷患者術(shù)后1周血紅蛋白下降10%-15%。Urine

Production

in

Kidney1.Kidney2.Blood

&waste

flows

in3.Filtered

blood

flows

out4.Protein5.Glomerulus(capillaries)6.Urine(pee)outflows

to

thebladde缺血期細(xì)胞代謝紊亂腎臟血流中斷后，細(xì)胞ATP

在30分鐘內(nèi)驟降90%,

Na+-K+

泵失效致細(xì)胞水腫，如大鼠腎缺血模型中觀察到的近曲小管腫脹。炎癥反應(yīng)級(jí)聯(lián)激活缺血再灌注6小時(shí)，中性粒細(xì)胞浸潤增加5倍，釋放髓過氧化物酶，臨床研究顯示患者尿中IL-6水平達(dá)正常12倍。再灌注期氧化應(yīng)激爆發(fā)恢復(fù)血流后，線粒體呼吸鏈產(chǎn)生大量ROS,

小

鼠

模型顯示再灌注1小時(shí)腎組織MDA含量升高2.3

倍，觸發(fā)脂質(zhì)過氧化。細(xì)胞死亡途徑激活腎小管上皮細(xì)胞在再灌注24小時(shí)出現(xiàn)凋亡小體，TUNEL

檢測陽性率達(dá)35%,同時(shí)伴隨壞死性凋

亡相關(guān)蛋白R(shí)IPK3

高表達(dá)。疾病發(fā)展過程01030204指導(dǎo)臨床防治策略優(yōu)化研究發(fā)現(xiàn)抑制壞死性凋亡可減少IRI

后腎功能損傷，某三甲醫(yī)院據(jù)此調(diào)整

術(shù)后抗炎方案，患者肌酐水平下降30%。改善器官移植預(yù)后供腎冷缺血時(shí)間超過12小時(shí)的移植案例中，應(yīng)用細(xì)胞死亡調(diào)控技術(shù)后，急性排斥反應(yīng)發(fā)生率降低25%。推動(dòng)新型藥物研發(fā)靶向細(xì)胞焦亡的抑制劑Nec-1

在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中使腎IRI模型小鼠存活率提升40%,已進(jìn)入Ⅱ期臨床試驗(yàn)。凋亡凋亡的形態(tài)學(xué)特征腎缺血再灌注損傷中，凋亡腎小管上皮細(xì)胞表現(xiàn)為核固縮、染色質(zhì)邊集，可見凋亡小體形成，如大鼠IRI

模型術(shù)后24小時(shí)觀察所見。凋亡的分子機(jī)制線粒體通路激活是關(guān)鍵，Bax/Bcl-2比值升高致細(xì)胞色素c釋放，激活caspase-3,在小鼠IRI模型中caspase-3

活性較假手術(shù)組升高3.2倍。凋亡的調(diào)控靶點(diǎn)靶向抑制凋亡蛋白Survivin可減輕損傷，研究顯示IRI大鼠注射Survivin抑制劑后，腎小管凋亡率降低40%,血肌酐水平下降28%。壞死的干預(yù)靶點(diǎn)抑制RIPK3可減輕壞死，2022年實(shí)驗(yàn)表明RIPK3

抑制劑能使小鼠腎IRI后血肌酐水平降低40%。壞死的形態(tài)學(xué)特征腎缺血再灌注后，腎小管上皮細(xì)胞出現(xiàn)核固縮、碎裂及溶解，胞

質(zhì)嗜酸性增強(qiáng)，如2019年某研

究觀察到的大鼠模型腎小管結(jié)構(gòu)

破壞。壞死的分子機(jī)制腎IRI中，ATP耗竭致細(xì)胞膜破裂，LDH釋放增加，2021年臨

床研究顯示患者血清LDH水平

較正常升高2.3倍。r

…

心(lean)Overweight

(obesity)Macrophage

CD4'Tcel

CD8'Tcell壞死自噬性細(xì)胞死亡自噬性細(xì)胞死亡的特征在腎缺血再灌注損傷中，自噬性細(xì)胞死亡表現(xiàn)為自噬體形成增多，

LC3-II/LC3-I

比值升高，

Beclin-1

蛋白表達(dá)上調(diào)。自噬性細(xì)胞死亡的調(diào)控機(jī)制腎缺血再灌注時(shí)，AMPK/mTOR

信號(hào)通路被激活，促進(jìn)自噬啟動(dòng)，而

PI3K/Akt

通路則抑制自噬過程。自噬性細(xì)胞死亡的研究案例研究發(fā)現(xiàn)，在大鼠腎缺血再灌注模型中，使用自噬抑制劑3-MA可

減

少腎小管上皮細(xì)胞自噬性死亡，降低血肌酐水平30%。氧化損傷級(jí)聯(lián)反應(yīng)ROS

攻擊腎近端小管上皮細(xì)胞

DNA,8-OHdG

水平上升，激

活p53

通路誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡?；钚匝跎杉ぴ瞿I缺血再灌注時(shí)，線粒體呼吸鏈

功能紊亂，大鼠模型中ROS

水平較正常組升高2.3倍，引發(fā)脂質(zhì)過氧化?？寡趸到y(tǒng)失衡SOD、GSH-Px

等酶活性在小鼠

IRI模型中下降40%-60%,無法清除過量ROS,

加劇細(xì)胞損傷。氧化應(yīng)激機(jī)制損傷相關(guān)分子模式(DAMPs)

釋放01腎小管上皮細(xì)胞缺血壞死時(shí)，釋放ATP、HMGB1等DAMPs,激活TLR4信號(hào)通路，引發(fā)中性粒細(xì)胞浸潤

(2022年《KidneyInternational》研究)。促炎細(xì)胞因子級(jí)聯(lián)反應(yīng)02巨噬細(xì)胞受DAMPs

刺激后分泌TNF-α

、IL-6,

后者誘導(dǎo)腎小管上皮細(xì)胞表達(dá)ICAM-1,加劇炎癥反應(yīng)(小

鼠IRI模型中IL-6水平升高3.2倍)。中性粒細(xì)胞浸潤與組織損傷中性粒細(xì)胞通過CD11b/CD18

黏附分子定植腎間質(zhì)，釋放MPO

和彈性蛋白酶，導(dǎo)致腎小管基底膜破壞(臨床IRI患者腎活檢可見大量中性粒細(xì)胞浸潤)。炎癥反應(yīng)機(jī)制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣釋放異常細(xì)胞膜鈣泵功能障線粒體鈣超載缺血再灌注激活I(lǐng)P3受體，小鼠實(shí)再灌注期活性氧損傷細(xì)胞膜腎缺血再灌注時(shí)，線粒體鈣單向轉(zhuǎn)運(yùn)體過度激活，大鼠模型中胞質(zhì)鈣驗(yàn)顯示內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣釋放量增加40%,ATP酶，兔腎模型中鈣泵活性58%,鈣外排受阻致胞內(nèi)鈣濃度可達(dá)正常的3.2倍，導(dǎo)致線粒體腫脹破裂。引發(fā)胞質(zhì)鈣驟升和細(xì)胞凋亡。鈣穩(wěn)態(tài)失衡機(jī)制礙Ca2+-

降低

蓄積。研究顯示，缺血再灌注后大鼠腎臟近曲小管上皮細(xì)胞出現(xiàn)空泡變性，死亡率達(dá)30%-40%,管腔可見脫落細(xì)胞碎

片

。腎小管上皮細(xì)胞損傷腎間質(zhì)纖維化腎小球結(jié)構(gòu)破壞動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)，缺血再灌注24小時(shí)后小鼠腎小球毛細(xì)血管袢塌陷，系膜細(xì)胞增殖活性升高1.8倍。臨床病例表明，腎缺血再灌注損傷患者6個(gè)月后腎間質(zhì)纖維化面積增加25%,成纖維細(xì)胞數(shù)量顯著增多。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，腎缺血再灌注損傷后，

近端小管細(xì)胞壞死使鈉離子重吸收率下

降25%,出現(xiàn)尿鈉排泄增加、尿量增多的現(xiàn)象。研究顯示，腎缺血再灌注后腎小管上皮

細(xì)胞凋亡率升高30%,導(dǎo)致腎小球?yàn)V

過率(GFR)降低約40%,尿液中肌酐

水平顯著上升。臨床案例顯示，腎缺血再灌注導(dǎo)致腎間

質(zhì)細(xì)胞死亡，促紅細(xì)胞生成素(EPO)分泌減少50%,患者出現(xiàn)腎性貧血癥

狀。腎小球?yàn)V過功能下降

腎小管重吸收功能障礙

腎臟內(nèi)分泌功能紊亂對(duì)腎臟功能的影響介導(dǎo)慢性腎臟纖維化動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，缺血再灌注后壞

死細(xì)胞釋放的TGF-β1可使腎間質(zhì)

纖維化面積增加40%,推動(dòng)疾病

慢性化。促進(jìn)急性腎損傷進(jìn)展研究顯示，腎缺血再灌注后24小

時(shí)，腎小管上皮細(xì)胞凋亡率顯著

升高至35%,加劇腎功能惡化。在疾病發(fā)展中的作

用單側(cè)腎缺血再灌注模型Wistar

大鼠夾閉左側(cè)腎蒂30分

鐘，保留右側(cè)腎臟，術(shù)后7天檢

測左側(cè)腎臟TUNEL陽性細(xì)胞數(shù)

較對(duì)照組增加8-10倍。腎缺血再灌注復(fù)合模型C57BL/6小鼠行腎動(dòng)脈夾閉30

分鐘，再灌注同時(shí)尾靜脈注射

LPS(5mg/kg),24

小時(shí)后觀

察腎小管壞死及炎癥細(xì)胞浸潤。腎蒂夾閉模型常

用SD

大鼠，夾閉雙側(cè)腎蒂45-

60分鐘后松開，24小時(shí)后檢測

血清肌酐升高2-3倍，模擬臨床

缺血再灌注損傷。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ妥允闪鳈z測利用GFP-LC3質(zhì)粒轉(zhuǎn)染腎小管上皮細(xì)胞，熒光顯微鏡下觀察到I/R損傷后自噬小體數(shù)量明顯增多。細(xì)胞壞死評(píng)估采用LDH釋放實(shí)驗(yàn)檢測細(xì)胞壞死，例如在大鼠腎I/R模型中，

再灌注6h后細(xì)胞培養(yǎng)上清LDH活性顯著升高。細(xì)胞凋亡檢測通過TUNEL法檢測腎缺血再灌

注損傷后細(xì)胞凋亡，如2023年某研究用該法發(fā)現(xiàn)模型組凋亡細(xì)胞數(shù)較對(duì)照組增加3.2倍。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)方法臨床研究方法0102

03回顧性隊(duì)列研究分析2018-2022年某三甲醫(yī)院腎缺

血再灌注損傷患者病歷，統(tǒng)計(jì)細(xì)胞凋亡率與術(shù)后腎功能恢復(fù)時(shí)間的相關(guān)性，樣本量達(dá)326例。生物標(biāo)志物檢測研究采集腎缺血再灌注患者術(shù)前術(shù)后血清，檢測HMGB1、caspase-1

等指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)術(shù)后24小時(shí)

necroptosis相關(guān)蛋白升高2.3倍。前瞻性隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)2023年某研究團(tuán)隊(duì)將180例患者隨機(jī)分兩組，分別采用缺血預(yù)處理和常規(guī)治療，對(duì)比30天內(nèi)細(xì)胞焦亡標(biāo)志物水平差異。鐵死亡調(diào)控機(jī)制研究2023年《Nature》

研究發(fā)現(xiàn)，GPX4

抑制劑RSL3

可誘導(dǎo)

腎小管上皮細(xì)胞鐵死亡，加劇腎缺血再灌注損傷，而Ferrostatin-1

可逆轉(zhuǎn)該效應(yīng)。細(xì)胞焦亡分子靶點(diǎn)突破2022年復(fù)旦大學(xué)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，抑制NLRP3炎癥小體可減少IL-1β釋放，使小鼠腎缺血再灌注模型的血肌酐水平降低

40%。凋亡與自噬交叉調(diào)控研究2021年《Cell

Death&Disease》報(bào)

道

，Beclin-1過表