虾青素通过上调PINK1/parkin通路增强线粒体自噬并减轻大鼠对比剂急性肾损伤

摘要

目的:探讨虾青素(astaxanthin,AST)减轻大鼠对比剂急性肾损伤(contrast-induced acute kidney injury,CI-AKI)的作用机制。方法:雄性SD大鼠随机分为5组:假手术(sham)组、造模组(CI-AKI组)、AST治疗组(AST+CI-AKI组)、自噬抑制剂3-甲基腺嘌呤(3-methyladenine,3-MA)干预组(3-MA+CI-AKI组)和AST联合自噬抑制剂组(AST+3-MA+CI-AKI组),每组10只。建立大鼠CI-AKI模型后72 h收集血清和肾脏组织,检测大鼠血清肌酐(serum creatinine,SCr)和血尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)水平,检测肾脏组织总超氧化物歧化酶(total superoxide dismutase,T-SOD)和丙二醛(malondialdehyde,MDA)水平;HE染色观察肾脏结构;活性氧簇(reactive oxygen species,ROS)染色观察肾组织冰冻切片ROS水平;Western blot检测线粒体自噬及细胞自噬相关蛋白PTEN诱导假定激酶1(PTEN-induced putative kinase 1,PINK1)、parkin、微管相关蛋白1轻链3(microtubule-associated protein 1light chain 3,LC3)和溶酶体相关膜蛋白2(lysosomal-associated membrane protein 2,LAMP2)的表达水平;免疫荧光双染检测LC3标记的自噬小体与LAMP2标记的溶酶体或热休克蛋白60(heat shock protein 60,Hsp60)标记的线粒体的共定位情况,检测线粒体自噬及细胞自噬活性;透射电镜观察自噬小体及线粒体形态。结果:与sham组相比,CI-AKI组SCr、BUN、MDA和ROS水平及PINK1、parkin、LC3 II/LC3 I和LAMP2表达水平均显著升高,T-SOD水平显著降低(P<0.05);与CI-AKI组相比,AST+CI-AKI组SCr、BUN、MDA和ROS水平均显著降低(P<0.05),T-SOD水平及PINK1、parkin、LC3 II/LC3 I和LAMP2表达水平均显著升高(P<0.05),3-MA+CI-AKI组SCr、BUN、MDA和ROS水平显著升高(P<0.05),T-SOD水平及PINK1、parkin、LC3 II/LC3 I和LAMP2表达水平均显著下降(P<0.05)。结论:AST通过上调PINK1/parkin通路增强线粒体自噬水平,减少ROS释放,从而减轻大鼠CI-AKI。