Hypothermic and Normothermic Machine Perfusion Differentially Shape the Renal Cellular Landscape
这项研究利用小鼠模型表明，虽然低温和常温机械灌注均通过诱导抗氧化和缺氧响应基因来改善静态冷藏的效果，但与低温灌注相比，常温灌注特异性地导致了更严重的小管损伤、更高的炎症反应以及更多的免疫细胞动员。
原始论文采用 CC BY 4.0 许可（https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。 这是一篇未经同行评审的预印本的AI生成解释。这不是医疗建议。请勿根据此内容做出健康决定。 阅读完整免责声明
当一个人需要新肾脏时，医生必须依赖捐赠者。但健康的肾脏并不足以分配给所有人，因此医疗团队越来越多地转向使用来自高龄捐赠者或在心脏停止跳动后死亡者的器官。这些“扩展标准”肾脏更为脆弱，且往往在到达时已经受损。为了在捐赠时刻与移植时刻之间保持其存活与健康，外科医生使用一种称为机器灌注的技术。这种方法不是简单地将器官包裹在冰块中并让其静置在冷溶液中，而是通过泵送一种特殊的富氧液体流经肾脏的血管。这模拟了血液的流动，使细胞能够获得生存所需的营养。
多年来，标准做法是保持机器低温，将肾脏冷却至约4摄氏度。这减缓了器官的新陈代谢，使其进入深度休眠状态。然而，一种更具雄心的新方法是将肾脏保持在正常的体温，即约37摄氏度。这种温暖的方法允许器官的功能几乎像仍在体内一样运作，从而可能让医生在将肾脏放入患者体内之前，先检查其是否正在工作。虽然这种温暖方法在肝脏方面已显示出巨大的潜力，但科学家们一直不确定其对肾脏是否安全，因为肾脏更为脆弱。核心问题在于：保持肾脏温暖且活跃究竟是有助于它，还是其消耗的额外能量会造成更多的伤害。
柏林的一个研究小组致力于通过使用一个精确的模型来对比回答这个问题。他们取了小鼠的肾脏，并将其连接到一台向其泵送含氧液体的机器上，持续一小时。其中一些肾脏被保持在低温状态，而另一些则被保持在温暖状态。研究人员随后非常仔细地观察了器官内部发生的变化，检查了构成肾脏的微小细胞以及生活在其中的免疫细胞。他们想要观察哪种方法能让组织更健康，以及哪种方法会引起更多的压力或损伤。
结果显示，这两种方法对肾脏的影响截然不同。温暖的活性灌注对小管（即肾脏内过滤血液废物的微小管道）造成了更严重的损伤。当肾脏保持温暖时，研究人员观察到免疫细胞（充当身体安保团队的角色）被推离器官并进入循环液中。具体而言，温暖的方法导致了中性粒细胞（一种通常与炎症和组织损伤相关的白细胞）的大量释放。相比之下，低温法保留了更多器官内的常驻免疫细胞，例如某些类型的T细胞和巨噬细胞，使它们安全地留在肾脏内。
研究还观察了细胞是如何死亡的。在温暖的肾脏中，留在原地的免疫细胞更容易处于程序性细胞死亡（一种细胞有序自我关闭的过程）的早期阶段。构成血管的细胞（称为内皮细胞）在温暖和低温条件下都表现出在过程后期死亡的迹象，但温暖的方法似乎更剧烈地触发了这一过程。有趣的是，构成肾脏过滤小管的细胞在两种方法下的死亡方式并没有表现出显著差异，但整体情况表明，温暖的环境对器官的内部结构更具压力。
在分子水平上，研究人员发现，两种方法都有助于通过开启保护性基因来让肾脏为离开身体后的压力做好准备。然而，温暖的方法引发了更强的炎症反应。它增加了与炎症和压力相关的基因表达，这表明虽然温暖的肾脏处于活跃状态，但它也在与自身的内部环境进行战斗。低温法通过让器官处于休息状态，避免了这种剧烈的炎症爆发。
为了测试该模型是否可以用于寻找新疗法，团队尝试在温暖的灌注液中加入了一种名为ABT-263的药物。这种药物旨在清除陈旧、受损的细胞。他们发现，该药物在某些区域确实达到了预期效果，减少了血管细胞的激活并改变了免疫细胞的行为。然而，它也增加了肾脏过滤细胞的压力，表明即使是旨在提供帮助的治疗，也会根据细胞类型产生复杂的副作用。
最终，这项研究表明，虽然保持肾脏温暖可以让它发挥功能，但这是有代价的。温暖的方法加速了对过滤小管的损伤，并比低温法触发了更强的炎症反应。低温法虽然活跃度较低，但似乎能更好地保存肾脏的内部细胞景观，使免疫系统更加受控，并减轻对器官结构的直接压力。这些发现为不同的保存策略如何改变捐赠肾脏的生物学特征提供了更清晰的图景，有助于科学家理解为什么一种方法可能比另一种方法更适合特定类型的器官。这项研究证实，保存方法的选择不仅关乎温度，更关乎温度如何塑造移植物内每一个细胞的生命与死亡。
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