Study on the protective effect of mitochonic acid-5 on septic acute kidney injury and the underlying mechanism

Abstract

目的探讨线粒体酸5（mitochonic acid-5，MA-5）是否可以减轻脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）诱导的脓毒症急性肾损伤以及可能的机制。方法细胞实验：将肾小管细胞分为正常组、MA-5（10 µmol/L）组、LPS（10 mg/L）刺激组和LPS+MA-5治疗组，通过细胞计数试剂盒8法评估细胞活力、流式细胞术评估细胞凋亡率；活性氧（reactive oxygen species，ROS）检测试剂盒检测ROS含量；三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）检测试剂盒检测ATP水平；蛋白质印迹法（western blot，Wb）检测沉默信息调节因子3（silence information regulator 3，SIRT3）蛋白、线粒体动力学相关蛋白［动力相关蛋白1（dynamin-related protein 1，DRP1）、视神经萎缩因子1（optic atrophy 1，OPA1）］和细胞凋亡相关蛋白［B细胞淋巴瘤2（B-cell lymphoma-2，Bcl-2）、Bcl-2相关X蛋白（Bcl-2 associated X protein，Bax）］的表达水平。动物实验：将32只成年雄性小鼠按照统计学中完全随机设计的方法分为正常组、MA-5组、LPS组和LPS+MA-5组，每组8只。LPS（10 mg/kg）腹腔注射建立脓毒症急性肾损伤模型，随后腹腔注射MA-5（50 mg/kg）治疗，24 h后进行取材。通过检测血肌酐（serum creatinine，Scr）、血尿素氮（blood urea nitrogen，BUN）评估肾功能；分别应用HE染色观察肾组织病理变化，透射电镜观察肾组织线粒体超微结构，二氢乙锭荧光染色观察肾组织ROS水平，免疫组化法检测肾组织中Sirt3表达水平以及Wb检测肾组织中Sirt3、OPA1、Drp1、Bcl-2和Bax蛋白的表达水平。结果在体外，相较于LPS（10 mg/L）刺激组，LPS+MA-5治疗组肾小管上皮细胞凋亡率［（9.21 ± 0.34）%比（16.49 ± 0.52）%］显著减少（P<0.05）；凋亡相关蛋白Bcl-2［（0.972 ± 0.066）比（0.691 ± 0.051）］表达水平明显升高，Bax［（0.908 ± 0.560）比（1.210 ± 0.062）］表达水平明显降低（均P<0.05）；Sirt3蛋白［（0.945 ± 0.049）比（0.744 ± 0.042）］表达水平明显升高（P<0.05）；线粒体分裂蛋白Drp1［（0.819 ± 0.047）比（1.032 ± 0.054）］表达水平显著下降，融合蛋白OPA1［（0.846 ± 0.051）比（0.567 ± 0.060）］表达水平及细胞ATP［（4.82 ± 0.16）μmol/L比（3.47 ± 0.28）μmol/L］含量均显著增加（均P<0.05）。在体内，与LPS组小鼠比较，LPS+MA-5治疗组小鼠BUN［（29.05 ± 1.54）mmol/L比（49.05 ± 2.07）mmol/L］、Scr［（27.83 ± 1.39）μmol/L比（56.51 ± 2.21）μmol/L）］水平均降低（均P<0.05）；凋亡相关蛋白Bcl-2［（0.862 ± 0.052）比（0.601 ± 0.048）］表达水平明显升高，Bax［（0.744 ± 0.051）比（1.047 ± 0.054）］表达水平明显降低（均P<0.05）；Sirt3蛋白［（1.004 ± 0.053）比（0.685 ± 0.041）］表达水平明显升高（P<0.05）；线粒体分裂蛋白Drp1［（0.716 ± 0.051）比（1.057 ± 0.055）］表达水平显著下降，融合蛋白OPA1［（0.838 ± 0.055）比（0.534 ± 0.046）］表达水平显著增加（均P<0.05），线粒体形态改善。结论MA-5减轻LPS诱导的脓毒症急性肾损伤，其作用机制可能与促进Sirt3表达，改善线粒体功能障碍和细胞凋亡有关。这表明MA-5可能是脓毒症急性肾损伤的一种有效的治疗策略