Science子刊丨中山大学研究团队揭示了长期过冷肝保存中的肝损伤的分子机制,并提供了相应解决方案!

学术   2024-12-02 22:13   天津  

iNature

在肝移植中,供体肝脏通常在4°C的保存液中保存长达12小时。然而,这种短的保存时间会导致各种问题,如供体-受体匹配不理想和器官共享机会有限。先前的研究已经开发出一种称为过冷肝脏保存(SLP)的长期保存方法来解决这些问题。

2024年11月27日,中山大学Zuo Zhixiang、焦兴元共同通讯Science Translational Medicine(IF=15.8)在线发表题为Targeting the PDE3B-cAMP-autophagy axis prevents liver injury in long-term supercooling liver preservation的研究论文,该研究表明靶向PDE3B-cAMP-自噬轴可预防长期过冷肝保存中的肝损伤

在使用大鼠模型的研究中,研究人员观察到与临床流行的持续时间少于8小时的传统静态冷藏(SCS)相比,长期SLP导致更严重的肝损伤。研究发现PDE3B-cAMP自噬通路是SLP诱导的肝损伤的关键决定因素。具体来说,PDE3B在SLP过程中升高,这促进了cAMP代谢物的减少,引发了AMPK依赖性自噬过程,导致大鼠肝损伤。使用PDE3B抑制剂西洛他胺阻断cAMP的减少可以抑制大鼠肝脏在48小时SLP期间的自噬,并显著改善肝损伤。此外,西洛他胺治疗在猪和人肝脏48小时SLP模型中预防肝损伤的有效性。总之,该研究结果表明,涉及PDE3B-cAMP-自噬轴的代谢重编程是长期SLP中肝损伤的关键决定因素,并为预防这种情况下的肝损伤提供了早期治疗策略。

肝移植在临床实践中被广泛用于治疗终末期肝病。然而,目前的静态冷藏(SCS)肝脏保存方法的保存时间短(最多12小时)和移植物活力的迅速恶化,增加了在更大范围内边缘供肝遗弃和器官共享衰竭的可能性,加剧了移植器官短缺的问题。长期肝脏保存的方法多种多样。机器灌注肝脏保存允许猪肝移植长达7天,过冷肝脏保存(SLP)允许大鼠肝脏移植长达4天。SLP允许在零下温度下长期保存,避免相变和随之而来的致命冰介导损伤,以及大多数常见冷冻保鲜剂的毒性。大鼠原位移植后成功的长期受体存活证实了这一点。然而,SLP对肝损伤的潜在影响及其潜在的分子机制尚未完全了解。

长期SLP导致的肝损伤比SCS更严重(图源自Science Translational Medicine

肝脏在调节各种代谢过程中起着至关重要的作用,包括葡萄糖和脂质代谢、蛋白质合成和胆汁合成。脂质代谢重编程已被确定为肝缺血再灌注损伤发病机制的关键因素。在缺血阶段靶向脂质重编程可以防止随后的肝损伤和细胞死亡。此外,先前的研究表明,白介素-22诱导的代谢重编程在调节肝细胞代谢以维持线粒体健康和治疗肝损伤方面起着至关重要的作用。然而,SLP是否影响肝脏代谢重编程并随后引起肝损伤尚不清楚。

该研究中,研究人员对SLP和SCS肝组织样本的代谢组学、转录组学和蛋白质组学数据进行了综合分析,发现PDE3B-cAMP-自噬轴介导长期SLP的肝损伤。该研究为SLP在肝脏中引起的变化提供了分子视角,并发现在SLP过冷保存液中加入PDE抑制剂可以有效预防该技术引起的肝脏损伤。


参考消息:

https://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.adk0636

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