《The Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics》：5-hydroxytryptamine 2B Receptor Antagonism Restores ATP and Reduces Tubulointerstitial Fibrosis in the Renal Cortices of Aged Mice
编辑推荐：
玛丽1治疗逆转衰老小鼠肾脏线粒体功能障碍及炎症纤维化，恢复AMPK磷酸化并增加AKT活性和ATP含量，降低炎症标志VCAM1和纤维化标志COL1。
Kai W. McAlister|Natalie E. Scholpa|Austin D. Thompson|Jaroslav Janda|Ishika Girdhar|Kristian P. Doyle|George L. Sutphin|Rick G. Schnellmann
美国亚利桑那大学药理学与毒理学系，图森，亚利桑那州
摘要
年龄是肾脏疾病（KD）发展的一个重要风险因素，这突显了理解和缓解肾脏衰老机制的重要性。随着年龄的增长，肾小管细胞中的线粒体功能逐渐下降，ATP生成减少，活性氧（ROS）增加，从而引发炎症。通过药物诱导线粒体生物发生（MB），即生成新的功能性线粒体，可以在KD的小鼠模型中恢复肾功能，包括急性肾损伤（AKI）和糖尿病肾病（DKD）。这种疗法在年龄相关肾脏功能衰退中的潜力尚未明确。MARY1是一种新型的选择性5-羟色胺2B受体（HTR2B）拮抗剂，能够在体内诱导MB并改善AKI后的恢复情况。年轻（12周龄）和年老（104周龄）的雄性小鼠每天接受MARY1（0.3 mg/kg；腹腔注射）治疗，持续3周。分别在15周和107周时对小鼠实施安乐死，并收集肾脏进行分析。与年轻对照组相比，107周龄的小鼠表现出哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）磷酸化增加、AMP激活的蛋白激酶（AMPK）磷酸化降低、ATP减少以及肾皮质炎症和纤维化加剧。MARY1治疗恢复了AMPK的磷酸化水平，提高了蛋白激酶B（AKT）的活性和ATP含量。MARY1还降低了糖酵解酶6-磷酸果糖-2-激酶/果糖-2,6-二磷酸酶3（PFKFB3）的活性，并减少了老年肾脏中的炎症和纤维化标志物，包括血管细胞黏附分子1（VCAM1）、胶原蛋白-1（COL1）和胶原蛋白沉积。这些发现表明，MARY1治疗可以恢复线粒体代谢，减轻与年龄相关的肾脏炎症和纤维化，支持其作为保护衰老过程中肾功能的治疗策略的潜力。
引言
肾脏疾病（KD）仍然是全球发病率和死亡率的主要原因之一，其患病率预计会随着时间的推移而增加。虽然许多因素会导致KD的发生，但年龄是其中最关键的风险因素之一。大约40岁以后，肾小球滤过率（GFR）开始稳步下降。这通常伴随着其他与年龄相关的病理变化，如糖尿病、高血压和心血管疾病（CVD），这些疾病都会进一步损害肾功能。衰老还伴随着肾脏质量的减少，表现为肾脏萎缩。老化的肾脏更容易发展为慢性肾病（CKD），并且急性肾损伤（AKI）的风险也增加。这种与年龄相关的肾脏功能衰退可归因于促炎表型的形成，导致低级别的持续性炎症，称为“炎症老化”。这种情况会促进促纤维化免疫细胞和成纤维细胞的增殖，进而增加肾脏纤维化。
线粒体对于维持正常的肾功能至关重要，它们通过三磷酸腺苷（ATP）的形式为肾小管段的过滤和重吸收提供大部分能量。先前的研究表明，线粒体功能障碍在各种肾脏和代谢性病理的发生和发展中起着作用，包括AKI、急性肾病（AKD）、慢性肾病（CKD）、终末期肾病（ESRD）、糖尿病肾病（DKD）和心血管疾病（CVD）。衰老会导致线粒体稳态的下降，从而降低ATP的产生并增加活性氧（ROS）的生成，引发炎症。这种与年龄相关的线粒体功能衰退是导致多种肾脏病理发生和进展的关键因素。
通过药物诱导线粒体生物发生（MB），即生成新的功能性线粒体，可以在KD的体内模型中恢复线粒体功能并加速肾脏的恢复。我们的实验室最近证明，新型哌嗪类化合物MARY1（2,4,6-三氟-N-(6-(4-甲基哌嗪-1-羰基)吡啶-2-基)苯酰胺）是一种强效且选择性的5-羟色胺2B受体（HTR2B）拮抗剂，能够在体内诱导肾脏MB并改善双侧缺血/再灌注引起的AKI后的线粒体和肾脏功能。尽管MARY1在AKI中的修复效果已经得到研究，但其对肾脏衰老的影响尚未明确。HTR2B的激活与严重的瓣膜性心脏病（VHD）和肺动脉高压（PAH）有关，因为这种激活具有促纤维化信号传导潜力。尽管关于HTR2B拮抗的研究仍有限，但最新研究表明，这种方法可能是治疗心脏、肝脏和肾脏纤维化的有前景的策略。根据人类蛋白质图谱（www.proteinatlas.org
数据与统计分析
每个样本（n=1）代表来自单一动物的组织。所有实验中，每组有7-10只小鼠。在分析之前，通过ROUT异常值测试确认了异常值。所有数据均经过Shapiro-Wilk检验以确定分布是否正常。对于分布正常且标准差无显著差异的数据，进行了普通单因素方差分析（ANOVA），随后进行了Tukey事后检验。
MARY1在老年小鼠的肾皮质中恢复AMPK并提高AKT活性
12周龄和104周龄的雄性小鼠每天接受载体或MARY1（0.3 mg/kg，腹腔注射）治疗，持续3周，之后收集肾皮质样本。与年轻对照组相比，老年小鼠的肾皮质中哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）的Ser2448磷酸化水平增加了约3倍（YV：1.042±0.2293 n=9，YM：0.8070±0.2037 n=8，AV：2.701±0.7318 n=8，AM：3.580±0.8749 n=9；YM vs AV：p=0.0233，YM vs AM：p=0.0111），反映了mTOR磷酸化的增加（YV：0.9734 ±0.2223 n=9，YM：1.181±0.3325 n=9，AV：）。
讨论
与年龄相关的肾脏功能衰退会导致多种肾脏病理，包括DKD、AKI、CKD和ESRD。衰老会导致肾小管和其他实质细胞的逐渐丧失，从而降低肾功能。线粒体功能障碍、炎症老化和纤维化是促进与年龄相关的肾脏功能衰退的关键因素。线粒体功能受损会降低ATP的产生并增加ROS的生成，从而促进促炎表型的形成和纤维细胞的募集。
作者声明
作者们对本文的内容没有利益冲突。
作者贡献
KWM – 负责研究构思与设计、实验实施、数据分析、结果解读、手稿起草、编辑与修订、最终版本审核；
NES – 负责研究构思与设计、结果解读、手稿编辑与修订、最终版本审核；
ADT – 负责结果解读、最终版本审核；
JJ – 负责研究构思与设计、实验实施
数据可用性声明
本文中呈现的原始贡献包含在文章中，如有进一步查询，请联系相应的作者。
利益冲突
作者们声明对本文没有利益冲突。
