华裔学者解开百年医学疑问：为什么切除一个肾会另一个肾会增大？

最近，在国际着名期刊《Journal of Clinical Investigation》发表的一项研究中，科学家们对于医学界百年来的一个现象做出了解释，这个现象就是：如果你最终只有一个肾脏，那么剩下的这只独肾会变大。

当由于损伤或移植而切除一个单肾时，剩余的肾脏能迅速增大50%到60%，显然有一种生理力量扩大了它的容积。现在，科学家已经证明，原本流往两个肾脏的血液，现在只流到一个肾脏中，这种血流量增加，也会传递更多的氨基酸，这会触发肾脏的生长。

本文共同通讯作者、乔治亚摄政大学乔治亚州医学院病理学家和肾脏研究员陈健康（Jian-Kang Chen）博士称，我们每个人都认为，这个肾脏变大是合情合理的，但剩下的这只肾脏如何会知道另一只肾脏不见了呢？研究人员想知道，剩余的这只肾脏感知到了什么信号？信号如何传播给细胞以形成肾脏的肾单位（过滤单元），使其变的更大？

十年前，陈博士在《Journal of the American Society of Nephrology》杂志发表了一篇论文指出， mTOR蛋白的激活，是剩下这只肾脏过度增大的主要作用因子。mTOR在细胞中形成了两种不同的多蛋白复合物，分别称为mTORC1和mTORC2。然而，激活mTOR的生长信号仍然是未知的。

现在，该研究小组在小鼠身上发现，氨基酸的可利用性增加，可促使mTORC1的活性增加。

陈博士说，一个细胞要想变得更大，它的蛋白质合成就要增加，这是受mTORC1调控的。在肾脏中，mTORC1通常在保持健康现状的一个水平上发挥功能，他将其称为蛋白质合成/细胞生长的主调节因子和营养传感器。当缺失一个肾脏时，mTORC1感觉到更多的氨基酸进入剩下的肾脏中，它将其作为一条线索，通过其上游的信使酶（称为III类磷脂酰肌醇3激酶，PI3K），制造更多的蛋白质。

就像分流交通一样，当科学家们结扎小鼠的一只肾脏时，流到剩余那只肾脏的血量立即增加，氨基酸利用率和mTORC1活化也同样增加。一天之内，肾脏大小增加到了一个可检测的量。随访研究表明，这种增长通常在在三个月内达到高峰值，此时肾脏增长50%到60%。

他们的另一个小鼠模型（缺失Pten基因），能够生成一种蛋白质，帮助抑制细胞分裂和生长，也暗示将mTORC1作为一个增长驱动因子，但激活路径略有不同。在这种情况下，另一个复合体mTORC2，通过基因去除而被激活，它通过一系列的中间信号分子，最终也激活mTORC1。

通常发生一种情况的是，mTORC2激活mTORC1。但是，当科学家们也切除PTEN敲除小鼠的一个肾脏时，mTORC1并不需要mTORC2的激活。mTORC1真正需要的是酶，III类PI3K，才变得活跃。在他们的其他模型中（小鼠的一个肾脏被切除，但PTEN没有敲除），也是如此。如果没有PTEN，小鼠双侧肾脏都会变大。当他们给小鼠服用雷帕霉素（可抑制mTORC1），双侧的肾脏变小。

现在，他们想知道，为什么肾脏增大会在到达某一点时停止，是否许多肾脏肾周长的大大增加对肾脏功能不利？通过了解关于增长诱因的更多信息，他们希望有一天能够采取干预措施，限制这种反应，并有助于确保剩下的独肾也能继续发挥作用。

每个人的肾脏中平均有大约100万个肾单位，或过滤单元。每个肾单位都有一根肾近端小管，可重新恢复血液的肾过滤，如氨基酸、葡萄糖和钠。然后，近端小管会把这些物质返回到体循环中，并直接将废物排向膀胱尿液中淘汰。

一个单肾可能来自于发育问题或损伤、肾移植的情况。即使一个人具有双肾，如果疾病降低了功能性肾单位的数量，那么残余的功能性肾单位也变得更大。

来源：冷泉港实验室