희토류 금속증의 발병은 신장 가돌리늄으로 시작됩니다

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 2025 (2023) 이 기사 인용

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자기공명영상(MRI) 조영제 유발 합병증의 주요 원인은 급성 신장 손상, 가돌리늄 노출(SAGE)/가돌리늄 침착 질환과 관련된 증상, 잠재적으로 치명적인 가돌리늄 뇌병증 및 비가역적인 전신 섬유증입니다. 가돌리늄은 비생리학적 란탄족 금속인 조영제의 활성 성분입니다. MRI 조영제 유발 질병의 메커니즘은 알려져 있지 않습니다. 마우스를 MRI 조영제로 치료했습니다. 조영제를 사용하지 않은 환자와 MRI 조영제 치료를 받은 환자의 인간 신장 조직을 채취하여 분석했습니다. 신장(인간 및 마우스)을 투과 전자 현미경 및 X선 에너지 분산 분광법을 이용한 주사 투과 전자 현미경으로 평가했습니다. MRI 조영제 치료로 인해 신장 상피에 단층 소포와 미토콘드리아 병증이 발생했습니다. 전자 밀도가 높은 세포내 침전물과 지질 방울의 바깥쪽 테두리에는 가돌리늄과 인이 풍부했습니다. 우리는 MRI 조영제가 생리학적으로 불활성이 아니라는 결론을 내렸습니다. 특히 반복 사용 시 이러한 합성 금속-리간드 복합체의 장기적인 안전성에 대해 더 많은 연구가 필요합니다.

자기공명영상(MRI) 조영제의 특성은 희토류 금속인 가돌리늄에 의존합니다. 가돌리늄은 독성이 있기 때문에 자기공명영상 조영제는 금속을 단단히 결합하고 신장 배설을 향상시키도록 고안된 독점적인 아미노폴리카르복실산 킬레이트입니다. MRI 조영제의 합병증에는 (때때로 치명적인) 가돌리늄 뇌병증, 급성 신장 손상, 가돌리늄 침착 질환/가돌리늄 노출과 관련된 증상(SAGE)1 및 '신장성' 전신 섬유증1,2,3,4,5이 포함됩니다. 모든 종류의 MRI 조영제에 노출되면 가돌리늄이 장기간 유지됩니다6. MRI 조영제 노출로 인한 잔류 가돌리늄은 환자와 동물 모델 모두에서 뇌를 포함한 모든 중요한 기관에서 발견되었습니다7,8,9,10,11. MRI 조영제에 노출된 지 몇 년이 지나면 소변에 가돌리늄이 포함될 수 있습니다12.

우리의 설치류 모델은 전신 MRI 조영제 치료 후 신장과 피부에 가돌리늄이 풍부한 나노입자가 형성되는 것을 보여주었습니다. 일상적인 치료 과정에서 MRI 조영제에 노출된 개인의 뇌에 있는 신경 세포질과 핵에서 가돌리늄이 풍부한 밀도가 발견되었습니다11. 가돌리늄 유발 질병의 나노독성학적 메커니즘은 잘 알려져 있지 않습니다5,13,14,15,16,17,18,19,20. MRI 조영제로 인한 합병증에 대한 우리의 이해는 완전하지 않습니다. 이러한 연구는 전신 MRI 조영제 치료 후 형성되는 세포 내 가돌리늄이 풍부한 미네랄의 구성을 특성화하기 위해 수행되었습니다.

마우스는 확립된 프로토콜에 따라 가돌리늄 기반 조영제로 치료되었습니다. 섬유증, 피부 세포질 증가, 표피 비후(보충 그림 S1a-d)를 포함한 피부 변화는 이전에 보고된 것과 같았습니다. 가돌리늄 처리 생쥐에서 신장 피질 관상 상피의 공포가있었습니다 (보충 그림 S1e). 이러한 발견은 가돌리늄으로 인한 신장 손상의 설치류 모델에서 이전에 보고된 것과 유사합니다.

미세 구조 수준에서 치료 된 생쥐에서 신장 사구체 및 관형 병리가 분명했습니다 (보충 그림 S2). 전자 밀도가 높은 물질은 남성과 여성의 신장에서 공통적인 특징이었습니다(그림 1). 전자 밀도가 높은 침전물은 신장 부분 전체에 분산되어 있으며 종종 큰 단층 소포로 둘러싸여 있습니다 (보충 그림 S2b-d, g-j, 그림 1c-h, j-n). 부종과 증가된 기질 대 크리스타 비율을 특징으로 하는 미토콘드리아 독성은 가돌리늄 처리된 수컷(보충 그림 S2e-f, g, i)과 암컷(그림 1c, d, j, m)에서 흔히 발견되었습니다. . 가돌리늄 처리된 남성과 여성의 신장 근위 세뇨관은 증가된 세포질 소포(그림 1g-j), 정점 수포(보충 그림 S2j, S1d, I, j), 관형 손상(보충 그림 S2j) 감소를 보여주었습니다. 미토콘드리아 밀도 (보충 그림 S2k, l), 기저막 파열 (보충 그림 S2m) 및 때때로 정점 막 파열 (보충 그림 S2n). 투과전자현미경을 통해 정량화된 형태측정법이 표 1에 제공되어 있습니다.