MondoA与AKI及AKI向CKD的转化

MondoA and AKI and AKI-to-CKD Transition

作者信息Shihomi Maeda, Shinsuke Sakai, Yoshitsugu Takabatake, Takeshi Yamamoto, Satoshi Minami, Jun Nakamura, Tomoko Namba-Hamano, Atsushi Takahashi, Jun Matsuda, Hiroaki Yonishi, Sho Matsui, Atsuhiro Imai, Ryuya Edahiro, Hitomi Yamamoto-Imoto, Isao Matsui, Seiji Takashima, Ryoichi Imamura, Norio Nonomura, Motoko Yanagita, Yukinori Okada, Andrea Ballabio, Shuhei Nakamura, Tamotsu Yoshimori, Yoshitaka Isaka
PMID38819935
发布时间2024-09-01
DOI10.1681/ASN.0000000000000414

实验完整度

包含人类肾活检样本、小鼠IRI模型、细胞H/R实验,并利用基因敲除小鼠和细胞进行功能验证,且明确机制验证(Rubicon、TFEB-PGC1α)。

主要模型

人肾活检样本 小鼠IRI模型 培养的近端小管上皮细胞

重点核对

IRI手术时间:单侧或双侧肾蒂夹闭35分钟 MondoA敲除小鼠:MondoAF/F;KAP和MondoAF/F;NDRG1小鼠,使用他莫昔芬诱导缺失 H/R处理:低氧1% O2,6小时,复氧3小时 自噬通量检测:使用巴佛洛霉素A1(200 nM)或体内氯喹(50 mg/g体重) 药物处理:海藻糖(50 mM体外,2 mg/g体内)和ZLN005(20 μM体外,12 mg/g体内)

摘要

关键点:MondoA在CKD患者肾小管中的表达降低。近端小管中MondoA的基因敲除通过增加Rubicon的表达抑制自噬并增加对AKI的易感性。缺血再灌注后恢复期MondoA敲除通过下调转录因子EB-过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1α轴加重肾损伤。背景:老年人和CKD患者发生AKI的风险较高。转录因子MondoA在老年人或AKI患者的肾脏中表达下调;然而,其在AKI发展和AKI向CKD转化中的作用仍不清楚。方法:我们研究了人肾活检样本、缺血再灌注损伤(IRI)小鼠肾脏和培养的肾近端小管上皮细胞在低氧/复氧条件下的MondoA表达。使用近端小管特异性MondoA敲除小鼠和MondoA缺陷的肾近端小管上皮细胞评估了MondoA在IRI后初始期和恢复期的作用。此外,我们探讨了Rubicon和转录因子EB(TFEB)的参与,两者均为MondoA的下游因子。结果:CKD患者肾小管中MONDOA表达降低。在小鼠肾脏中,缺血时MondoA表达降低,而再灌注时表达增加。近端小管上皮细胞中MondoA的基因敲除通过增加Rubicon的表达抑制自噬并增加对AKI的易感性。在MondoA缺陷的IRI肾脏中敲除Rubicon激活了自噬并保护了线粒体功能。缺血再灌注后恢复期MondoA敲除通过下调TFEB-PGC1α轴加重肾损伤。药理学上调TFEB有助于维持线粒体生物发生并增加PGC1α的转录。结论:我们的研究结果表明,MondoA通过维持自噬并随后支持线粒体功能来防止AKI向CKD的进展,从而保护免受AKI的易感性。

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
MondoA在AKI发展和AKI向CKD转化中的作用及其机制是什么?
核心机制
在急性期,MondoA通过抑制Rubicon维持自噬和线粒体功能;在恢复期,MondoA通过TFEB-PGC1α轴促进线粒体生物发生,从而阻止AKI向CKD进展。
主要证据
使用近端小管特异性MondoA敲除小鼠、细胞H/R模型、Rubicon敲除和药物处理(海藻糖、ZLN005)等证据,证明MondoA-Rubicon和MondoA-TFEB-PGC1α轴的机制。
研究意义
靶向MondoA下游因子(如抑制Rubicon或激活TFEB)可能为AKI和AKI向CKD转化提供新的治疗策略。

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

检测MondoA在人体肾脏和IRI模型中的表达

明确MondoA在CKD和AKI中的表达变化。

通过免疫组化检测人肾活检样本中MONDOA、RUBCN、TFEB的表达;通过scRNA-seq和qPCR分析小鼠IRI肾脏中Mlxip等基因表达。

2

细胞H/R实验验证MondoA转录活性变化

验证低氧/复氧对MondoA转录活性的影响。

培养小鼠近端小管上皮细胞,进行低氧(1% O2)6小时和复氧3小时处理,检测MondoA及其下游基因的表达。

3

评估MondoA缺失对AKI的影响

研究急性期MondoA缺失对肾损伤和自噬的影响。

使用MondoAF/F;KAP小鼠进行IRI,分析肾损伤、自噬通量和线粒体功能。

4

验证Rubicon在MondoA下游的作用

确定Rubicon介导MondoA缺失引起的自噬抑制和线粒体功能障碍。

在Rubicon缺陷的近端小管细胞中敲低MondoA,或在MondoA;Rubicon双敲除小鼠中诱导IRI,评估自噬和线粒体功能。

5

评估恢复期MondoA缺失对AKI向CKD转化的影响

研究恢复期MondoA再激活对肾纤维化和线粒体功能的影响。

使用诱导型MondoA敲除小鼠(MondoAF/F;NDRG1),在IRI后1天和4天注射他莫昔芬诱导缺失,评估3周后的肾损伤和纤维化。

6

药物激活TFEB-PGC1α轴验证治疗潜力

验证药物上调TFEB-PGC1α轴能否缓解MondoA缺失引起的AKI向CKD转化。

对诱导型MondoA敲除小鼠给予海藻糖或ZLN005处理,评估肾损伤、纤维化和线粒体功能。

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
低糖DMEM培养基Nacalai Tesque08456-65
胎牛血清Sigma-AldrichF7524
2-脱氧-D-葡萄糖Sigma-AldrichD8375
巴佛洛霉素A1Cayman Chemical11038
海藻糖Sigma-AldrichT0167
ZLN005MedChemExpressHY-17538
他莫昔芬Sigma-AldrichT5648
玉米油Sigma-AldrichC8267
海藻糖Sigma-AldrichT9531
氯喹Sigma-AldrichC6628
MondoA/MLXIP抗体Bethyl LaboratoriesA303-195A
TXNIP抗体Cell Signaling Technology14715
RUBCN抗体Cell Signaling Technology8465
PGC1α抗体Novus BiologicalsNBP1-04676
MAP1LC3B抗体Medical and Biologic LaboratoryPM036
COL1A1抗体Abcamab34710
ACTB抗体Sigma-AldrichA5316
四甲基罗丹明乙酯Invitrogen--
MitoSOX RedInvitrogen--
Lipofectamine3000Thermo Fisher--
嘌呤霉素Wisent450-162-XL
pCAG-Cre载体Addgene13775
MISSION shRNA慢病毒转导颗粒Sigma-AldrichTRCN0000124922
低氧培养箱PHCMCO-5MUV-PJ
Seahorse XF96分析仪Seahorse Bioscience--
Seahorse XF DMEMAgilent Technologies103578-100
葡萄糖Agilent Technologies103577-100
L-谷氨酰胺Agilent Technologies103579-100
Seahorse XF细胞线粒体压力测试试剂盒Agilent Technologies103015-100
DICT-500(肌酐检测试剂盒)BioAssay Systems--

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
细胞培养
培养基:低糖DMEM+5% FBS;培养条件:37°C,5% CO2;细胞代数:3-10代
阅读提示:Methods: Cell Culture
H/R实验
低氧条件:1% O2,6小时;复氧:21% O2,3小时
阅读提示:Methods: Cell Culture
动物实验
小鼠品系:C57BL/6N;性别:雄性;年龄:8-10周;IRI手术:单侧或双侧肾蒂夹闭35分钟
阅读提示:Methods: Mice, Kidney IRI
基因敲除
使用MondoAF/F;KAP和MondoAF/F;NDRG1小鼠;他莫昔芬注射剂量和时间
阅读提示:Methods: Mice
自噬检测
巴佛洛霉素A1浓度200 nM处理1小时;氯喹给药剂量50 mg/kg,6小时前注射
阅读提示:Methods: Cell Culture, Kidney IRI
药物处理
海藻糖浓度:体内2 mg/g,每周3次;ZLN005剂量:12 mg/g,每周3次
阅读提示:Methods: Mice