今天我们介绍的项目是东南大学医学院团队发表在Redox Biology期刊上的研究：DRD4 alleviates acute kidney injury by suppressing ISG15/NOX4 axis-associated oxidative stress。
急性肾损伤（AKI）是一种毁灭性的临床综合征，其特征是肾功能急剧丧失、多种原因和高发病率及死亡率。AKI的预后不佳，常进展为慢性肾病，使其成为终末期肾病的主要危险因素。AKI涉及多种过程，包括氧化应激、线粒体功能障碍、炎症反应、凋亡和自噬。这些过程彼此密切相关而不是独立的，共同促成了AKI的病理。因此参与AKI中线粒体紊乱和氧化应激的分子是其治疗的潜在靶点。
多巴胺受体（DRs）是G蛋白偶联受体（GPCRs）的成员，可以分为D1类受体（DRD1和DRD5）和D2类受体（DRD2、DRD3和DRD4）。除了神经系统外，DRD4还可以在肾脏、视网膜和心肌组织等外周组织中检测到。DRD4的激活已被证明可以防止缺氧/再氧合（H/R）诱导的HT22细胞死亡，通过减轻ROS释放，而DRD4的抑制则有相反的效果。刘等人报道了DRD4在腹主动脉瘤中的抗氧化作用，DRD4调节与P38 MAPK信号相关的氧化应激。然而，DRD4在AKI中的确切功能尚不清楚。
研究主要探讨了多巴胺D4受体（DRD4）在急性肾损伤（AKI）中的作用，研究发现AKI小鼠中DRD4表达下调，DRD4减轻了AKI中的氧化应激和线粒体损伤，具体机制为：DRD4抑制下游靶基因ISG15的表达，导致NADPH氧化酶4（NOX4）的ISGylation减少，增强NOX4的泛素化并导致NOX4降解，从而降低氧化应激和线粒体损伤，最终在急性肾损伤（AKI）中发挥保护作用。
本研究主要围绕以下三个科学问题展开：
1.DRD4在AKI中的表达变化及其对AKI的保护作用。
研究团队通过在IRI或顺铂处理的小鼠模型中检测DRD4的蛋白和mRNA表达水平来评估其在AKI中的表达变化，他们发现DRD4在AKI小鼠的肾脏中表达下调。
为了探究DRD4的保护作用，研究者使用DRD4激动剂PD168077处理小鼠，评估其对IRI诱导的AKI的影响。通过测量血清肌酐（SCr）和血尿素氮（BUN）水平、肾脏病理损伤、细胞凋亡以及相关蛋白表达，研究团队证实了DRD4激动剂能够减轻IRI引起的肾脏损伤，从而揭示了DRD4的保护作用。
2.DRD4对AKI中NOX4表达和活性的影响及其分子机制。
研究团队通过Western blot等技术检测了IRI和顺铂处理的小鼠肾脏以及H/R处理的HK-2细胞中NOX4的蛋白表达，以评估DRD4对NOX4表达的影响。他们发现DRD4的激活能够抑制NOX4的表达，进而减轻氧化应激。此外，通过免疫共沉淀和Western blot技术，研究者探讨了DRD4如何通过调节NOX4的ISGylation和泛素化来影响NOX4的稳定性，揭示了DRD4对NOX4活性的分子机制。
3.DRD4是否通过调节ISG15/NOX4轴来发挥其对AKI的保护作用。
为了确定DRD4是否通过ISG15/NOX4轴发挥作用，研究团队首先通过转录组测序鉴定了DRD4的下游靶基因ISG15。接着，他们通过siRNA技术和过表达载体在HK-2细胞中调节ISG15的表达，并评估了对NOX4表达和活性的影响。通过这些实验，研究者发现DRD4通过下调ISG15的表达，抑制NOX4的ISGylation，增强NOX4的泛素化和降解，从而减轻氧化应激和细胞凋亡。
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