载脂蛋白J介导的肝肾相互作用驱动慢性肾脏疾病中的肾损伤

慢性肾病（CKD）因多器官功能障碍及毒性代谢物积累导致进展。本研究发现ApoJ作为应激响应伴侣蛋白，通过稳定AhR通路促进肾 tubular氧化损伤和上皮间质化，同时上调肝脏SULT1A1表达，增加尿毒症色氨酸代谢产物吲哚硫酸，形成肝-肾毒性信号循环。药理学抑制ApoJ（如MK53拮抗肽）可显著减轻肾损伤。该研究首次阐明ApoJ在肝-肾交叉对话中的双重致病机制，为CKD治疗提供新靶点。

Jiayi Pi|Hau-Chern Jan|Nong Qin|Cheng-Pin Huang|Mei-Chi Huang|Ye Qiu|Shuen-Ru Yang|Shuangdi Duan|Liyang Shi|Hung-Yu Sun

湖南大学生物学院，中国长沙，410000

摘要

慢性肾病（CKD）的特点是多器官功能障碍和有毒代谢物的全身积累。载脂蛋白J（ApoJ）是一种主要在肝脏中合成的应激反应伴侣蛋白，已被视为疾病严重程度的生物标志物；然而，其在CKD发病机制中的作用仍不清楚。在这里，我们发现ApoJ是病理性的肝肾相互作用的介导因子。在实验性和人类CKD中，ApoJ显著增加，并与芳香烃受体（AhR）调控的转录特征密切相关。机制上，ApoJ通过防止AhR的泛素化来稳定AhR，从而增强肾小管AhR的激活、氧化损伤和上皮-间充质转化。在肝脏中，ApoJ诱导硫酸转移酶1A1的表达，促进尿毒症色氨酸代谢物吲哚酚硫酸盐的过度产生，进一步加重肾脏损伤。特异性删除肝细胞中的ApoJ或使用ApoJ拮抗肽MK53进行药物阻断可以减轻肾脏损伤，抑制肾小管AhR信号传导，并减少肝脏中尿毒症毒素的生成。在人类CKD样本中，肾小管ApoJ的积累与损伤相关，中介分析表明循环中的ApoJ放大了色氨酸代谢物的肾毒性影响。这些发现表明ApoJ是协调肝脏和肾脏之间毒理学信号的CKD致病驱动因素，并强调了抑制ApoJ作为潜在治疗策略的价值。

引言

慢性肾病（CKD）是一个重大的全球健康负担，其特征是肾功能逐渐下降和有毒代谢物的全身积累。CKD病理生理学的一个定义性特征是多个器官的协调功能障碍，尤其是肝脏和肾脏，这两个器官共同导致毒素产生增加和循环中毒素清除能力下降[1]。在这种背景下，肝肾相互作用被定义为通过肝脏来源的循环因子介导的病理性器官间通讯，这些因子调节肾细胞信号传导和损伤反应。阐明这种肝肾相互作用的机制对于确定新的治疗策略至关重要。

载脂蛋白J（ApoJ），也称为clusterin（CLU），是一种在病理生理条件下稳定错误折叠客户蛋白的应激诱导分子伴侣[2,3]。未处理的前体形式（psApoJ）主要在肝脏中产生，然后通过经典的脂质蛋白途径被加工成成熟的ApoJ（mApoJ）并分泌到循环中[2,4]。在CKD中，血清和尿液中的ApoJ水平显著升高，并且与肾小管损伤和疾病进展一致相关[5,6]。尽管在肾小管上皮细胞中观察到ApoJ的积累[7,8]，但ApoJ直接导致肾病理的机制仍不清楚。值得注意的是，最近的研究表明，循环中的ApoJ可以被外周组织内化以调节代谢稳态和发病机制[4,9]。这些发现提出了肾细胞来源的ApoJ在CKD中的肾脏摄取可能是组织损伤的重要驱动因素的可能性。

芳香烃受体（AhR）是已知的肾损伤和疾病进展的介导因子。在配体结合后，AhR转移到细胞核中激活目标基因表达[10,11]，触发活性氧（ROS）的过量产生并促进上皮-间充质转化（EMT）[12],[13],[14]。在其内源性配体中，尿毒症色氨酸代谢物是AhR的强激活剂，在CKD发病机制中起核心作用[15,16]。它们在CKD中的积累导致AhR持续激活，加剧肾小管损伤并加速肾功能下降[17]。这些观察结果突显了旨在抑制AhR激活或减少肝脏中尿毒症色氨酸代谢物产生的治疗策略的治疗潜力[18],[19],[20]。

在这项研究中，我们探讨了ApoJ在CKD的更广泛的肝肾相互作用背景下的肾损伤贡献。我们发现ApoJ在肾脏中积累，它促进AhR的激活，并同时上调肝脏中的SULT1A1表达，驱动尿毒症毒素吲哚酚硫酸盐（IS）的产生增加。这些过程共同加剧了肾损伤并加速了CKD的进展。重要的是，使用MK53拮抗肽对ApoJ进行药物抑制通过破坏ApoJ-AhR轴来减轻肾脏损伤。总体而言，这些发现将ApoJ确定为一种先前未被识别的有毒肝肾相互作用的介导因子，并强调了其作为CKD治疗靶点的潜力。

部分摘录

细胞培养

人肾近端小管HK-2细胞系来自台湾生物资源收集与研究中心（BCRC；目录编号60097）。细胞在含有10%胎牛血清和1%青霉素/链霉素的DMEM-F12培养基（Thermo Fisher Scientific Inc.）中培养，温度为37°C，二氧化碳浓度为5%。为了建立稳定的敲低细胞系，细胞被感染携带shRNA的慢病毒（针对ApoJ或萤光素酶对照），并在添加了2 μg/mL...

ApoJ在CKD中高表达，并与AhR调控的转录本表达相关

为了评估CKD中的ApoJ表达，我们检查了四个来自IgA肾病（GSE35488）[22]、狼疮性肾炎（GSE32591）[23]和慢性肾病（GSE137570和GSE180394）[24,25]的患者肾转录组数据集。在所有数据集中，CKD肾脏中的ApoJ（CLU）表达显著增加（图1A）。

为了定义疾病进展过程中的ApoJ动态，我们检查了双侧缺血-再灌注损伤（IRI）数据集GSE98622，时间跨度为损伤后2小时至12个月[26]

讨论

ApoJ长期以来一直被认为是肾小管损伤和CKD进展的生物标志物[8,31]，但其对肾发病机制的功能贡献仍不清楚。在这项研究中，我们确定了ApoJ在肝-肾轴中的双重、器官间连接作用，这种作用直接驱动CKD的进展。我们发现ApoJ在肾小管中积累，通过抑制AhR的泛素化来稳定和激活AhR通路，从而促进肾脏损伤。

结论

在这项研究中，ApoJ在肝肾相互作用中的作用通过以下方面得到证实：（i）肝脏中产生的改变，（ii）其在循环中的存在，以及（iii）其对肾AhR信号传导和肾脏损伤的功能影响。这种双重器官的致病机制加剧了肾脏损伤并加速了CKD的进展。总体而言，这些发现使ApoJ成为减轻肾脏损伤的有希望的治疗靶点。

CRediT作者贡献声明

Jiayi Pi：撰写 – 审阅与编辑，撰写 – 原始草稿，方法学，研究，正式分析，数据管理。Hau-Chern Jan：撰写 – 审阅与编辑，撰写 – 原始草稿，研究，资金获取，正式分析，数据管理。Nong Qin：方法学，研究，正式分析，数据管理。Cheng-Pin Huang：研究，正式分析。Mei-Chi Huang：正式分析，数据管理。Ye Qiu：撰写 – 审阅与编辑，正式分析。Shuen-Ru Yang：

伦理批准

本研究涉及人类参与者，并获得了台北退伍军人总医院（IRB编号：2022-02-001CC）和国家成功大学医院（IRB编号：B-ER-110-324）的机构审查委员会批准。本研究遵循了赫尔辛基宣言（1975年，2013年修订）及相关国家法规的伦理标准。

动物研究得到了湖南大学动物研究委员会的批准（方案编号：

发表同意声明

所有作者均已审阅最终版本并同意文章发表。

缩写

水通道蛋白1芳香烃受体血尿素氮CKD：慢性肾病CLU：ClusterinCCX：环己酰胺CYP2E1：细胞色素P450 2E1电喷雾离子化富集分数EMT：上皮-间充质转化GSEA：基因集富集分析H&E：苏木精-伊红HKO：

AAV9：	腺相关病毒9
ApoJ：	载脂蛋白J
AQP1：
AhR：
BUN：
ESI：
ES：
eGFR：估计的肾小球滤过率
GS：肾小球硬化

资金声明

本研究由台湾国家科学技术委员会和国家成功大学医院资助。资助者在概念化、设计、数据收集、分析、出版决定或手稿准备方面没有发挥作用。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

致谢

作者感谢台湾国家科学技术委员会（NSTC[113-2622-B-006-002, 113-2628-B-006-010, 113-2314-B-006-023-MY3, 114-2628-B-006-006, 114-2622-B-006-004）、国家成功大学（D115-G2520）和国家成功大学医院（NCKUH-11210019, NCKUH-11310019, NCKUH-11304071）的财政支持。资助者在研究设计、数据收集与分析、出版决定或手稿准备方面没有发挥作用。