干扰素γ诱导的ACSL5重塑肾小管细胞脂质组:揭示肾移植排斥的新机制

【字体: 时间:2025年06月06日 来源:iScience 4.6

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  为解决肾移植排斥中脂质代谢异常的关键问题,法国巴黎西岱大学Nicolas Pallet团队开展ACSL5在肾小管细胞中的调控机制研究。通过多组学分析发现,ACSL5受IFNγ-IRF1信号轴激活,通过调节ATP生成和脂质组成(降低神经酰胺和甘油酯积累)维持细胞存活。该研究为肾移植排斥提供新的分子标志物和治疗靶点,发表于《iScience》。

  

肾移植是终末期肾病的重要治疗手段,但移植排斥反应仍是导致移植物失功的主要原因。近年来研究发现,肾小管细胞在排斥反应中会发生显著的脂质代谢重编程,但具体机制尚不明确。其中,长链脂酰辅酶A合成酶(ACSL)家族作为脂肪酸代谢的关键酶,其成员ACSL4已被证实参与急性肾损伤和铁死亡,而ACSL5在肾脏病理中的作用仍属未知。更引人深思的是,临床数据显示肾移植受者的尿液中长链脂肪酸水平与排斥反应相关,这提示脂质代谢异常可能是排斥反应的早期预警信号。

为破解这一科学难题,法国巴黎西岱大学Nicolas Pallet团队联合比利时鲁汶大学等机构,通过整合临床队列、细胞模型和多组学技术,首次揭示ACSL5在肾移植排斥中的核心作用。研究发现,ACSL5不仅是T细胞介导排斥反应的特异性分子标志物,更是IFNγ-IRF1信号通路的下游效应分子,通过重塑细胞脂质组和能量代谢影响移植肾的命运。这项突破性成果发表于交叉学科期刊《iScience》,为开发新型抗排斥策略提供了理论依据。

研究主要采用四种关键技术:1) 对224例肾移植活检样本进行转录组微阵列分析;2) 193例移植受者尿液靶向代谢组检测;3) 人肾小管上皮细胞(HK-2)的IFNγ刺激模型结合siRNA基因沉默;4) 高分辨率质谱脂质组学分析。通过这多维度技术路线的交叉验证,研究团队获得了一系列重要发现。

ACSL5是肾移植排斥的分子标志物
通过分析224例移植肾活检转录组数据,发现ACSL5表达与Banff评分中的肾小管炎(tubulitis)和间质炎症(interstitial inflammation)程度呈正相关,且独立于排斥诊断具有预后价值。在282例临床指征活检的验证队列中,ACSL5高表达组移植肾存活率显著降低(Log-rank p<0.0001)。单细胞转录组分析显示,ACSL5在健康近端小管细胞中几乎不表达,而在损伤小管细胞中表达升高7倍。

尿脂肪酸谱反映排斥状态
对移植后3个月的尿液代谢组分析发现,排斥患者尿液中ACSL5底物(硬脂酸、油酸)水平降低。随机森林模型显示硬脂酸是区分排斥的重要代谢物(分类错误率0.006),提示肾小管对脂肪酸的代谢异常可能是排斥反应的早期特征。

ACSL5是IFNγ-IRF1信号的下游靶点
体外实验证实IFNγ可特异性诱导HK-2细胞中ACSL5(而非ACSL1/3/4)的表达。机制研究发现:1) JAK1/STAT1抑制剂baricitinib完全阻断ACSL5诱导;2) IRF1 siRNA沉默使ACSL5表达降低60%;3) ACSL5启动子富含IRF1结合位点。时间进程实验显示IRF1在1小时内快速响应,而ACSL5在6-9小时后才上调,符合次级应答基因特征。

ACSL5维持细胞能量代谢
Seahorse能量代谢分析显示,IFNγ通过ACSL5使基础耗氧率(OCR)提高35%,ATP产量增加40%。敲除ACSL5会导致细胞死亡增加2倍,证实其对细胞存活的关键作用。代谢组学揭示IFNγ使三羧酸循环中间体减少而ATP增加,同时ACS

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