低温下肾小管细胞脂肪酸摄取的新发现:FATP1 的关键作用

【字体: 时间:2025年03月16日 来源:Journal of Molecular Medicine 4.8

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  为探究低温下肾小管脂质沉积现象,研究人员分析相关样本,发现 FATP1 介导的脂肪酸摄取有保护作用。

  

低温与肾小管脂质沉积之谜:探索 FATP1 的关键角色

在寒冷的冬天,当人们长时间暴露在低温环境中,身体会出现各种奇妙的变化。体温过低(Hypothermia),这个看似简单的体温下降现象,背后却隐藏着复杂的生理反应。当人体体温低于 35°C,就进入了体温过低状态,这可能由环境低温或潜在疾病引发。法医尸检发现,体温过低时血液中脂肪酸(FFAs)水平升高,肾小管内有脂质滴形成,但这些现象的成因和意义一直是医学领域的未解之谜。
为了解开这些谜团,来自芬兰奥卢大学、日本筑波大学等多个研究机构的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Journal of Molecular Medicine》上,为我们揭示了低温下肾小管细胞脂肪酸摄取的重要机制。
在研究过程中,研究人员采用了多种先进的技术方法。首先,他们收集了 451 例体温过低患者的血液检测数据和临床信息,其中 25 例无糖尿病或其他代谢疾病且有明显冷暴露的患者血浆样本用于血浆 FFA 分析和脂质组学研究,同时以 25 例正常血浆样本作为对照。其次,利用脂质组学结合液相色谱 - 高分辨率质谱(LC - HRMS)技术,分析血浆中脂质动态变化;通过酶化学比色法测定血浆和组织样本中的总 FFAs 和总甘油三酯(TGs)水平。再者,构建 8 周龄雄性 C57Bl/6 小鼠体温过低模型,对小鼠血液、肾脏样本进行检测,并利用 RNA 测序(RNA - seq)分析肾脏样本基因表达变化,用蛋白质印迹(Western blot)分析相关蛋白表达水平 。
研究结果令人瞩目。在体温过低患者和小鼠模型中,脂质组学分析显示,血浆 FFAs 及其代谢物和合成 TGs 的中间产物丰度更高,酶化学比色法检测也表明患者和小鼠血浆中总 FFAs 水平明显升高。在小鼠肾脏组织中,低温组的 FFAs 和 TGs 水平高于正常对照组,油红 O 染色、BODIPY 染色及透射电镜(TEM)分析都证实了低温下肾小管细胞内脂质滴大量积累,且主要分布在近端小管基底外侧。通过质谱成像(MSI)发现,FFAs 和 TGs 主要存储在肾皮质,而二十二碳六烯酸(DHA)主要在髓质。
基因表达分析是研究的重要部分。RNA - seq 和基因集富集分析(GSEA)表明,低温下肾脏组织中与 FFA 代谢过程、线粒体相关的基因表达上调,尤其是参与 β - 氧化的基因,如 Plin5、Cpt1a、Slc27a1 和 Ppara 等。Western blot 分析显示,相应的蛋白 PPARα、FATP1、PLIN5 和 CPT1A 表达也上调,免疫组化和免疫荧光染色进一步证实了这些蛋白在近端小管的强表达。在细胞实验中,低温培养小鼠肾近端小管上皮细胞(MRPTEpiCs),发现低温刺激可诱导 FFA 摄取和线粒体活性增强,通过 β - 氧化将 FFAs 高效转化为能量,同时减轻过量 FFAs 产生的脂质过氧化物毒性。
为了明确 FATP1 在体温过低中的作用,研究人员给体温过低模型小鼠使用 FATP1 抑制剂 FATP1 - in - 1。结果发现,用药小鼠体温下降时间比未用药小鼠提前 2 小时,肾脏组织中 FFA 和 TG 水平更低,且出现了细胞死亡现象。这表明肾小管上皮细胞及其 FATP1 介导的 FFA 摄取对细胞在低温下的存活至关重要。
综合研究结果,研究人员得出结论:低温可增加肾近端小管 FATP1 表达和 FFA 摄取,进而促进 β - 氧化。在体温过低复温治疗过程中,保护这种肾脏功能可能对患者预后产生积极影响。不过,研究也存在一些尚未明确的问题,比如低温增加 FATP1 mRNA 和蛋白水平的具体机制还不清楚,“冷休克” 蛋白是否参与 FATP1 表达调控也有待进一步研究。但无论如何,这项研究为理解体温过低的病理生理机制提供了新的视角,为未来相关疾病的治疗和预防开辟了新的方向,有望在临床实践中发挥重要作用,帮助医生更好地应对体温过低带来的健康挑战。
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