腎臟能夠過(guò)濾機(jī)體血液中的廢棄物和多余的液體，并且通過(guò)尿液排出不安全的分子，當(dāng)腎臟發(fā)生損傷或失去功能時(shí)，廢棄物就會(huì)堆積并潛在誘發(fā)患者出現(xiàn)多種疾病癥狀。研究人員所發(fā)現(xiàn)的新型通路包括重編程機(jī)體自身的代謝路徑來(lái)恢復(fù)損傷腎臟的功能，正常情況下，一種名為糖酵解的過(guò)程能將食物中的葡萄糖轉(zhuǎn)化稱為能量，從而維持機(jī)體正常工作，但本文研究中研究者發(fā)現(xiàn)，當(dāng)組織受損后，機(jī)體就會(huì)將這一過(guò)程轉(zhuǎn)變成為修復(fù)損傷細(xì)胞的過(guò)程。

截至目前為止，研究人員并不清楚機(jī)體如何在能量產(chǎn)生和機(jī)體損傷修復(fù)這兩個(gè)過(guò)程中互相切換，此外，機(jī)體也很少會(huì)發(fā)揮最大化修復(fù)損傷的潛力，這通常會(huì)有利于機(jī)體能量的產(chǎn)生。這項(xiàng)研究中，研究者闡明了如何強(qiáng)化這一轉(zhuǎn)化過(guò)程，從而導(dǎo)致一系列級(jí)聯(lián)組織修復(fù)分子的產(chǎn)生，進(jìn)而成功阻斷小鼠腎臟疾病的進(jìn)展。

研究者Stamler說(shuō)道，當(dāng)腎臟發(fā)生損傷時(shí)，機(jī)體就會(huì)減緩利用糖分來(lái)作為能量，反而會(huì)利用糖分來(lái)進(jìn)行損傷修復(fù);通過(guò)將葡萄糖從能量產(chǎn)生的模式轉(zhuǎn)移到保護(hù)和修復(fù)細(xì)胞的途徑上，研究人員就能控制并放大對(duì)組織損傷的修復(fù)過(guò)程，同時(shí)通過(guò)提升并推動(dòng)機(jī)體自身的自我修復(fù)也能夠提高受傷動(dòng)物的壽命，這種方法或許能作為一種藍(lán)圖來(lái)幫助研究人員后期開(kāi)發(fā)抵御組織損傷的新型療法。

正常情況下，當(dāng)細(xì)胞將脂肪、糖類和蛋白質(zhì)破碎成葡萄糖時(shí)，這三種物質(zhì)就會(huì)被轉(zhuǎn)化成中間產(chǎn)物從而進(jìn)入線粒體中來(lái)為機(jī)體供能，這項(xiàng)研究中研究者卻發(fā)現(xiàn)這一過(guò)程似乎在損傷的組織中表現(xiàn)地并不一樣，以腎臟為例，當(dāng)腎臟損傷時(shí)機(jī)體會(huì)開(kāi)啟“B計(jì)劃”，將葡萄糖轉(zhuǎn)化稱為能行使細(xì)胞修復(fù)功能的新型分子。此外，研究者還發(fā)現(xiàn)，名為PKM2的蛋白能控制葡萄糖時(shí)用作為細(xì)胞供能或修復(fù)損傷組織，PKM2失活會(huì)引發(fā)細(xì)胞修復(fù)功能明顯上升，同時(shí)能量產(chǎn)生過(guò)程也會(huì)相應(yīng)地減少，當(dāng)發(fā)生損傷或疾病后，機(jī)體就會(huì)嘗試失活PKM2來(lái)將葡萄糖轉(zhuǎn)化成為損傷修復(fù)模式服務(wù)，這項(xiàng)研究中，研究人員放大了這種抑制作用，結(jié)果表明這一抑制過(guò)程能明顯幫助小鼠抵御腎臟的損傷。

一氧化氮(NO)就是該過(guò)程中的關(guān)鍵分子，我們都知道，NO能保護(hù)腎臟和其它組織免受損傷，NO是用作治療心臟疾病的硝酸甘油中的活性成分，因此有研究者就推測(cè)NO能通過(guò)擴(kuò)張血管來(lái)發(fā)揮作用;這項(xiàng)研究中，研究人員通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，NO能吸附到輔酶A上，而輔酶A與糖酵解和能量產(chǎn)生有關(guān)，輔酶A能結(jié)合并將NO運(yùn)輸?shù)皆S多不同的蛋白上，包括PKM2等分子，這就能夠決定腎臟細(xì)胞利用能量或損傷修復(fù)的途徑。

此外，研究者還指出，將NO加入到PKM2上還能激活組織的損傷修復(fù)，研究者Stamler發(fā)現(xiàn)，名為AKR1A1的蛋白能將NO從PKM2上移除，從而重新激活強(qiáng)大的能量產(chǎn)生過(guò)程，當(dāng)損傷組織的愈合過(guò)程完成后，這一逆轉(zhuǎn)過(guò)程就能促進(jìn)葡萄糖重新轉(zhuǎn)化稱為能量，而這也能夠幫助解釋為何當(dāng)人們從損傷或疾病中恢復(fù)過(guò)來(lái)后會(huì)重新恢復(fù)活力，當(dāng)研究人員失活AKR1A1后，腎臟就會(huì)處于修復(fù)狀態(tài)，并且受到高度保護(hù)不被疾病所影響。

目前美國(guó)大約有三千萬(wàn)成年人都患有腎臟疾病(大約15%的成年人)，誘發(fā)腎臟疾病的原因包括高血壓、糖尿病等疾病，化療以及用來(lái)心臟導(dǎo)管插入手術(shù)的染料等。因此目前研究人員的目標(biāo)就是開(kāi)發(fā)出新型藥物來(lái)靶向抑制PKM2或AKR1A1，這或許能夠幫助研究人員開(kāi)發(fā)出有效改善數(shù)千萬(wàn)腎臟疾病患者的新型療法。(生物谷Bioon.com)

原始出處：

Hua-Lin Zhou, Rongli Zhang, Puneet Anand, et al.Metabolic reprogramming by the S-nitroso-CoA reductase system protects against kidney injury,Nature(2018). DOI: 10.1038/s41586-018-0749-z