可溶性尿激酶型纤溶酶原激活物受体通过RAGE促进脓毒症急性肾损伤中的内质网应激和凋亡易感性

Soluble urokinase plasminogen activator receptor promotes endoplasmic reticulum stress and apoptosis susceptibility through RAGE in sepsis acute kidney injury.

作者信息Bingqing Wang, Jiabei Wang, Chen Qi, Chao Gao, Yue Wang, Yujie Zan, Yuwei Tan, Zhenying Wu, Jun Jiang, Jinmeng Suo, Jing Zhang, Zhiyong Peng
PMID41013175
期刊Mol Med
发布时间2025-09-26
DOI10.1186/s10020-025-01352-w

实验完整度

包含临床队列分析、体外细胞实验(HK-2)、体内动物模型(LPS/CLP诱导的SA-AKI)及功能验证(uPAR单抗干预),并通过受体抑制剂、免疫共沉淀和蛋白质对接验证机制。

主要模型

HK-2细胞(人肾皮质近曲小管上皮细胞) C57BL/6小鼠LPS诱导脓毒症AKI模型 C57BL/6小鼠CLP诱导脓毒症AKI模型 ICU患者队列

重点核对

患者血清suPAR浓度(ELISA,Elabscience,Cat No: E-EL-H2584c) HK-2细胞刺激条件:10 ng/ml重组suPAR,处理6、12、24小时 RAGE抑制剂FPS-ZM1浓度:100 nM LPS剂量:10 mg/kg腹腔注射,24小时或48小时 uPAR单克隆抗体剂量:500 µg/kg腹腔注射,造模前5分钟

摘要

背景:急性肾损伤(AKI)是危重患者的常见并发症,与不良结局风险增加相关。迫切需要新的生物标志物以协助AKI的早期检测和管理。可溶性尿激酶型纤溶酶原激活物受体(suPAR)是一种炎症相关、免疫来源的分子,参与包括肾脏疾病在内的多种疾病的发病机制。方法:我们在124名入住重症监护室(ICU)的患者中评估了血清suPAR水平诊断AKI的能力。此外,进行了体内和体外实验以探讨suPAR与AKI发展之间的潜在机制。我们用suPAR刺激HK-2细胞以研究其对HK-2细胞的影响。此外,使用受体抑制剂、蛋白质对接和免疫共沉淀等方法研究suPAR如何作用于HK-2细胞。我们进一步探讨了uPAR单克隆抗体是否能减轻脓毒症小鼠的急性肾损伤。结果:我们发现AKI患者血清suPAR水平显著升高。此外,AKI小鼠肾皮质中总suPAR/uPAR升高,血清suPAR水平也升高。体外细胞实验证明,suPAR刺激促进HK-2细胞内质网应激(ER应激)和凋亡相关蛋白的表达,并增加细胞内活性氧(ROS)。一致地,腹腔注射重组suPAR的小鼠肾皮质也表现出ER应激升高。此外,我们发现suPAR与晚期糖基化终末产物受体(RAGE)发生免疫共沉淀,且FITC标记的重组suPAR与HK-2细胞上的RAGE荧光共定位,表明RAGE参与suPAR的信号转导。另外,蛋白质对接结果显示suPAR可通过氢键与RAGE形成蛋白质-蛋白质复合物。uPAR单克隆抗体预处理可减轻脓毒症小鼠的肾损伤,并降低脓毒症AKI小鼠肾脏中ROS、凋亡和内质网应激的水平。结论:我们的研究表明,高水平的suPAR与AKI的发生呈正相关。suPAR促进肾小管上皮细胞内质网应激并增加凋亡易感性。细胞膜上的RAGE可与suPAR结合,参与suPAR介导的内质网应激通路和凋亡相关蛋白表达的激活。uPAR单克隆抗体预处理可减轻脓毒症小鼠的急性肾损伤。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
血清suPAR水平是否与急性肾损伤相关,以及suPAR是否通过特定受体促进肾小管上皮细胞内质网应激和凋亡易感性。
核心机制
suPAR通过结合细胞膜上的RAGE受体,激活PERK-EIF2α-ATF4-CHOP内质网应激通路,上调促凋亡蛋白BAX并下调抗凋亡蛋白BCL-2,增加肾小管上皮细胞凋亡易感性。
主要证据
临床队列中AKI患者血清suPAR升高,ROC分析AUC=0.73;体外HK-2细胞中suPAR诱导ER应激和凋亡蛋白变化;免疫共沉淀和免疫荧光证实suPAR与RAGE结合;uPAR单克隆抗体预处理减轻LPS诱导的脓毒症小鼠肾损伤。
研究意义
中和suPAR/uPAR可能为肾损伤提供新的治疗潜力,提示suPAR可作为AKI预测的生物标志物。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

临床队列研究

评估血清suPAR水平对ICU患者AKI的诊断价值。

纳入了124名ICU患者,检测入组时血清suPAR和肌酐水平,追踪7天内AKI发生情况,进行ROC分析和多因素logistic回归。

2

体内模型建立与表型验证

验证脓毒症AKI小鼠模型中血清及肾组织suPAR/uPAR水平变化及肾损伤表型。

通过腹腔注射LPS(10 mg/kg)或CLP手术建立SA-AKI模型,检测血清SCr、BUN和suPAR水平,进行PAS染色、TUNEL染色、免疫组化和免疫印迹评估肾损伤和suPAR/uPAR表达。

3

体外细胞实验:suPAR对HK-2细胞的作用

研究suPAR直接刺激对肾小管上皮细胞ER应激、凋亡和ROS的影响。

用10 ng/ml重组suPAR刺激HK-2细胞不同时间(6h、12h、24h),检测ER stress通路蛋白(P-PERK、PERK、P-eIF2α、ATF4、CHOP)、凋亡相关蛋白(BAX、BCL-2)、Nrf2/HO-1表达及ROS水平,并用透射电镜观察内质网形态。

4

受体机制验证

确定suPAR信号转导依赖的受体。

使用RAGE抑制剂FPS-ZM1、TLR4抑制剂TLR4-IN-C34、整合素抑制剂CWHM-12预处理HK-2细胞,观察对suPAR诱导的ER stress和凋亡蛋白的影响;通过蛋白质对接、免疫共沉淀和免疫荧光验证suPAR与RAGE的结合。

5

功能干预实验

验证uPAR单克隆抗体预处理能否减轻脓毒症小鼠的AKI。

在LPS诱导的SA-AKI模型前5分钟腹腔注射uPAR单克隆抗体(500 µg/kg),48小时后检测肾功能、组织病理、凋亡、ER stress和ROS水平。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
suPAR ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-H2584c
超纯脂多糖(大肠杆菌)InvivoGen--
肿瘤坏死因子-αMedChemExpressHY-P7090
干扰素-γMedChemExpressHY-P7071
uPAR重组蛋白MedChemExpressHY-P77276
uPAR单克隆抗体R&D systemMAB531
小鼠suPAR ELISA试剂盒LunChangShuoBiotechED-21788
DMEM/F12培养基HyClone--
胎牛血清----
重组suPARMedChemExpressHY-P72433
FPS-ZM1(RAGE抑制剂)MedChemExpressHY-19370
TLR4-IN-C34(TLR4抑制剂)MedChemExpressHY-107575
CWHM-12(整合素抑制剂)MedChemExpressHY-18644
DCFH-DA探针BeyotimeS70033S
流式细胞仪Beckman--
血肌酐和尿素氮检测试剂盒Jiancheng Bioengineering Institute--
uPAR抗体abcamab307895
TUNEL试剂盒BeyotimeC1088
ROS染色试剂盒BeyotimeS0033
uPAR抗体abcamab307895
磷酸化PERK抗体ProteinTech29546-1-AP
PERK抗体AbmartTN25331
磷酸化EIF2α抗体CST3398
ATF4抗体AbmartT55873S
CHOP抗体AbmartT56694S
Nrf2抗体ProteinTech16396-1-AP
HO-1抗体ProteinTech27282-1-AP
磷酸化p65抗体CST3033
p65抗体CST8242
BAX抗体ProteinTech50599-2-Ig
BCL-2抗体AbmartT40056F
Actin抗体ProteinTech66009-1-Ig
RAGE抗体ProteinTech16346-1-AP
His标签抗体ProteinTech66005-1-Ig
Caspase-3抗体CST14220
cleaved Caspase-3抗体CST9661
MolPure TRIeasy Plus总RNA提取试剂盒YEASEN19211ES60
qPCR逆转录试剂盒YEASEN11141ES60
Taq Pro Universal SYBR qPCR预混液VazymeQ712-02
蛋白A+G磁珠ThermoFisher88804
透射电子显微镜JEM-1400 PLUS--
HDOCK服务器----
PyMOL软件PyMOL2.3.0

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
患者队列
患者入组时间、地区、纳入排除标准;suPAR ELISA试剂盒货号;血清样本采集时间点。
阅读提示:Materials and Methods: 研究设计、患者入组;Methods: suPAR检测
动物模型建立
小鼠品系、周龄;LPS剂量、给药方式、时间;CLP手术细节;组织取材时间点;分组及每组动物数。
阅读提示:Materials and Methods: 动物实验;Figure legends 3
细胞实验
HK-2细胞来源及培养条件(培养基、FBS浓度);suPAR刺激浓度和时间;受体抑制剂(FPS-ZM1, TLR4-IN-C34, CWHM-12)浓度及预处理时间。
阅读提示:Materials and Methods: 细胞培养;Figure legends 4, 5
分子检测
Western blot抗体稀释度及来源;RT-qPCR引物序列;免疫共沉淀实验条件。
阅读提示:Materials and Methods: Western blot, RT-qPCR, 免疫共沉淀
功能验证(uPAR单抗干预)
uPAR单克隆抗体的来源、剂量、给药时机(造模前5分钟);LPS诱导时间(48小时);检测指标(SCr、BUN、PAS、TUNEL、ROS、Western blot等)。
阅读提示:Materials and Methods: 动物实验;Figure legends 6, 7