解密腎臟微環(huán)境對(duì)腎損傷有哪些影響

來(lái)源：作者：人氣：-發(fā)表時(shí)間：2024-09-09 11:06:00【大中小】

摘要：一項(xiàng)研究為急性腎損傷(AKI)后受損細(xì)胞如何在促進(jìn)疾病的微環(huán)境中相互作用提供了新的見(jiàn)解。

發(fā)表在《Nature Communications》上的一項(xiàng)研究為急性腎損傷(AKI)后受損細(xì)胞如何在促進(jìn)疾病的微環(huán)境中相互作用提供了新的見(jiàn)解。由于治療選擇有限，AKI經(jīng)常發(fā)展為慢性腎臟疾病(CKD)，影響超過(guò)七分之一的美國(guó)成年人，估計(jì)有3700萬(wàn)人。

新的發(fā)現(xiàn)可能有助于未來(lái)預(yù)防CKD，這可能導(dǎo)致腎衰竭。

圖1 空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)定義了腎臟再生和疾病中損傷特異性微環(huán)境和細(xì)胞相互作用

這項(xiàng)研究匯集了南加州大學(xué)Andy McMahon實(shí)驗(yàn)室和加州理工學(xué)院Long Cai蔡龍實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家，并得到了南加州大學(xué)廣泛創(chuàng)新獎(jiǎng)的支持，該獎(jiǎng)項(xiàng)為跨機(jī)構(gòu)研究合作提供了資金。

在這項(xiàng)研究中，來(lái)自加州理工學(xué)院的Michal Polonsky和來(lái)自南加州大學(xué)的Louisa Gerhardt利用了Cai實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的一種名為seqFISH的尖端工具。有了這個(gè)工具，研究人員可以收集有關(guān)遺傳活動(dòng)的信息，并研究AKI小鼠完整腎臟組織中的細(xì)胞相互作用。這使得科學(xué)家能夠分析受損腎組織中超過(guò)1000個(gè)基因的精確表達(dá)，識(shí)別與損傷相關(guān)的微環(huán)境，并預(yù)測(cè)與CKD進(jìn)展相關(guān)的細(xì)胞相互作用。

“Cai博士的seqFISH技術(shù)為損傷后腎臟的細(xì)胞相互作用提供了前所未有的見(jiàn)解，”McMahon說(shuō)，他是南加州大學(xué)干細(xì)胞生物學(xué)和再生醫(yī)學(xué)的W.M.凱克教務(wù)長(zhǎng)和大學(xué)教授，將于10月加入加州理工學(xué)院。“需要更好地了解腎損傷，以確定預(yù)防慢性腎臟疾病進(jìn)展的目標(biāo)。”

Cai教授是生物學(xué)和生物工程教授，他補(bǔ)充說(shuō):“我們很高興我們的技術(shù)能夠更深入地了解腎臟損傷和疾病。這項(xiàng)研究體現(xiàn)了跨機(jī)構(gòu)和跨學(xué)科合作對(duì)推進(jìn)生物醫(yī)學(xué)研究的重要性。”

圖2 seqFISH揭示了所有主要的腎細(xì)胞類(lèi)型及其在腎臟中的位置，以及AKI后的成分和空間變化

在腎臟的最外層，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)可能的病理微環(huán)境，他們稱(chēng)之為“ME-5”。這種微環(huán)境包含一種特別容易受到損傷的腎細(xì)胞，稱(chēng)為近端小管細(xì)胞或PT。

在ME-5中，受傷的PTs和鄰近的結(jié)締組織細(xì)胞(稱(chēng)為成纖維細(xì)胞)交換信號(hào)，可能導(dǎo)致?lián)p傷進(jìn)展。關(guān)鍵信號(hào)涉及基因Clcf1和Crfl1，這兩個(gè)基因編碼的蛋白質(zhì)可以促進(jìn)炎癥、纖維化或瘢痕形成。在ME-5中檢測(cè)到的其他信號(hào)可能有助于免疫細(xì)胞的募集，從而進(jìn)一步促進(jìn)炎癥、纖維化和其他病理變化的發(fā)展。

科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)重要的與損傷相關(guān)的微環(huán)境，他們將其命名為“ME-16”，其特征是各種免疫細(xì)胞類(lèi)型的聚集，稱(chēng)為三級(jí)淋巴結(jié)構(gòu)，已知會(huì)導(dǎo)致慢性炎癥。ME-16不是局限于腎臟的特定區(qū)域，而是分布在整個(gè)受損器官。

為了分享他們的發(fā)現(xiàn)，該團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了AKI后細(xì)胞、分子和結(jié)構(gòu)變化的綜合圖譜，從而完善了我們對(duì)CKD轉(zhuǎn)變的理解。此地圖可在https://woldlab.caltech.edu/ci2-celltiles/Mouse-Kidney-Fibrosis/上公開(kāi)獲取。

參考資料

[1] Global impact of unproductive splicing on human gene expression