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肾移植损伤治疗的下一个突破口:靶向MAM + 肾脏类器官平台
来源:华津生物微信公众号 | 作者:华津生物 | 发布时间 :2026-06-15 | 79 次浏览: | 🔊 点击朗读正文 ❚❚ | 分享到:
同济医学院团队综述提出,MAM是肾移植缺血-再灌注损伤中氧化应激与内质网应激的整合中枢——轻度应激时适应性保护,持续应激时通过IP3R-GRP75-VDAC钙转移及MFN2/FUNDC1/Sig-1R等蛋白网络放大损伤。靶向策略包括线粒体抗氧化剂(MitoQ)、内质网氧化还原酶调节及MAM信号蛋白(PERK/IRE1α/Sig-1R)调控,但效果高度依赖应激强度。人源肾脏类器官(PSC/成体干细胞来源)可动态捕捉MAM介导的应激耦合,为机制研究与药物筛选提供转化平台。未来需阐明MAM转换开关、发展血管化/免疫整合类器官并耦合离体机器灌注。
MAM整合氧化与内质网应激:肾移植损伤新机制 | 研究解读
MAM与肾移植研究主图

肾移植是治疗终末期肾病最有效的手段,但移植后不可避免会发生缺血-再灌注损伤。该损伤的核心问题是氧化应激内质网应激,两者都会导致线粒体功能障碍、炎症反应和移植肾长期失功。然而,以往研究多将这两种应激反应视为独立的通路分别探讨,缺乏一个能够解释它们在空间与功能上如何实现整合的统一理论框架。

近日,武汉华中科技大学同济医学院附属同济医院宫念樵教授等团队在《Redox Biology》(IF 11.9)发表题为“Redox control at the ER-mitochondria interface in kidney transplantation: MAM-centered stress signaling and translational organoid platforms”的综述文章,系统指出肾移植损伤中的氧化应激与内质网应激实际上共同汇聚于一个关键节点——线粒体相关内质网膜(MAM),提示靶向MAM是潜在的治疗方向。同时,文章提出肾脏类器官是未来研究MAM动态过程及开发新疗法的理想人源化转化平台。

MAM的核心作用

MAM是内质网与线粒体之间的动态信号平台(间距10–30 nm),负责调控钙离子(Ca²⁺)信号、脂质代谢、氧化还原平衡、线粒体动力学和应激适应。在缺血-再灌注损伤中,MAM结构发生动态重塑:轻度应激下,MAM通过适度钙转移发挥保护作用。持续应激下,MAM介导的钙转移失控,导致线粒体钙超载和活性氧爆发,后者又反过来加重内质网应激,形成恶性循环。

图1 氧化-炎症恶性循环
图1. 在肾缺血-再灌注损伤中,线粒体功能障碍驱动了一个自我放大的氧化-炎症恶性循环(点击可放大)
三条主要应激通路的整合

IRE1-XBP1、PERK-eIF2α-ATF4和ATF6这三条经典的未折叠蛋白反应(UPR)通路,在缺血-再灌注损伤中被激活,并与线粒体产生的活性氧(ROS)相互放大,形成正反馈回路。

上述三条通路属于上游信号,而MAM上的关键蛋白则构成下游执行网络,负责将内质网应激信号传递给线粒体。具体而言:IP3R-GRP75-VDAC复合物是MAM的核心结构,直接调控内质网向线粒体的Ca²⁺转移;MFN2维持内质网与线粒体之间的物理连接;FUNDC1在缺氧条件下启动线粒体分裂;Sig-1R则作为应激响应分子,稳定MAM处的信号复合物。这些蛋白共同协作,将内质网应激与线粒体功能障碍紧密耦合在一起。

图2 UPR三条通路
图2. IRE1、PERK、ATF6三条通路在轻度应激时保护细胞,持续应激时转向损伤(点击可放大)
图3 MAM整合UPR与线粒体ROS
图3. MAM通过钙转移和线粒体分裂等机制,将内质网三条UPR通路与线粒体ROS信号整合,决定细胞命运(点击可放大)
治疗策略

基于MAM在整合氧化应激与内质网应激中的核心作用,研究者提出了多类靶向干预手段。

1                线粒体靶向抗氧化剂,如MitoQ、MitoTEMPO和SS-31,通过清除线粒体ROS或保护线粒体结构来减轻损伤。
2                调节内质网氧化还原酶的策略,包括靶向ERO1α和PDI,以及激活NRF2通路,以改善内质网内的氧化折叠环境。
3                直接调控MAM信号蛋白,如调节MFN2以控制内质网-线粒体连接强度,使用PERK抑制剂或IRE1α调节剂干预UPR反应,以及靶向Sig-1R稳定MAM信号复合物。

需要强调的是,上述干预效果具有高度情境依赖性,是否产生保护作用或反而加重损伤,取决于应激强度、干预时机和细胞状态。因此,精准调控MAM从适应性向非适应性的转换节点,而非简单地抑制某一条通路,是未来治疗策略发展的核心方向

图4 MAM重塑决定移植肾命运
图4. MAM重塑决定移植肾命运——轻度应激时保护,持续应激时损伤(点击可放大)
肾脏类器官平台

传统研究模型在解析肾移植相关应激机制时存在明显局限。二维细胞培养缺乏细胞间相互作用与三维组织结构;动物模型存在物种差异,难以完全模拟人类的氧化还原调控特征;临床活检仅能提供静态的终点信息,无法捕捉应激反应的动态演变过程。

为弥补这些不足,人源肾脏类器官被开发为更具生理相关性的实验平台。该类器官主要来源于多能干细胞、近端肾小管富集培养或成体干细胞源性管状结构,能够保留人类肾脏的三维结构、细胞异质性和代谢特征。基于这一平台,研究者可以在动态条件下直接观察MAM依赖性的内质网-线粒体通讯,模拟氧化应激与内质网应激的交互过程,并可用于药物筛选与精准医学研究。因此,肾脏类器官为在人类相关背景下研究MAM功能及开发靶向干预策略提供了理想的转化工具

图5 肾脏类器官更接近人类肾脏
图5. 肾脏类器官比传统模型更接近人类肾脏,是更理想的研究平台(点击可放大)
未来方向

尽管当前研究已初步揭示MAM在肾移植缺血-再灌注损伤中的核心作用,但仍有若干关键问题亟待解决。

1.
MAM从适应性向非适应性转化的分子开关尚不明确,阐明这一机制是实现精准干预的理论前提。
2.
现有肾脏类器官模型在血管化程度、免疫组分整合以及生理氧梯度模拟方面仍不完善,未来需要发展更成熟的血管化类器官、免疫整合类器官以及器官芯片系统,以提升模型的生理相关性。
3.
在转化应用层面,将靶向MAM的治疗策略与离体机器灌注技术相结合,有望在移植前对供肾进行精准干预,从而在源头阻断应激信号的恶性放大。

上述方向的推进,将为提高移植肾长期存活率提供新的技术路径。

图6 MAM核心中枢
图6. MAM是连接氧化应激与内质网应激的核心中枢,靶向MAM是改善移植肾结局的潜在策略(点击可放大)

总结

这篇综述突破了传统研究将氧化应激与内质网应激分开论述的模式,提出了以MAM为中心的整合机制框架。文中阐述了MAM在肾缺血-再灌注损伤中的双刃剑作用,梳理了靶向MAM的三类治疗策略,并指出了肾脏类器官作为转化平台的应用前景。当然,MAM从适应性向非适应性转变的分子开关尚不明确,类器官模型也有待进一步完善,但这些挑战正是未来研究需要集中攻关的方向。将基础机制与转化平台相结合,最终惠及移植患者,是这一领域的共同目标。

参考文献:

Kuang, Baicheng et al. “Redox control at the ER-mitochondria interface in kidney transplantation: MAM-centered stress signaling and translational organoid platforms.” Redox biology vol. 94 (2026): 104236.