急性肾损伤(Acute kidney injury,AKI)是一组综合症,发生后肾功能迅速下降。急性肾损伤主要由缺血缺氧引起复杂和广泛的肾脏氧化应激和炎症反应,甚至导致肾小管上皮细胞调亡、坏死。急性肾损伤病情发展至后期可以造成急性肾衰竭。各脏器,如心脏大血管术后,外伤以及肾移植等情况下机体发生一段时间的缺血,之后恢复血流再灌注后,其组织器官功能和结构反而较缺血前更进一步加重,其细胞代谢产生障碍。缺血再灌注损伤,(ischemia reperfusion injury,I/R),是导致急性肾损伤最常见的原因,在综合医院的发病率为3-5%且呈逐年上升趋势。现有的肾脏治疗方案主要是包括支持和替代治疗,而这些治疗方法均不能实现修复肾脏损伤或促进肾脏再生的目的。仍有很多急性肾损伤患者因肾小管上皮细胞的结构功能遗留问题,导致不同程度的肾脏损伤,最终形成慢性肾功能损失(肾衰竭)。因此,寻找合适的缓解急性肾损伤,保护肾小管上皮细胞功能和结构的,并促进肾小管上皮细胞损伤修复的的治疗手段和策略是改善急性肾损伤预后的重要问题。肾缺血再灌注损伤(renal ischemia reperfusion injury,Renal I/R)是临床上常见的病理生理现象,是多因素参与的复杂的病理过程,也是急性肾损伤的主要发病机制之一。急性肾缺血再灌注损伤与ATP的减少、大量氧自由基的生成、细胞内钙超载、炎性介质和粘附分子产生过多、一氧化氮合成减少和内皮素释放增多等因素有关。以往研究证明氧化应激是一个参与了肾缺血再灌注损伤的发病的重要途径。肾缺血再灌注损伤诱导的氧化应激产生高水平的活性氧(ROS)。过量的ROS导致脂质过氧化、DNA突变、凋亡和坏死,从而导致各种方式的细胞死亡的。有证据提示,通过靶向调控氧化应激可以改善肾缺血再灌注损伤。核因子E2(nuclear factor-E2)相关因子2(related factor2)简称Nrf2,是细胞对抗氧化应激的防御机制中比较重要的一个环节。Nrf2位于细胞核内的抗氧化和解毒基因启动子区域,是对氧化应激十分敏感的一个基因转录因子,当氧化应激时,胞浆中的Nrf2可以与伴侣分子keap1解离,磷酸化后进入细胞核,调控相关are启动的各种抗氧化物酶。Nrf2信号通路调控的HO-1是血红素降解的限速酶,广泛分布于机体组织,主要位于滑面内质网中。迄今为止己发现有3种HO同工酶,分别为HO—l、HO一2和HO一3,其中HO-1是重要细胞保护因子,具有抗氧化、抗炎、抗凋亡等功能。他汀作为一种天然化合物,通过特异性抑制HMG-CoA转变甲羟戊酸,进而阻断胆固醇的合成,降低血胆固醇的水平并治疗心血管疾病如高胆固醇血症和冠心病等。最近的研究发现,他汀类药物除了强大的降脂作用以外还有其他对人体有利的生理作用-他汀药物多效性(Pleiotropic effects)。这些降脂以外的作用包括:抗氧化应激、抗炎、提高NO生物利用度、改善内皮功能、抑制细胞外基质聚积和免疫调节等。也有其他学者发现在动物肾脏缺氧损伤实验中,他汀类药物可有效改善缺血再灌注导致的氧化应激和炎症反应。本研究旨在对他汀类药物使用的meta分析基础上,探讨他汀对肾缺血再灌注损伤的影响及其相关机制,为肾损伤的治疗提供分子基础。第一部分他汀类药物对人体各器官缺血再灌注保护作用的meta分析本部分meta分析为研究他汀类药物在临床研究中对人体各器官缺血再灌注损伤的保护作用。使用NCBI的pubmed数据库,选择时间为自建库至2017年,主题词statin和ischemia reperfusion injury,剔除不合适的文章。从中提取有关患者分组,性别,年龄,用药处理等基本情况以及缺血再灌注损伤加重例数等的数据资料。最后我们利用Rev Man5.3.5软件对所有提取数据进行meta分析评价。本部分meta分析结果表明他汀药物对比对照组药物对缺血再灌注损伤加重发生率OR:0.07,95%CI:0.12,P<0.00001。Meta结果发现,与对照组相比,他汀在缺血再灌注发生前后的应用在减少缺血再灌注损伤加重事件方面具有显著优势。这个meta分析没有区分他汀的使用时在缺血再灌注发生前和发生后,但结果强烈支持他汀在缺血再灌注的提前预防与发生后救治中使用,以减弱缺血再灌注对器官的进一步损害。第二部分他汀药物预处理对大鼠肾缺血再灌注损伤模型的保护作用本部分实验设计为研究他汀影响对肾缺血再灌注损伤模型的保护作用,从建立大鼠肾缺血再灌注模型、处理后评价肾功能变化、对不同组的肾组织进行组织学检查、TUNNEL染色观察凋亡的变化,并从转录和蛋白水平角度检测相关蛋白的表情情况。研究中发现,肾组织缺血再灌注损伤导致肾功能显著降低,并导致肾组织尤其是肾近曲小管上皮细胞的坏死和凋亡。而他汀可以有效缓解肾缺血再灌注导致的肾功能受损、组织损伤和凋亡,这种治疗作用是与Nrf-2和HO-1这两种蛋白有关的。第三部分他汀预处理保护人肾近曲小管上皮细胞缺血再灌注损伤的机制研究本部分实验设计为研究人肾近曲小管上皮细胞缺血再灌注损伤的机制。通过比较不同Co Cl2浓度和不同缺氧时间时细胞的生长抑制率,MDA、SOD水平来确定后续研究中细胞的最佳缺氧条件。确定最佳缺氧处理条件后,比较他汀干预前后细胞生长抑制率,MDA和SOD水平差别,细胞凋亡情况和keap1,Nrf2,Ho-1,p38等相关蛋白表达量。本部分证明了他汀在人肾小管上皮细胞系HK-2缺氧模型中有显著的治疗效果,缺氧后他汀治疗组细胞生长情况明显好于缺氧组,MDA水平低于缺氧组,SOD值也高于缺氧组。他汀明显抑制了缺氧导致的人肾小管上皮细胞凋亡,且这种治疗效果是通过Nrf2/Keap-HO-1信号通路实现的。综上所述,他汀在肾小管上皮细胞内通过Nrf2/Keap-HO-1通路抑制缺血再灌注导致的氧化应激反应,减弱肾小管上皮细胞的坏死和凋亡,发挥抗缺血再灌注损伤的功能,为缺血再灌注损伤的临床治疗提供新的思路和新的分子基础。