【後醫系陳彥樺助理教授供】急性腎損傷(acute kidney injury,AKI)已成為全球日益嚴重的健康問題，與高死亡率和併發症密切相關，然而，目前針對AKI的治療手段仍然有限。高雄醫學大學林祐賢副教授與國立中山大學陳彥樺助理教授，共同發表關於順丁烯二酸腎臟毒性分子機制的新研究。
　　依照所含「酸基 COOH」與「氫原子」位置，丁烯二酸存在兩種異構式：在同側為「順式」；在「異側」為「反式」。順丁烯二酸（馬來酸，maleic acid）並不存在於自然界中，而多數人工合成的順丁烯二酸是工業上，作為化學穩定劑，助染劑，還有油脂防腐劑使用。我們的新研究發現，順丁烯二酸會導致腎小管細胞(renal tubular cell)粒線體異常，進而引發急性腎損傷。
　　此研究中同時使用了小鼠活體內與體外細胞系實驗，闡明順丁烯二酸造成粒線體異常的分子機。小鼠在注射順丁烯二酸後，血清中的血尿素氮（BUN）和肌酐水平顯著增加（p < 0.005）。病理分析顯示，順丁烯二酸誘導的急性腎損傷加劇了腎小管損傷，增加了腎損傷分子-1（KIM-1）的表達，並導致腎小管細胞凋亡。
　　在細胞層面上，我們發現給予HK-2人類近端腎小管上皮細胞順丁烯二酸，引起粒線體功能失調，包括粒線體活性氧（ROS）增加（p < 0.001）、線粒體呼吸耦合分離導致電子傳遞系統活性下降（p < 0.001），以及ATP產生減少（p < 0.05）。我們進一步透過透射電子顯微鏡（TEM）觀察發現，順丁烯二酸
誘導的AKI中，粒線體的嵴結構異常(cristae disorganization)。我們用基因表達分析揭示了與此途徑有關的基因，發現ATP合成酶6水平顯著下降（p < 0.001）。蛋白質分析也確認到腎粒線體ATP合成酶亞基5A1和5C1的蛋白質水平顯著下降（p < 0.05）。
　　總之，我們的研究表明順丁烯二酸誘發的急性腎損傷與腎小管細胞中ATP合成酶表達異常，導致的粒線體功能失調有關。這一發現提供了一個潛在的新靶點，顯示要開發更好的預防和治療順丁烯二酸誘發急性腎損傷的策略，就不能忽略如何維持粒線體與ATP合成酶的健康。

本研究發表於Apoptosis期刊

2024 Jun;29(5-6):620-634.

doi: 10.1007/s10495-023-01897-3