曾俊|李若清|柴丽英|张颖|龚莉|袁晓琳|白秋芳|肖淑萍|王家莲|向莎|孙海丽|刘正阳|陈星星|李宁|牛柏林|梅梅|沈冰冰
中国重庆大学医学院附属重庆急救医疗中心、重庆急救医学重点实验室、重庆大学中心医院肾脏科
摘要
肾缺血-再灌注（I/R）损伤是器官移植和急性肾损伤（AKI）中的关键病理过程，涉及氧化应激、炎症和线粒体功能障碍。巨噬细胞表达的Mertk是组织稳态的关键调节因子，但在肾I/R损伤中的作用尚未得到充分研究。将Mertk敲除（Mertk-KO）小鼠及其野生型（WT）同胞小鼠暴露于肾I/R损伤中。Mertk缺乏会加剧I/R诱导的AKI中的肾小管损伤、炎症和氧化应激。与WT小鼠相比，Mertk-KO小鼠的肾小管上皮细胞（RTECs）中ATP生成减少，线粒体形态发生紊乱。体外研究表明，在缺氧-再氧合（H/R）条件下，敲低肾驻留巨噬细胞（KRMs）中的Mertk会加重RTECs的损伤、抑制增殖、促进凋亡和线粒体功能障碍。相反，Mertk在KRMs中的过表达可以减轻这些有害效应。值得注意的是，Mertk的过表达促进了隧穿纳米管（TNTs）的形成，并促进了KRMs与RTECs之间的细胞间线粒体转运，维持了RTECs的线粒体稳态。LAT-A处理抑制了TNTs的形成并取消了Mertk过表达的保护作用。本研究确立了Mertk通过TNTs依赖的线粒体稳态调节介导KRMs与RTECs之间相互作用的关键作用，为AKI的进展提供了机制上的见解。Mertk在KRMs中表达并通过TNTs形成介导线粒体转运，为AKI的治疗提供了潜在靶点。
引言
缺血-再灌注（I/R）损伤作为器官移植、休克和急性肾损伤（AKI）中的核心病理过程，其特征是血流恢复后通过氧化应激、炎症级联和线粒体功能障碍等机制引发继发性组织损伤[1]、[2]。作为高度代谢的器官，肾脏特别容易发生缺氧，尤其是肾小管上皮细胞（RTECs）的线粒体，使其成为I/R损伤的主要靶器官[3]。尽管临床干预策略不断优化，但与I/R诱导的肾损伤相关的死亡率仍然很高，这突显了阐明其分子调控机制的临床重要性[4]。
肾I/R损伤的病理生理学涉及复杂机制，关键病理途径包括中性粒细胞活化、活性氧（ROS）释放以及炎症介质（如黏附分子和各种细胞因子）的分泌。同时，肾驻留巨噬细胞（KRMs）在I/R损伤中起着关键作用[5]、[6]。这些巨噬细胞在维持线粒体稳态方面具有重要的调节功能[7]。利用单细胞异质性分析的最新研究发现，肾脏中存在一群胚胎来源的、自我更新的巨噬细胞，它们通过调节肾交感神经活动来维持线粒体稳态[8]。因此，KRMs成为改善AKI期间线粒体稳态紊乱的重要调节因子[7]。系统研究KRMs与线粒体稳态之间的分子相互作用可能揭示AKI管理的新治疗靶点。
隧穿纳米管（TNTs）是一种复杂的细胞间通信系统[9]。这些直立的膜通道通常直径为50–200纳米，长度跨越多个细胞直径，在远端细胞之间形成非粘附性连接，同时含有特征性的F-actin细胞骨架[10]、[11]。TNTs主要在受压或受损细胞中形成，介导细胞质成分的细胞间转运，以增强细胞的应激耐受性[12]。与传统通信系统不同，TNTs具有独特的亚细胞器转运能力，促进功能性线粒体、囊泡、遗传物质甚至病原体的交换——这些机制在细胞信号传导、免疫调节和病理进展中至关重要[9]、[13]。特别值得注意的是，它们通过TNT介导的转运替换功能失调的细胞器，这一过程在终末分化和非增殖细胞群体中尤为重要[14]。
Mertk受体酪氨酸激酶（属于TAM家族）是吞噬作用（凋亡细胞清除）、免疫抑制（例如树突状细胞失活）和细胞存活的主要调节因子[15]。其病理生理表现具有情境依赖性：在肿瘤学环境中，Mertk过表达与肿瘤免疫逃逸和化疗耐药性相关[16]；而在神经退行性疾病中，Mertk突变会损害小胶质细胞的吞噬功能[17]。机制上，新证据表明Mertk可能通过Rho GTP酶/整合素介导的细胞骨架重塑来影响TNTs的生成，从而可能调节TNTs的稳定性或密度[18]。同时，巨噬细胞衍生的TNTs参与了跨细胞“寻找我”信号传播，以协调凋亡细胞的清除，其中Mertk受体识别磷脂酰丝氨酸（PS）的外化来增强吞噬作用[19]、[20]。对于肾脏而言，Mertk的表达对于维持RTECs的肾小管结构和线粒体完整性至关重要[21]。然而，仍存在一些关键知识空白：Mertk缺乏是否减弱了巨噬细胞中的TNT形成；RTECs中Mertk的表达谱；以及TNT-Mertk-线粒体稳态轴在肾缺血-再灌注损伤中的病理生理意义尚待探索。
在本研究中，我们系统地研究了体内和体外肾I/R损伤模型中的Mertk表达模式，评估了Mertk缺乏对肾病理的表型影响，并进一步探讨了体外中Mertk表达、TNTs生成和细胞间线粒体转运之间的机制联系。
小鼠
本研究使用的是C57BL/6J遗传背景的小鼠。Mertk敲除（Mertk-KO）模型（品系：C57BL/6JCya-Mertkem1/Cya）由Cyagen Bioscience（中国广州）提供，所有实验操作在小鼠8–12周龄时进行。所有小鼠的饲养均符合重庆大学附属中心医院机构动物护理和使用委员会的实验协议要求。
小鼠模型
肾I/R损伤小鼠模型
Mertk缺乏加重肾I/R诱导的AKI
通过CRISPR/Cas9系统靶向Mertk基因的第2外显子，生成了Mertk-KO小鼠（图1A）。野生型（WT）同胞小鼠作为对照。通过45分钟的缺血后不同时间的再灌注建立了肾I/R诱导的AKI动物模型（图1B）。PAS染色显示Mertk-KO小鼠的肾小管损伤逐渐加重，表现为刷状边缘丧失和管腔内细胞碎片积聚
讨论
本研究利用Mertk敲除小鼠模型揭示了该分子在维持肾组织稳态中的关键作用。实验数据表明，Mertk缺乏不仅会导致肾结构异常并显著增加ROS水平，还会降低缺血-再灌注模型中KRMs的比例。值得注意的是，基因敲除显著加剧了AKI下的RTECs线粒体损伤。通过建立细胞相互作用模型，我们提供了...
结论
本研究通过建立缺血-再灌注损伤模型，成功弥合了I/R肾损伤研究的技术空白。鉴于Mertk在TNT介导的线粒体稳态调节中的关键作用，其作为治疗靶点的潜力值得深入探索。值得注意的是，TNT介导的水平线粒体转运提高了RTECs的存活率，为开发针对细胞间通信调节的再生疗法提供了新的视角。
CRediT作者贡献声明
曾俊：写作 – 审稿与编辑，撰写原始稿件，验证，方法学，研究，数据管理，概念化。
李若清：写作 – 审稿与编辑，撰写原始稿件，方法学，研究，正式分析，数据管理，概念化。
柴丽英：写作 – 审稿与编辑，验证，研究，概念化。
张颖：写作 – 审稿与编辑，可视化，研究。
龚莉：写作 – 审稿与编辑，验证。
资助
本研究得到了重庆市自然科学基金一般项目（CSTB2024NSCQ-MSX1052, CSTB2023NSCQ-MSX110, CSTC2020jcyj-msxmX1085）、重庆市教育委员会科技研究计划项目（KJZD-K202300106）、重庆急救医学重点实验室开放项目（2022KFKT05, 2023KFKT09）、渝中区自然科学基金（20240121）以及重庆市医学科学研究重点项目的支持。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
