Dietary omega-3 PUFA improved tubular function after ischemia induced acute kidney injury in mice but did not attenuate impairment of renal function
膳食omega-3 PUFA改善了缺血诱导小鼠急性肾损伤后的肾小管功能，但不能减轻肾功能损害
期刊名：Prostaglandins & Other Lipid Mediators； 2021年影响因子：5.093 研究背景与意义 1、急性肾损伤（Acute kidney injury，AKI）是大手术（如心脏手术、实体器官移植以及创伤手术）的重要并发症。AKI 的发作会增加患者的发病率和死亡率，其特征是血清肌酐升高/或降低肾小球滤过率(GFR)。 2、研究表明，AKI不仅是一种急性事件，而且还增加了慢性肾脏疾病(CKD)的风险。即使血清肌酐升高在AKI后不久恢复到正常水平，也有相当一部分患者会发展为CKD，甚至会进入终末期肾脏疾病， 需要肾脏替代治疗。 3、由低血压、大出血和缺氧引起的肾缺血再灌注损伤(IRI)会引起肾内血管收缩，激活促氧化机制、促炎细胞因子的释放和随后的白细胞侵袭。AKI的严重程度与长期预后和CKD的进展相关。即使在心脏瓣膜置换术等常规手术中，也缺乏预防或减轻AKI的既定策略 。一些研究讨论了omega-3多不饱和脂肪酸(n3PUFA)在肾脏疾病中的有益作用。对于预防心血管疾病，n3-PUFA的营养状况是一个公认的危险因素 。通常是由红细胞中EPA和DHA的相对含量决定，n3-PUFA的掺入量越高，心血管疾病和死亡的风险就越低。 4、在一些实验性的AKI模型中，n3-PUFA的使用与肾功能的改善相关。 5、n3-PUFA有益作用的分子机制：例如与离子通道或转录因子结合，例如NFκB 或 PPARγ，从而分别降低促炎基因的表达和激活抗炎基因的表达。作为膜的成分，例如主要在磷脂中，n3-PUFA 也影响膜结构和流动性。n3-PUFA 的生理效应的相关部分是由它们的含氧产物介导的，即类花生酸和其他oxylipins 在所谓的花生四烯酸 (ARA) 级联中，多不饱和脂肪酸作为酶促和非酶促转化的底物，产生大量来自 n6-和 n3-PUFA 的脂质介质。 研究意义：本文提出了一项膳食 omega-3 多不饱和脂肪酸 (n3-PUFA) 补充研究，以研究预处理是否可以减少小鼠缺血诱导的 AKI。 研究思路 在小鼠中使用了一个特征良好的缺血诱导 AKI 模型 ；研究膳食 n3-PUFA（EPA 和 DHA）补充剂的效果 - 基于富含亚油酸的类西方饮食；手术前 14 天 - 与缺血再灌注损伤后 24 小时的肾损伤和炎症相比，血液和肾组织中的脂肪酸组成和氧脂模式。 技术路线 研究内容 研究方法： 12-14 周龄雄性 C57BL/6 J 小鼠接受富含亚油酸的葵花油标准饮食：含有 10% 脂肪 (STD) 或富含 n3-PUFA（含有 1% EPA 和 1% DHA）的相同饮食（STD + n3）。喂养14天后，进行双侧30分钟肾缺血再灌注损伤（IRI）以诱导AKI，并过深度全身麻醉和冰冷的 PBS 进行全身灌注；在24小时处死小鼠。（先预处理；再造模；研究 n3-PUFA保护作用机制） 1、动物喂养实验；动物分组：n=8； 2、肾缺血再灌注损伤实验(IRI)；动物分组：n=8； 4、检测内容： （1）测量血清肌酐和血尿素氮（BUN）以及肝酶升高情况。 （2）通过组织学和免疫组织化学分析肾损伤：PAS（过碘酸-希夫）染色+IHC；半定量分级系统进行AKI评分； （3）通过 qPCR 测定促炎细胞因子（IL-6、MCP-1）。 （4）分别通过 GC-FID 和 LC-MS/MS 对血液和肾脏中的脂肪酸 FA 和 氧化脂质oxylipin 模式进行定量。 研究结果及分析 1. 血液和肾组织的脂肪酸及其氧化代谢物变化 小鼠肾脏IRI后24小时（A）肾组织和（C）全血中的脂肪酸组成向更高水平的n3-PUFA转移，而STD+ n3组的n6-PUFA后反而减少； （STD + n3）与没有EPA和DHA（STD）的相同饮食相比； 在STD+ n3饮食的小鼠中，在（B）肾组织和（D）全血中检测到的所有FA的EPA和DHA的相对水平一致地显着更高。 游离氧脂素在（A）血浆和（B）肾组织中以及（C）肾总氧脂类总量中的浓度，即肾组织中游离和酯化的羟脂蛋白。 显示的是ARA，EPA和DHA的选定（异）前列腺素，5-LOX，12/15-LOX，CYP4和CYP2产物以及18-HEPE和PD1的浓度。除假组外，所有模式均在STD + n3饮食的肾脏IRI后24小时在小鼠中确定。 STD + n3饮食的喂养导致EPA和DHA衍生的脂质介质增加，而ARA衍生的羟脂蛋白减少。 2.肾功能、肾形态和炎症 尽管成功补充n3-PUFA显示PUFA和氧脂素模式的改变，但两组的肾功能损害是相似的。IRI导致血清肌酐升高6倍(图4 I ) .； 根据肾功能恶化，两组通过AKI评分测量的肾损害相似(图4 A , D , G ) . 此外，两组中Gr-1阳性的中性粒细胞浸润均表现为中度至重度的白细胞浸润(图4 B , E , H ) . 在mrna水平上，两组患者的促炎细胞因子IL-6和MCP-1均有所升高。 与STD组 相比，STD+3组甚至表现出更高的趋势。(4C, F). 3. 肾小管功能和血红素加氧酶-1表达 α-1微球蛋白（A1M）在肝脏中合成，由肾小球过滤并被近端小管重新吸收。在健康的肾脏中，A1M存在于60-70%的肾小管细胞质中的囊泡中。AKI时，小管的能量代谢崩溃和运输功能受损，导致细胞质浓度降低A1M 。由于IRI，A1M在STD+n3组中表达降低，但显著升高，表明肾小管稳态和能量 代谢有更好的保存(图5A, C, F)。 血红素加氧酶-1（HO-1）是一种肾保护酶，在AKI后上调并介导愈合。HO-1表达在STD + n3喂养的小鼠（图 5B， D， G）。IRI后由于器官损伤导致肝酶升高 。与STD饮食相比，STD+n3处理引起的肝酶升高较少 。总的来说， 我们观察到STD+n3饮食在肾脏IRI中的一些保护作用。 文献结论 在本研究中，用长链 n3-PUFA EPA 和 DHA 补充西式饮食，即富含亚油酸的饮食，导致 PUFA 和 oxylipin 模式的显着调节。然而，在中度 AKI 小鼠模型中，预先喂食 n3-PUFA 并未减轻肾功能损害、形态学肾损伤和以促炎细胞因子（IL-6 和 MCP-1）mRNA 上调和中性粒细胞浸润为特征的炎症。然而；也观察到有益效果，例如通过增强皮质近端肾小管上皮细胞中的 α-1 微球蛋白 (A1M) 表达和增强肾小管血红素加氧酶-1 (HO-1) 表达的上调来维持肾小管转运功能；与改善肾再生有关。因此，补充 n3-PUFA 可能会导致肾脏对长期损害的保护。 总体而言，得出的结论是：尽管内源性 n3-PUFA 和 n3-PUFA 衍生的氧化脂水平最大升高——在该模型中，n3-PUFA 补充并未导致肾功能损害或急性肾损伤在 24 小时内减轻。 关于晶莱生物 晶莱生物（Geneline Bioscience）是一家专注于生物医药研发与基础医学研究服务的高新技术企业。可开展生物医药临床前非GLP的CRO服务，基础医学研究技术服务，医学成果转化服务，类器官、细胞、动物模型等产品研发业务。目前已在北京、上海、长沙开设公司并建立多个综合实验室，共建设有3000余平实验平台，（含SPF动物实验平台、生化病理检测实验平台、细胞/类器官实验平台），拥有数十名硕博研究生团队及上千种生物资源库。可开展小鼠、大鼠、豚鼠、地鼠，兔，犬、猪、猴、相关的动物实验，可构建200余种动物疾病模型。 晶莱生物目前与300+生物医药公司、高校及医院建立合作，成功开展10000+研究/研发项目，服务超8000+客户。 晶莱生物业务覆盖：为生物医药公司提供CRO服务：临床前非GLP药理药效实验、药物筛选、药物代谢、安全性评价。为高校及医院提供体内外机制研究、功能学研究、各类体内外研究模型构建、模型评价、通路机制验证、生化病理检测等生命科学实验与基础医学实验。为高校及医药公司提供生物医学科技成果转化服务，链接上游下生物医药企业、投资机构等进行科研成果转化服务。研发标准化及工程化细胞、动物、类器官模型产品，助力生物医学发展及精准医学发展。
