HIF-1α与自噬:肾脏损伤修复与慢性化的“双刃剑”机制新发现

新研究揭示,缺氧诱导因子HIF-1α在急性肾损伤(AKI)后的命运中扮演“双刃剑”角色,这一机制与细胞衰老和自噬活化紧密相关。早期适当的HIF-1α表达能驱动短期细胞衰老和肾脏修复;但若HIF-1α持续活化,则会通过激活持续自噬,导致慢性细胞衰老和肾纤维化,最终促使AKI向慢性肾病(CKD)进展。这项研究发表于《Kidney International》,首次详述了HIF-1α、自噬与衰老如何共同决定肾损伤的转归,为未来靶向干预AKI-CKD过渡提供了新的分子靶点和思路,有望延缓CKD的发生发展。

摘要

引言: 缺血和缺氧是急性肾损伤(AKI)的核心驱动因素,而缺氧诱导因子(HIF)是细胞氧稳态的关键调节因子。我们之前的研究表明,HIF-1α在AKI早期具有保护作用;然而,其在AKI向慢性肾脏病(CKD)转变过程中的作用尚不明确。细胞衰老与CKD的进展密切相关,并且缺氧可以加速细胞衰老。然而,HIF-1α信号通路是否介导细胞衰老并促进AKI向CKD的转变,目前仍知之甚少。

方法: 采用急性肾损伤(AKI)的缺血再灌注损伤模型(包括适应性修复(AR)和适应不良性修复(MAR)模型)来研究HIF-1α、细胞衰老和自噬的动态变化。在人肾近端小管上皮细胞(HK-2)中,采用缺氧/复氧(H/R)损伤模型来评估HIF-1α、自噬和衰老之间的关系。最后,在慢性肾脏病(CKD)患者的肾活检组织中评估HIF-1α水平与细胞衰老之间的关联。

结果: AR组表现出快速且充足的HIF-1α表达,并伴有急性衰老,修复完成后HIF-1α水平恢复至基线水平。相比之下,MAR组表现出延迟且持续的HIF-1α激活,导致慢性衰老和进行性纤维化。自噬激活与AR组和MAR组中HIF-1α的表达密切相关。体外实验表明,在缺氧/复氧(H/R)条件下,沉默HIF-1α表达可减弱HK-2细胞的自噬活性、衰老和纤维化。然而,HIF-1α过表达则产生相反的效果。自噬激活剂雷帕霉素逆转了HIF-1α敲低的抑制作用,而自噬抑制剂巴弗洛霉素A1则减弱了HIF-1α过表达的促衰老和促纤维化作用。 CKD 患者活检分析证实 HIF-1α 表达升高,这与 eGFR 降低、纤维化增加和细胞衰老增强相关。

结论: 在 AKI 早期,HIF-1α 的充分激活与急性衰老和肾脏修复相关,而持续的 HIF-1α 通过持续的自噬激活驱动慢性衰老,并可能促进 AKI 向 CKD 的转变。

🔗:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41838831/

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