2023年7月17日，武漢大學(xué)鄭凌、華中科技大學(xué)黃昆及陳紅共同通訊在Nature Communications 發(fā)表題為“A renal YY1-KIM1-DR5 axis regulates the progression of acute kidney injury”的研究論文，該研究報(bào)道腎小管特異性敲除Kim1可減輕順鉑或缺血/再灌注誘導(dǎo)的雄性小鼠急性腎損傷。在機(jī)制上，在AKI上下調(diào)的轉(zhuǎn)錄因子陰陽1（YY1）與KIM1的啟動(dòng)子結(jié)合并抑制其表達(dá)。

近年來，腎病作為繼腫瘤、心臟病之后的第 三大“殺手”，全球發(fā)病率呈逐年上升的趨勢。其中急性腎損傷（AKI）具有很高的發(fā)病率和死亡率。腎損傷分子-1(KIM1)是一種新型的 I 型跨膜糖蛋白，屬于免疫球蛋白基因超家族。由甲肝病毒受體-1（HAVcr-1）基因編碼，其蛋白結(jié)構(gòu)如圖 1 所示，胞外片段由一個(gè)粘液素功能區(qū)連接一個(gè)由六個(gè)半胱氨酸組成的球蛋白樣功能區(qū)構(gòu)成。正常情況下，腎臟組織幾乎不表達(dá) Kim-1蛋白，但是在腎臟損傷后數(shù)小時(shí)內(nèi) Kim-1 的表達(dá)水平即顯著升高。腎損傷分子 1 在腎小管損傷后急劇上調(diào)，并可作為各種腎臟疾病的生物標(biāo)志物。然而，KIM1在 AKI 進(jìn)展中的確切作用和潛在機(jī)制仍不清楚。

圖 1

損傷誘導(dǎo)的KIM1與死亡受體5（DR5）的ECD結(jié)構(gòu)域結(jié)合，后者通過促進(jìn)其多聚化來激活DR5和下游caspase級聯(lián)反應(yīng)，從而誘導(dǎo)腎細(xì)胞凋亡并加劇AKI。合理設(shè)計(jì)的多肽阻斷KIM1-DR5與相互作用表現(xiàn)出對AKI的腎保護(hù)作用。總之，該研究揭示了YY1-KIM1-DR5軸在AKI發(fā)生發(fā)展中的作用機(jī)制，為進(jìn)一步探索其作為治療靶點(diǎn)提供了新的思路。

急性腎損傷的特點(diǎn)是腎小球?yàn)V過率（GFR）急劇下降，導(dǎo)致高發(fā)病率和死亡率。每年，大約有 1330 萬名新診斷 AKI 患者，導(dǎo)致 170 萬人死亡。此外，從 AKI 中恢復(fù)不全的患者很容易隨后發(fā)展為慢性腎臟病 (CKD)，并最終發(fā)展為不可逆的終末期腎病 (ESRD)。

腎小管細(xì)胞凋亡是腎損傷的病理特征。動(dòng)物模型和臨床數(shù)據(jù)表明腎小管細(xì)胞凋亡在 AKI 進(jìn)展中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。此外，幾種腎臟保護(hù)劑通過減少腎小管細(xì)胞凋亡來改善 AKI。同時(shí)對兩個(gè)凋亡基因Bax和Bak進(jìn)行腎小管特異性敲除，可減弱腎小管凋亡并改善 AKI。由死亡受體 5 (DR5) 多聚化引發(fā)的細(xì)胞凋亡導(dǎo)致 Fas 相關(guān)死亡結(jié)構(gòu)域 (FADD) 的募集，以誘導(dǎo)死亡誘導(dǎo)信號復(fù)合物 (DISC) 的形成，從而激活 caspase 級聯(lián)。KIM1 是否調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡，尤其是 AKI 中 DR5 介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，目前尚不清楚。

圖 2

文中，研究團(tuán)隊(duì)也對炎癥因子IL-6 （Absin：abs520004）與TNFA等炎癥因子進(jìn)行檢測 ，研究證明炎癥因子與KIM1表達(dá)成正相關(guān)表達(dá)。

圖 3

該研究中揭示的 YY1-KIM1-DR5 軸提示了 AKI 治療的多個(gè)潛在干預(yù)目標(biāo)。首先，鑒于上調(diào)的 KIM1 在 AKI 中的有害作用，以及 YY1 的上調(diào)對 AKI 的有益影響，該研究支持進(jìn)一步研究 YY1 激動(dòng)劑的開發(fā)。其次，制霉菌素是一種先前報(bào)道的 DR5 多聚化干擾劑，其確切的工作機(jī)制需要進(jìn)一步研究，它抑制 DR5 的多聚化并防止順鉑誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡。因此，可以進(jìn)一步探索開發(fā)特異性有效的DR5抑制劑用于AKI治療。最后，研究數(shù)據(jù)表明 KIM1-DR5 相互作用在 AKI 惡化中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。因此，通過計(jì)算機(jī)分子模擬和合理設(shè)計(jì)，研究獲得了一組阻斷KIM1-DR5相互作用的拮抗肽，其中肽P2顯著阻斷KIM1-DR5相互作用，并在體外和體內(nèi)表現(xiàn)出腎損傷保護(hù)作用。未來阻止 KIM1-DR5 相互作用的努力可以采用抗體和小分子藥物等其他工具。總之該研究表明腎小管特異性Kim1敲除可緩解順鉑和 IR 損傷的 AKI，揭示 YY1-KIM1-DR5 軸在 AKI 進(jìn)展中的作用，該研究還通過靶向 YY1-KIM1-DR5 軸為 AKI 治療提供了概念驗(yàn)證。

參考文獻(xiàn)：

1.Yang C, Xu H, Yang D, et al. A renal YY1-KIM1-DR5 axis regulates the progression of acute kidney injury[J]. Nature Communications, 2023, 14(1): 4261.

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