急性肾损伤(Acute kidney injury,AKI)是一种危及生命的疾病,发病率和死亡率都很高,而缺血是肾脏损害的主要原因之一。缺血性损伤(Ischemic renal injury,IRI)可引起近端肾小管上皮细胞(Proximal tubular epithelial cells,PTECs)变性、坏死,从而导致急性肾损伤。越来越多的证据表明,急性肾损伤的核心病理特征是线粒体功能的改变。线粒体NAD+依赖性酶Sirtuin 5(SIRT5)则是线粒体结构和功能的关键调节因子,可调节能量代谢,并促进包括肾脏在内的高代谢需求器官的线粒体功能。Sirtuin 5已被证明可以增强人体内的心脏、大脑能量代谢,在缺血期间具有保护作用,但其在急性肾损伤中的作用尚不清楚。
英国伦敦大学Haschler等人对此进行了研究,试图确定SIRT5在体外人PTECs(hPTECs)缺血诱导的线粒体功能障碍中的作用,相关成果以“Sirtuin 5 depletion impairs mitochondrial function in human proximal tubular epithelial cells”为题发表在《scientific reports》上。
线粒体膜电位(ΔΨM)是线粒体结构的核心决定因素之一,是线粒体ATP合成的重要调节因子,因此确定SIRT5的抑制是否会影响ΔΨM进而减少线粒体ATP的产生至关重要。本研究中,作者采用美国Orflo Technologies公司的Moxi GO快速流式细胞仪来评估hPTECs的ΔΨM变化。研究人员通过RNAi(RNA干扰,RNA interference)技术构建了SIRT5抑制hPTECs实验组SIRT5 RNAi,并以非靶向siRNA(小干扰RNA,Small interfering RNA)构建的hPTECs为对照组(Control RNAi),进行了对比研究。四甲基罗丹明甲酯(TMRM,一种可吸附活性线粒体探针,用于测定ΔΨM的变化)被用作荧光指示剂。Moxi GO的测定结果显示,SIRT5 RNAi的TMRM荧光强度更低,表明SIRT5抑制降低了ΔΨM,进而影响了细胞的能量代谢。5个独立的重复实验都呈现出高度一致性的结果(如图1所示)。
图1. Control / SIRT5 RNAi的ΔΨM变化结果
左图为以TMRM作为荧光指示剂,使用Moxi Go流式细胞仪测定的荧光强度曲线,右图为5组重复实验的TMRM荧光强度统计结果
结合其他相关实验,本研究证明了SIRT5是hPTECs中正常线粒体功能所必需的一种关键性缺血诱导酶,可调节hPTECs的线粒体结构和功能,促进代谢稳态,保护线粒体免受破碎和降解,并降低对氧/营养缺乏模型诱导的线粒体功能障碍的易感性;SIRT5耗竭损害了ATP的产生,降低了ΔΨM,并引发了hPTECs中的线粒体碎裂。
Moxi GO II
Moxi GO目前已升级为Moxi GO II,该产品采用库尔特原理进行细胞计数和粒径测量,同时采用488nm激光光源,结合两个PMT通道,525/45nm通道和561nm/LP(或者646nm/LP,可根据需要更换),进行细胞活率、细胞凋亡、转染效率、活性氧簇、线粒体膜电位等常规流式检测。仪器设计小巧轻便,无需预热,开机即用,预设程序,触屏操控,运行后10秒即可给出测试结果,使用后也无需清洁维护。无论是经验丰富的流式专家,还是初试身手的实验小白,Moxi Go II都可以助您轻松完成实验。
美国Orflo Technologies公司是一家非常专业的细胞分析仪器研发和制造企业,拥有多项专利技术,产品以库尔特原理的高精细胞计数仪和超快流式细胞仪为主。
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https://doi.org/10.1038/s41598-021-94185-6
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