謝光亮 朱 琳 張燕敏 張倩楠 于 青

鐵代謝在大鼠缺血再灌注急性腎損傷后的變化

謝光亮 朱 琳 張燕敏 張倩楠 于 青

目的：研究SD大鼠腎缺血再灌注損傷(IRI)后鐵代謝的變化特點(diǎn)，探討IRI后鐵調(diào)素和鐵代謝的變化及意義。 方法：雄性SD大鼠48只，隨機(jī)分為對(duì)照組(n=6)和IRI模型組，模型組分別在IRI后1h、4h、8h、12h、16h、20h、24h 7個(gè)時(shí)間點(diǎn)(n=6/組)，檢測(cè)大鼠血生化及鐵代謝指標(biāo)，以及肝組織鐵調(diào)素 mRNA和腎組織膜轉(zhuǎn)鐵蛋白1(FPN1)mRNA和蛋白的表達(dá)水平。 結(jié)果：與對(duì)照組相比，IRI組腎組織鐵含量、血清鐵、鐵蛋白在再灌注早期升高(P<0.05)，并隨再灌注時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸下降。IRI組肝組織鐵調(diào)素 mRNA表達(dá)水平在再灌注早期明顯升高，再灌注4h達(dá)峰值后開始下降，而血清鐵調(diào)素于再灌注8h后升高，并于再灌注16h達(dá)峰值后開始下降，兩者在再灌注24h后仍高于對(duì)照組(P<0.05)。IRI組腎組織FPN1 mRNA和FPN1蛋白的表達(dá)水平隨再灌注時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸下降，兩者表達(dá)水平明顯低于對(duì)照組(P<0.05)。 結(jié)論：大鼠腎臟IRI過程中伴有鐵代謝的紊亂，鐵調(diào)素和腎臟FPN1可能參與了IRI過程中鐵穩(wěn)態(tài)的調(diào)控。

鐵調(diào)素 鐵代謝 膜轉(zhuǎn)鐵蛋白 缺血再灌注 急性腎損傷

急性腎損傷(AKI)是臨床常見疾病，缺血-再灌注損傷 (IRI)是AKI的常見原因之一。腎臟是一個(gè)高灌注器官，對(duì)缺血非常敏感，腎血管手術(shù)、腎移植、心臟停搏、低血壓休克等均會(huì)導(dǎo)致不同程度的IRI[1]，主要表現(xiàn)為腎臟缺血重新獲得血供后，組織細(xì)胞損傷無明顯減輕反而進(jìn)一步加重的病理現(xiàn)象，其發(fā)生機(jī)制非常復(fù)雜，是導(dǎo)致腎衰竭和影響疾病預(yù)后的重要因素。因此，進(jìn)一步研究IRI的發(fā)生及機(jī)體的反應(yīng)機(jī)制，對(duì)了解IRI的發(fā)生發(fā)展，從而采取有效的防治措施有重要意義。

研究表明，腎臟是濾過和重吸收鐵的重要器官[2]，鐵和鐵介導(dǎo)的氧化應(yīng)激反應(yīng)在腎損傷中發(fā)揮重要作用，如亞鐵離子有細(xì)胞毒性作用，對(duì)近端小管細(xì)胞的毒性作用尤為明顯[3]；鐵能催化羥自由基的產(chǎn)生并促使脂質(zhì)過氧化，從而導(dǎo)致氧化應(yīng)激反應(yīng)和組織損傷[4]。近年來，鐵調(diào)素的發(fā)現(xiàn)為深入了解機(jī)體鐵代謝的機(jī)制提供了新的途徑。鐵調(diào)素主要由肝細(xì)胞合成和分泌，通過與膜轉(zhuǎn)鐵蛋白1(FPN1)結(jié)合并引起FPN1的內(nèi)化和降解來減少鐵從鐵輸出體組織流向血漿中來實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)體鐵穩(wěn)態(tài)的調(diào)控[5-6]，被認(rèn)為是維持機(jī)體鐵穩(wěn)態(tài)的核心要素，鐵調(diào)素與鐵的相互作用在慢性腎臟病貧血的相關(guān)研究也逐漸成熟，然而鐵調(diào)素與鐵代謝的變化及意義在IRI方面的研究較少，因此本研究通過IRI的動(dòng)物模型，觀察鐵調(diào)素和鐵代謝相關(guān)因素的變化特點(diǎn)，探索IRI后機(jī)體鐵穩(wěn)態(tài)的調(diào)控機(jī)制，為進(jìn)一步研究及防治IRI提供理論機(jī)制依據(jù)。

對(duì)象和方法

研究對(duì)象 6周齡健康雄性SD(Sprague-Dawley)大鼠(清潔級(jí))48只，體質(zhì)量(200±20)g，隨機(jī)分為8組：對(duì)照組(n=6)、IRI模型組，模型組分為IRI后1h、4h、8h、12h、16h、20h、24h 7組(n=6/組)。IRI組麻醉后切除右腎，用無創(chuàng)小血管夾夾閉左側(cè)腎蒂45min后松開血管夾進(jìn)行缺血后再灌注，逐層關(guān)腹[7]，分別于再灌注1h、4h、8h、12h、16 h、20 h、24 h后取材；對(duì)照組按相同方法切除右腎，不夾閉腎蒂，暴露左腎45 min，關(guān)腹1h后取材。取大鼠靜脈血3 000轉(zhuǎn)離心15 min，收集上層血清分裝后置-80 ℃保存；取左腎上部1/3置10%中性甲醛固定，留作組織學(xué)檢查；肝組織、剩余左腎組織置液氮冷凍后于-80 ℃冰箱保存。

血生化及鐵代謝指標(biāo)檢測(cè) 肌酐、尿素氮、血清鐵、鐵蛋白水平由本院檢驗(yàn)科全自動(dòng)生化分析儀檢測(cè)。血清鐵調(diào)素濃度用ELISA法(南京建成)檢測(cè)，酶標(biāo)儀(BIO-RAD)測(cè)定吸光度值計(jì)算其濃度。

腎組織鐵含量檢測(cè) 取凍存腎組織，加入0.9%生理鹽水制成10%組織勻漿，BCA法測(cè)定勻漿液蛋白濃度，按組織鐵檢測(cè)試劑盒(南京建成)步驟進(jìn)行操作，分光光度計(jì)(BIO-RAD)測(cè)定組織鐵含量。

腎組織HE染色 腎組織經(jīng)10%中性甲醛固定48h，乙醇階梯脫水，石蠟包埋，4 μm厚石蠟切片，常規(guī)HE染色，光學(xué)顯微鏡觀察各組大鼠腎組織病理變化。

RT-PCR法檢測(cè)肝組織鐵調(diào)素mRNA、腎組織FPN1 mRNA的表達(dá) 取凍存肝組織、腎組織，Trizol(Invitrogen)法提取總RNA，檢測(cè)總RNA的濃度和純度之后，按cDNA逆轉(zhuǎn)錄試劑盒(Takara)步驟逆轉(zhuǎn)錄合成cDNA。以β-actin為內(nèi)參照，cDNA以相應(yīng)特異性引物(上海生工)進(jìn)行PCR擴(kuò)增，引物為β-actin：上游5’AGGATGCAGAAGGAGATTACTGC3’，下游5’AAAACGCAGCTCAGTAACAGTGC3’；鐵調(diào)素：上游5’TCTCCTGCTTCTCCTCCTG3’，下游5’TGTTATGCAACAGAGACCACA3’；FPN1：上游5’TTGCTGTTCTTTGCCTTAGTTGT3’，下游5’GAGGAGGCTGTTTCCGTAGAG3’。應(yīng)用PCR儀(Applied Biosystems)，按SYBRGreen 熒光定量PCR試劑(Takara)進(jìn)行擴(kuò)增，反應(yīng)體系20 μl: SYBR Mixture 10 μl， Rox 0.4 μl，上游引物0.5 μl，下游引物0.5 μl，H2O 6.6 μl，cDNA 2.0 μL。擴(kuò)增條件：95℃ 預(yù)變性2 min，(95℃ 5s，62℃ 30s，72℃ 15s)X40個(gè)循環(huán)，每個(gè)樣本同時(shí)做3個(gè)重復(fù)。以β-actin作為內(nèi)參基因計(jì)算各樣本的相對(duì)表達(dá)量，相對(duì)表達(dá)量=2^-(Ct目的基因-Ct內(nèi)參基因)。

Western Blot法檢測(cè)大鼠腎組織FPN1蛋白表達(dá) 取凍存腎組織剪碎，加入RIPA+PMSF(Thermo Scientific)研磨成組織勻漿，13 000g離心5 min，取上清，BCA法測(cè)總蛋白濃度，調(diào)整樣品濃度至4 μg/μl，煮沸變性10 min。SDS-PAGE分離蛋白，蛋白上樣量40 μg/孔，電轉(zhuǎn)移(BIO-RAD)300 mA恒定電流轉(zhuǎn)膜90 min。5%脫脂奶粉封閉2h，加入1∶ 1 000稀釋兔抗FPN1抗體(Abcam)、1∶ 1 000稀釋 β-actin抗體(Abcam)，4℃搖床過夜。次日用TBST洗膜3次，每次10 min，加入1∶ 5 000稀釋羊抗兔二抗(碧云天)，室溫?fù)u床90 min，TBST洗膜3次，每次10 min。ECL化學(xué)發(fā)光劑(Sigma)顯影2 min，用目的蛋白與β-actin內(nèi)參蛋白的灰度值比值計(jì)算各樣品蛋白的相對(duì)表達(dá)水平。

免疫組織化學(xué)法檢測(cè)腎組織FPN1蛋白的表達(dá) 石蠟切片常規(guī)脫蠟至水，微波修復(fù)抗原。3% H2O2阻斷內(nèi)源性過氧化物酶室溫處理15 min。加封閉用正常山羊血清37℃孵育30 min。加兔抗大鼠FPN1抗體(1∶ 400)4℃孵育過夜。加生物素標(biāo)記山羊抗兔二抗37℃孵育30 min。每個(gè)步驟均用PBS反復(fù)沖洗。加DAB顯色，自來水沖洗，蘇木精復(fù)染，封片。采用Image-pro plus 6.0軟件對(duì)各組切片進(jìn)行定量分析，每張切片選取4個(gè)200倍高倍鏡視野，測(cè)定腎小管FPN1陽性染色累積光密度值(IOD)并做統(tǒng)計(jì)分析。

統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 19.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，兩組間比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P<0.01為統(tǒng)計(jì)學(xué)差異顯著。

結(jié) 果

腎功能和病理變化 IRI各組大鼠肌酐、尿素氮水平均明顯高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，腎組織病理：對(duì)照組大鼠腎組織結(jié)構(gòu)正常，IRI組大鼠隨再灌注時(shí)間延長(zhǎng)腎小管出現(xiàn)不同程度的變性、壞死、間質(zhì)充血水腫等變化，腎小管上皮細(xì)胞刷狀緣消失，腎小管腔擴(kuò)張、管型形成。

血清鐵、鐵蛋白、鐵調(diào)素濃度變化 IRI組大鼠血清鐵在再灌注早期明顯升高，隨再灌注時(shí)間延長(zhǎng)逐漸下降，其中IRI 1h、4h、8h、12h組血清鐵水明顯高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，IRI 16h、20h、24h組血清鐵水平與對(duì)照組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。IRI組血清鐵蛋白在再灌注4h時(shí)開始升高，并于再灌注16h時(shí)達(dá)高峰后開始下降，其中IRI 4h、8h、12h、16h、20h組鐵蛋白水平高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，而IRI 1h、24h組與對(duì)照組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。IRI組血清鐵調(diào)素濃度在再灌注8h后開始明顯升高，并于再灌注16h達(dá)高峰后開始下降，其中IRI 8h、12h、16h、20h、24h組血清鐵調(diào)素濃度明顯高于對(duì)照組(P<0.05)，IRI 1h、4h組與對(duì)照組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表1)。

腎組織鐵含量變化 IRI組大鼠腎組織鐵含量出現(xiàn)升高，鐵含量在再灌注1～8h期間逐漸上升，并于再灌注12h后開始下降。其中IRI 1h、4h、8h、12h、16h組腎組織鐵含量明顯高于對(duì)照組(P<0.05)，IRI 20h、24h組與對(duì)照組比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表1)。

表1 各組大鼠血清鐵、鐵蛋白、鐵調(diào)素、腎組織鐵含量的比較

肝組織鐵調(diào)素 mRNA、腎組織FPN1 mRNA表達(dá)分析 IRI組大鼠肝組織鐵調(diào)素mRNA的表達(dá)水平于再灌注1～4h迅速增加，再灌注8h后緩慢下降，但在再灌注24h時(shí)仍高于對(duì)照組(P<0.05)(圖 1)。IRI組腎組織FPN1 mRNA的表達(dá)水平在再灌注1～4h與對(duì)照組比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，再灌注8～24h則明顯低于對(duì)照組(P<0.05)，其中再灌注12～24h IRI組腎組織FPN1 mRNA的表達(dá)水平基本停止了繼續(xù)下降的趨勢(shì)(圖2)。

腎組織FPN1蛋白表達(dá)分析 Western Blot顯示，再灌注1h后IRI組大鼠腎組織FPN1蛋白表達(dá)量與對(duì)照組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，再灌注4～24h IRI組FPN1蛋白的表達(dá)量低于對(duì)照組 (P<0.05)。隨再灌注時(shí)間延長(zhǎng)，IRI組腎組織FPN1蛋白的表達(dá)量逐漸下降，其中再灌注16h～24h FPN1蛋白的表達(dá)基本停止了繼續(xù)下降的趨勢(shì)(圖 3)。免疫組化結(jié)果也顯示，再灌注4～24h IRI組腎組織FPN1蛋白的IOD值低于對(duì)照組(P<0.05)，且隨再灌注時(shí)間延長(zhǎng)IOD值逐漸下降(圖4)。

圖4 各組大鼠腎組織FPN1蛋白表達(dá)(IH，×200)IRI：缺血-再灌注損傷；FPN1：膜轉(zhuǎn)鐵蛋白1

圖1 各組大鼠肝組織鐵調(diào)素 mRNA 表達(dá)(RT-PCR)IRI：缺血-再灌注損傷； hepcidin:鐵調(diào)素；*：與對(duì)照組比較，P<0.05

圖2 各組大鼠腎組織FPN1 mRNA 表達(dá)(RT-PCR)IRI：缺血-再灌注損傷；FPN1：膜轉(zhuǎn)鐵蛋白1；*：與對(duì)照組比較，P<0.05

圖3 各組大鼠腎組織FPN1蛋白表達(dá)(Western Blot)IRI：缺血-再灌注損傷；FPN1：膜轉(zhuǎn)鐵蛋白1；*：與對(duì)照組比較，P<0.05

討 論

腎臟是一個(gè)高灌注器官，能表達(dá)多種鐵代謝相關(guān)蛋白，在維持機(jī)體的鐵平衡中發(fā)揮重要作用，易受IRI的損害。本研究中我們發(fā)現(xiàn)，IRI后腎組織鐵含量升高伴組織損害，其原因可能是IRI后腎組織細(xì)胞發(fā)生了鐵代謝紊亂、鐵沉積增多，鐵經(jīng)直接和間接作用導(dǎo)致組織的進(jìn)一步損傷[3-4,8]。有研究者針對(duì)腦缺血再灌注損傷的研究發(fā)現(xiàn)，腦損傷4h后即出現(xiàn)鐵染色增強(qiáng)，并隨損傷時(shí)間的延長(zhǎng)而增多，腦總鐵含量升高[9]。但缺血再灌注后鐵代謝紊亂的機(jī)制尚不明確，有研究認(rèn)為組織缺血缺氧后膜Na+-K+-ATP泵功能障礙導(dǎo)致溶酶體破壞釋放蛋白水解酶破壞細(xì)胞，使胞漿中不穩(wěn)定的低分子鐵釋放出來；再灌注誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生過量氮氧化物和超氧化物，形成過氧化氮，引起蛋白質(zhì)結(jié)合鐵的釋放；另外，缺血缺氧時(shí)無氧代謝產(chǎn)生大量的NADPH，使Fe3+還原為Fe2+而從鐵蛋白上釋放出來[10]。鐵離子的釋放催化了自由基的產(chǎn)生，加劇了氧化應(yīng)激的發(fā)生和鐵代謝的紊亂。近年研究發(fā)現(xiàn)，鐵螯合劑及降低鐵相關(guān)氧化應(yīng)激的抗氧化劑能一定程度改善IRI后的腎功能[11-12]，間接說明了IRI發(fā)生了鐵代謝紊亂及鐵可導(dǎo)致組織細(xì)胞的損傷。

腎臟具有濾過和重吸收鐵的功能，結(jié)合了轉(zhuǎn)鐵蛋白的鐵被腎小球?yàn)V過后，經(jīng)由膜鐵轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白輔助蛋白的幫助，通過FPN1返回血液循環(huán)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)鐵的重吸收[2,13]。FPN1是一種跨膜的鐵輸出蛋白，廣泛分布于機(jī)體各組織中，在腎臟中主要定位于近端小管靠近基膜和頂部的胞質(zhì)內(nèi)，髓質(zhì)小管也有FPN1的表達(dá)，是細(xì)胞鐵釋放的唯一通路[14-16]。在本研究中，IRI組大鼠血清鐵水平和鐵蛋白出現(xiàn)升高，原因可能是IRI后發(fā)生鐵代謝紊亂，鐵經(jīng)腎臟FPN1轉(zhuǎn)移到血液循環(huán)增多，且缺血缺氧時(shí)，血PH值降低使鐵從轉(zhuǎn)鐵蛋白中釋放并產(chǎn)生自由基，自由基促使更多的鐵從轉(zhuǎn)鐵蛋白中釋放[17]，導(dǎo)致循環(huán)中鐵的增加。但也有研究認(rèn)為缺血缺氧可誘導(dǎo)轉(zhuǎn)鐵蛋白受體的表達(dá)增加從而引起循環(huán)鐵增加[18]，其確切機(jī)制尚不明確。

鐵調(diào)素是近年發(fā)現(xiàn)的調(diào)控機(jī)體鐵代謝的關(guān)鍵因素，在機(jī)體鐵平衡中發(fā)揮重要作用[19]。研究證實(shí)，鐵負(fù)荷超載可刺激鐵調(diào)素的表達(dá)，缺鐵可抑制鐵調(diào)素的表達(dá)，這是機(jī)體維持鐵穩(wěn)態(tài)重要的負(fù)反饋機(jī)制[20]。我們發(fā)現(xiàn)，血清鐵在IRI早期即明顯增多，肝臟鐵調(diào)素 mRNA表達(dá)水平在IRI早期也迅速上升；隨再灌注時(shí)間的延長(zhǎng)，血清鐵緩慢下降，肝臟鐵調(diào)素 mRNA的表達(dá)也緩慢下降，血清鐵水平與肝臟鐵調(diào)素 mRNA表達(dá)水平兩者的變化趨勢(shì)存在一致性，與Pigeon等[21]和韓巍等[22]的研究結(jié)論相似。盡管諸多研究證實(shí)了血清鐵與肝臟鐵調(diào)素 mRNA之間的關(guān)系，但兩者間互相影響的機(jī)制尚不清楚。Babitt等[23]認(rèn)為鐵調(diào)節(jié)鐵調(diào)素的表達(dá)與骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP)、鐵調(diào)素調(diào)節(jié)蛋白(HJV)有關(guān)，鐵可能通過激活BMP6-HJV-SMAD信號(hào)傳導(dǎo)通路誘導(dǎo)肝臟鐵調(diào)素的表達(dá)，但也有研究者提出可能與HFE、TfR2、TfRl等因子的作用有關(guān)[24]，其確切機(jī)制還需進(jìn)一步研究。

FPN1是鐵調(diào)素的靶分子，鐵調(diào)素主要通過抑制FPN1mRNA的表達(dá)、與FPN1蛋白直接結(jié)合并起FPN1的內(nèi)化和降解來減少鐵從鐵輸出體組織流向血漿來實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)體鐵穩(wěn)態(tài)的調(diào)控[5-6]。在本研究中，隨再灌注時(shí)間的延長(zhǎng)，大鼠肝臟鐵調(diào)素 mRNA表達(dá)水平升高，分泌到血中的鐵調(diào)素增多，而腎臟FPN1 mRNA和FPN1 蛋白的表達(dá)均明顯下降，原因可能是IRI發(fā)生后，升高的血清鐵調(diào)素水平下調(diào)了FPN1mRNA和FPN1 蛋白的表達(dá)，從而減少鐵經(jīng)腎臟進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)。另一方面，鐵調(diào)素對(duì)網(wǎng)狀內(nèi)皮組織的巨噬細(xì)胞鐵的儲(chǔ)存起正調(diào)控作用[13]，升高的鐵調(diào)素使網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)對(duì)循環(huán)鐵的攝取增加，在以上兩個(gè)因素共同作用下，最終使血清鐵水平下降，以減輕鐵對(duì)機(jī)體組織及腎臟的進(jìn)一步損害。

我們還發(fā)現(xiàn)，大鼠血清鐵調(diào)素水平在再灌注早期逐漸升高，并于再灌注20h后開始下降，但再灌注24h時(shí)仍明顯高于對(duì)照組，而腎臟FPN1 mRNA和FPN1蛋白的表達(dá)水平分別于再灌注12h和16h后基本停止了繼續(xù)下降的趨勢(shì)，維持在較低的表達(dá)狀態(tài)。有研究認(rèn)為鐵調(diào)素對(duì)FPN1 mRNA和FPN1 蛋白表達(dá)的調(diào)節(jié)作用是有限度的[22]，鐵調(diào)素不能完全阻止FPN1mRNA的表達(dá)，也不能完全使FPN1蛋白降解。在本研究中腎臟FPN1的變化可能是IRI發(fā)生后機(jī)體維持鐵穩(wěn)態(tài)的一種自我調(diào)節(jié)機(jī)制，血鐵調(diào)素升高后腎臟FPN1仍能維持低程度的表達(dá)水平，從而維持鐵經(jīng)腎臟返回循環(huán)系統(tǒng)的功能，防止經(jīng)腎臟濾過的鐵丟失過多導(dǎo)致缺鐵的發(fā)生。

總之，本研究結(jié)果初步表明，腎臟IRI伴有鐵代謝的紊亂，表現(xiàn)為腎組織鐵含量、血清鐵、鐵蛋白的系列變化，肝臟鐵調(diào)素表達(dá)水平升高和血清鐵調(diào)素的增加，以及腎臟FPN1表達(dá)的下降，提示鐵調(diào)素和腎臟FPN1 可能參與了IRI過程中鐵穩(wěn)態(tài)的調(diào)控。腎臟IRI后鐵調(diào)素及鐵代謝的變化可能是機(jī)體為減輕IRI帶來損害的一種保護(hù)作用，為進(jìn)一步研究缺血再灌注急性腎損傷的防治提供了新思路。

1 Thurman JM.Triggers of inflammation after renal ischemia/reperfusion.Clin Immunol,2007,123(1):7-13.

2 Smith CP,Thévenod F.Iron transport and the kidney.Biochim Biophys Acta,2009,1790(7): 724-730.

3 Zager RA,Schimpf BA,Bredl CR,et al.Inorganic iron effects on in vitro hypoxic proximal renal tubular cell injury.J Clin Invest,1993,91(2): 702-708.

4 van Eijk LT,Heemskerk S,van der Pluijm RW,et al.The effect of iron loading and iron chelation on the innate immune response and subclinical organ injury during human endotoxemia: a randomized trail.Haematologica,2014,99(3):579-587.

5 Nemeth E,Tuttle MS,Powelson J,et al.Hepcidin regulates iron efflux by binding to ferroportin and inducing its internalization.Science,2004,306(5704):2090-2093.

6 Nemeth E,Rivera S,Gabayan V,et al.IL-6 mediates hypoferremia of inflammation by inducing the synthesis of the Iron regulatory hormone hepcidin.J Clin Invest,2004,113(9): 1271-1276.

7 Forbes JM,Hewitson TD,Becker GJ,et al.Ischemic acute renal failure: long-term histology of cell and matrix changes in the rat.Kidney Int,2000,57(6):2375-2385.

8 Liu H,Lo CR,Czaja MJ.NF-kappaB inhibition sensitizes hepatocytes to TNF-induced apoptosis through a sustained activation of JNK and c-Jun.Hepatology,2002,35(4):772-778.

9 Chi SI,Wang CK,Chen JJ,et al.Different regulation of H- and L-ferritin messenger RNA subunits,ferritin protein and iron following focal cerebral ischemia-reperfusion.Neuroscience,2000,100(3):475-484.

10 Kontos HA.Oxygen radicals in cerebral ischemia: the 2001 Willis lecture.Stroke,2001,32(11):2712-2716.

11 Al-Ismaili Z,Piccioni M,Zappitelli M.Rhabdomyolysis: pathogenesis of renal injury and management.Pediatr Nephrol,2011,26(10):1781-1788.

12 Walker VJ,Agarwal A.Targeting Iron Homeostasis in Acute Kidney Injury.Semin Nephrol,2016,36(1):62-70.

13 Yanatori I,Richardson DR,Imada K,et al.Iron Export through the Transporter Ferroportin 1 Is Modulated by the Iron Chaperone PCBP2.J Biol Chem,2016,291(33):17303-17318.

14 Abboud S,Haile DJ.A novel mammalian iron-regulated protein involved in intracellular iron metabolism.J Biol Chem,2000,275(26):19906-19912.

15 Veuthey T,D′Anna MC,Roque ME.Role of the kidney in iron homeostasis: renal expression of Prohepcidin,Ferroportin,and DMT1 in anemic mice.Am J Physiol Renal Physiol,2008,295(4):F1213-1221.

16 Nicolas G,Chauvet C,Viatte L,et al.The gene encoding the iron regulatory peptide hepcidin is regulated by anemia,hypoxia,and inflammation.J Clin Invest,2002,110(7):1037-1044.

17 Bracci R,Perrone S,Buonocore G.Red blood cell involvement in fetal/neonatal hypoxia.Biol Neonate,200l,79(3-4):210-212.

18 Bishop GM,Robinson SR.Quantitative analysis of cell death and ferritin expression in response to cortical iron:implplications for hypoxia-ischemia and stroke.Brain Res,2001,907(1-2):175-187.

19 Ganz T,Nemeth E.Iron Balance and the Role of Hepcidin in Chronic Kidney Disease.Semin Nephrol,2016,36(2):87-93.

20 Nicolas G,Bennoun M,Devaux I, et al.Lack of hepcidin gene expression and severe tissue iron overload in upstream stimulatory factor 2 (USF2) knockout mice.Proc Natl Acad Sci USA,2001,98(15):8780-8785.

21 Pigeon C,Ilyin G,Courselaud B,et al.A new mouse 1iver specific gene,encoding a protein homologous to human anlimicrobial peptide hepcidin,is over expressed during iron overload.J Biol Chem,2001,276(11):7811-7819.

22 韓巍,王朝旭,蘇暢,等.高鐵飼料對(duì)大鼠鐵水平及hepcidinmRNA表達(dá)的影響.衛(wèi)生研究,2014,37(4):474-476.

23 Babitt JL,Huang FW,Wrighting DM,et al.Bone morphogenetic protein signaling by hemojuvelin regulates hepcidin expression.Nat Genet,2006,38(5):53l-539.

24 Gao J,Chen J,Kramer M,et al.Interaction of the hereditary hemochromatosis protein HFE with transferrin receptor 2 is required for transferrin induced hepcidin expression.Cell Metab,2009,9(3):217-227.

(本文編輯 青 松)

Change of iron metabolism in rat after renal ischemia-reperfusion injury

XIEGuangliang,ZHULin,ZHANGYanmin,ZHANGQiannan,YUQing

DepartmentofNephrology,ShanghaiGeneralHospital,ShanghaiJiaotongUniversitySchoolofMedicine,Shanghai200080,China

Correspondingauthor:YUQing(E-mail:yuqingsl0618@163.com)

T Objective：To investigate iron metabolism in rat after renal ischemia-reperfusion injury (IRI), and probe into the change and significance of iron metabolism after renal IRI in rat. Methodology：A total of 48 Sprague-Dawley rats were randomly divided into IRI group (n=42) and control group (n=6)．The rats in IRI group were also divided into seven subgroups (n=6 each)：IRI 1h, IRI 4 h, IRI 8 h, IRI 12 h, IRI 16 h, IRI 20 h, and IRI 24 h. After the IRI model was established successfully, the blood biochemical and iron metabolism indexes, the expression level of hepcidin mRNA in the liver and ferroportin 1 (FPN1) mRNA and protein in the kidney were measured and analyzed. Results：Serum creatinine and blood urea nitrogen were time-dependent increased in the IRI group than those in the control group (P<0.05). Compared with the control group, renal iron content, serum iron and serum ferritin in the IRI group were increased early after renal ischemia reperfusion (P<0.05), and then declined. The expression level of hepcidin mRNA in the liver was significantly increased early after renal reperfusion, and the serum concentrations of hepcidin increased obviously since 8h after renal ischemia reperfusion in the IRI group (P<0.05). The expression level of FPN1 mRNA and FPN1 protein in the kidney was declined obviously after renal ischemia reperfusion in the IRI group (P<0.05). Conclusion：Iron metabolism disorder exists in rats during renal IRI, hepcidin in the liver and FPN1 in the kidney may participate in the regulation of iron homeostasis during renal IRI.

hepcidin iron metabolism ferroportin ischemia reperfusion acute kidney injury

10.3969/cndt.j.issn.1006-298X.2016.05.008

上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)醫(yī)學(xué)引導(dǎo)項(xiàng)目(14411963300)

上海交通大學(xué)附屬第一人民醫(yī)院腎內(nèi)科(上海，200080)

于 青(E-mail：yuqingsl0618@163.com)

2016-07-11

? 2016年版權(quán)歸《腎臟病與透析腎移植雜志》編輯部所有