Science子刊：施加同步调制电场将缺血再灌注损伤引起的供体肾脏损伤减少54%

2022年3月15日讯/生物谷BIOON/---在一项新的研究中，来自美国南佛罗里达大学、斯克里普斯-格林医院、阿肯色大学医学院和坦帕总医院的研究人员发现对小鼠肾脏施加同步调制电场（synchronized modulation electric field, SMEF）可以减少缺血再灌注损伤（ischemia-reperfusion injury）造成的肾脏损伤。相关研究结果发表在2022年3月9日的Science Translational Medicine期刊上，论文标题为“Reducing ischemic kidney injury through application of a synchronization modulation electric field to maintain Na+/K+-ATPase functions”。在这篇论文中，他们描述了他们的方法、将肾脏移植到小鼠体内时它如何很好地发挥作用，以及将它用于无法抢救的人类肾脏时的结果。

目前，对于肾脏严重受损或发生肾脏病变的患者来说，唯一的“治愈方法”就是肾脏移植---这种方法已经拯救了无数的生命。不幸的是，对一些患者来说，当这种器官出现功能障碍时，肾脏移植并没有按计划进行。这往往是由于缺血再灌注损伤造成的。

第三代同步调制电场(SMEF)技术保护了人类供体肾脏在冷藏期间免受肾小管损伤(红色箭头)和其他显微镜下的损伤迹象。图片来自Science Translational Medicine, 2022, doi:10.1126/scitranslmed.abj4906。

在缺血的情况下，器官（如肾脏）中的细胞由于血流损失或限制而受损，这通常是将供体器官放在一个非常寒冷的环境中的结果。但也有一个相关的问题---缺血再灌注损伤，即钠-钾（Na/K）泵停止正常工作，导致细胞中的三磷酸腺苷（ATP）产生出现问题。这反过来又导致了维持细胞内钠和钾水平的问题。结果就是细胞肿胀并损害细胞内的其他化学物，最终导致器官衰竭。

在这项新的研究中，这些作者注意到，先前的研究已表明Na/K泵可以受到电场暴露的影响。他们想知道，一旦这些Na/K泵停止正常工作，对供体肾脏施加电场是否能重新启动它们。为了找到答案，他们开发了一种改进版的SMEF技术，其中包括使用电能来同步Na/K泵的功能。

对小鼠的测试显示，这种技术将缺血再灌注损伤引起的肾脏损伤减少了54%。这些作者还针对10个供体人类肾脏中的5个进行了试验，这些肾脏受损严重，无法使用移植。所有的肾脏首先被冷藏24小时。他们随后解剖了这些肾脏，并在显微镜下研究它们的细胞。他们发现，那些用这种SMEF技术处理的肾脏受到的损伤较小。他们还发现，他们可以通过调节电场来控制这些Na/K泵的泵送速度。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Wei Chen et al. Reducing ischemic kidney injury through application of a synchronization modulation electric field to maintain Na + /K + -ATPase functions. Science Translational Medicine, 2022, doi:10.1126/scitranslmed.abj4906.