国自然热点文献解读之“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”

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

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。

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。

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。

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