Autophagy:上海交通大学倪兆慧等团队揭示急性肾损伤保护新通路


急性肾损伤(AKI)是一种具有重要临床意义的综合征,其特征为肾功能急剧下降,影响超过50%的重症监护病房患者。铁死亡是一种新近发现的受调控细胞死亡形式,由铁依赖性脂质过氧化驱动,并已被证实参与AKI的发病机制。新出现的证据表明,脂噬——一种选择性自噬降解脂滴的过程——可能促进铁死亡,但其上游调控机制尚不明确。雌激素相关受体α(ESRRA)是脂肪酸代谢及巨自噬/自噬的关键转录调控因子,可能在此过程中发挥重要作用。

2026年4月27日,上海交通大学倪兆慧和Qisheng Lin共同通讯在Autophagy 在线发表题为“The nuclear receptor ESRRA is a crucial regulator of acute kidney injury through inhibition of the lipophagy-ferroptosis axis”的研究论文。该研究通过单细胞转录组分析,确定ESRRA是近端肾小管上皮细胞中的关键转录因子。为探究其功能,作者采用野生型小鼠及肾小管上皮细胞特异性Esrra基因敲除小鼠建立AKI模型。

研究结果表明,ESRRA通过调控RAB7依赖的脂噬-铁死亡轴发挥保护作用。此外,结合染色质免疫共沉淀测序(ChIP-seq)及JASPAR数据库分析,作者预测PIK3CA为ESRRA的直接转录靶点。在机制层面,ESRRA与Pik3ca基因的特定启动子区域结合,增强其表达,进而激活AKT-MTOR信号通路,该通路对抑制肾小管上皮细胞中RAB7介导的脂噬至关重要,从而延缓AKI进展。


急性肾损伤(AKI)是一种临床显著综合征,其特征为血清肌酐进行性升高、水电解质与酸碱平衡紊乱以及少尿(或非少尿性肾功能障碍)。根据多中心AKI流行病学(AKI-EPI)研究,AKI影响10%-15%的住院患者,在重症监护病房(ICU)中发病率超过50% 。AKI中升高的血清肌酐水平与死亡率(10%-20%)直接相关,即使在非ICU患者中也是如此。常见的病因包括脓毒症、肾毒性药物(如顺铂、叶酸)以及造影剂诱导的损伤。新近证据表明,程序性细胞死亡、氧化应激、巨自噬/自噬失调以及脂质代谢紊乱参与了AKI的发病机制。然而,确切的分子机制仍未完全阐明,有必要进行进一步探索以改进治疗策略。

铁死亡是一种新近发现的、铁依赖性调节性细胞死亡形式,其在形态学、生物化学和遗传学特征上均区别于细胞凋亡和坏死,以细胞内铁蓄积和脂质过氧化为标志。调控铁死亡的关键通路包括:铁代谢失调、通过ACSL4(酰基辅酶A合成酶长链家族成员4)介导的多不饱和脂肪酸(PUFA)活化导致的脂质过氧化,以及GPX4(谷胱甘肽过氧化物酶4)失活。值得注意的是,GPX4利用还原型谷胱甘肽(GSH)来解毒脂质过氧化物,从而抑制铁死亡。研究已将铁死亡与顺铂、叶酸及脓毒症诱导的AKI相关联,但其上游调控机制仍不清楚。

自噬是一种对细胞稳态至关重要的溶酶体依赖性降解过程,最初被认为与铁死亡无关。然而,近期研究结果表明,选择性自噬亚型——如脂噬(脂滴降解)、铁蛋白自噬(铁释放)和时钟自噬(昼夜节律蛋白周转)——通过增加游离脂肪酸(FFA)、不稳定铁池或扰乱时钟平衡来促进铁死亡。脂滴(LD)是源自内质网(ER)的细胞器,储存甘油三酯和胆固醇,通过脂噬途径被降解,在此过程中自噬体将脂滴运送至溶酶体。该过程由RAB7(RAS癌基因家族成员RAB7)调控,这是一种对溶酶体向脂滴募集至关重要的小GTP酶。越来越多的证据表明,脂噬驱动铁死亡。作者先前的研究首次证实,RAB7介导的脂噬加剧了肾小管上皮细胞的铁死亡,从而促成脓毒症诱导的AKI。然而,其上游调控机制尚不明确。

图1. 核受体ESRRA通过抑制噬脂-铁下垂轴保护急性肾损伤的示意图(摘自Autophagy

ESRRA(雌激素相关受体α)是一种缺乏已知天然配体的孤儿核受体,是脂肪酸代谢的关键转录调控因子。ESRRA通过共激活因子PPARGC1A/PGC1-α(PPARG共激活因子1 α)发挥代谢调控作用,并在包括肾脏在内的代谢活跃组织中高表达。近期研究已将ESRRA确立为自噬的关键转录调控因子,揭示了此核受体与自噬过程之间的基础性联系。在肾脏病理学中,ESRRA通过偶联脂质代谢与上皮细胞分化来减轻肾小管纤维化。然而,其在AKI中的作用,特别是在调控脂噬-铁死亡交互作用方面的角色,尚未得到研究。

在本研究中,作者通过单细胞RNA测序鉴定出ESRRA是近端肾小管细胞中的一个关键转录因子。利用肾小管上皮细胞Esrra基因敲除小鼠及多种AKI模型,作者证明了ESRRA通过抑制RAB7介导的脂噬-铁死亡轴来保护肾脏免受AKI损伤。整合染色质免疫共沉淀测序(ChIP-seq)与JASPAR数据库分析预测PIK3CA(磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸3-激酶催化亚基α)是ESRRA的直接靶基因。进一步研究表明,ESRRA结合至PIK3CA启动子,增强其转录,并激活下游的AKT(Akt丝氨酸/苏氨酸激酶)-MTOR(雷帕霉素机制性靶标激酶)通路。基于MTOR对自噬的经典抑制作用以及作者同时观察到的脂噬被抑制现象,作者提出了一个工作模型:ESRRA通过激活PIK3CA-AKT-MTOR轴来减轻AKI,该轴的激活是抑制脂噬和铁死亡所必需的。

参考消息:https://doi.org/10.1080/15548627.2026.2665391


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