GDF15在肾移植缺血-再灌注损伤中的作用及机制研究

摘要

目的探讨生长与分化因子(GDF)15在肾移植缺血-再灌注损伤(IRI)中的作用及机制。方法选取野生型供体小鼠9只,野生型受体小鼠9只,分别于术后4、24、72 h取3只受体小鼠的移植肾,进行GDF家族转录组学分析,检测各组肾组织GDF15的表达情况。选取野生型供体小鼠5只,GDF15敲除型供体小鼠5只,野生型受体小鼠10只,根据实验方案将小鼠分为野生型假手术组、野生型移植组、GDF15敲除假手术组、GDF15敲除移植组,于术后72 h提取血清及肾组织样本,对比各组肾功能、肾小管损伤情况、炎症细胞浸润、炎症因子及Toll样受体4(TLR4)、核因子(NF)-κB表达水平。选取野生型供体小鼠9只,GDF15敲除型供体小鼠9只,野生型受体小鼠18只,根据实验方案将小鼠分为野生型移植组、GDF15敲除移植组,观察肾移植术后两组生存率。结果GDF15是移植肾转录组学中上调最多的GDF家族基因,主要在肾小管中表达。与假手术组比较,移植组小鼠肾功能下降;与野生型移植组比较,GDF15敲除移植组小鼠血清肌酐、血尿素氮水平升高(均为P<0.05)。野生型移植组小鼠术后1周生存率为87.6%,GDF15敲除移植组小鼠术后1周生存率为41.8%。GDF15敲除移植组肾损伤分子(KIM)-1表达增多,肾小管损伤评分更高。野生型移植组肾小管可见溶解或坏死,髓外和皮质中可见管型形成,而GDF15敲除移植组肾小管坏死及管型更加明显。移植组髓过氧化物酶(MPO)和F4/80表达增多,且GDF15敲除移植组炎症细胞浸润加重。与假手术组比较,移植组肿瘤坏死因子(TNF)-α、白细胞介素(IL)-1β和IL-6表达水平升高;与野生型移植组比较,GDF15敲除移植组TNF-α、IL-1β和IL-6表达水平升高(均为P<0.05)。移植组肾组织中TLR4、NF-κB表达较假手术组增多;GDF15敲除移植组肾组织中TLR4和NF-κB表达较野生型移植组增多。结论GDF15可减轻移植肾IRI,其作用机制可能与抑制TLR4-NF-κB信号通路有关。