解密腎臟微環(huán)境對腎損傷有哪些影響

來源：作者：人氣：-發(fā)表時間：2024-09-09 11:06:00【大中小】

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

發(fā)表在《Nature Communications》上的一項研究為急性腎損傷(AKI)后受損細胞如何在促進疾病的微環(huán)境中相互作用提供了新的見解。由于治療選擇有限，AKI經(jīng)常發(fā)展為慢性腎臟疾病(CKD)，影響超過七分之一的美國成年人，估計有3700萬人。

新的發(fā)現(xiàn)可能有助于未來預(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)境和細胞相互作用

這項研究匯集了南加州大學(xué)Andy McMahon實驗室和加州理工學(xué)院Long Cai蔡龍實驗室的科學(xué)家，并得到了南加州大學(xué)廣泛創(chuàng)新獎的支持，該獎項為跨機構(gòu)研究合作提供了資金。

在這項研究中，來自加州理工學(xué)院的Michal Polonsky和來自南加州大學(xué)的Louisa Gerhardt利用了Cai實驗室開發(fā)的一種名為seqFISH的尖端工具。有了這個工具，研究人員可以收集有關(guān)遺傳活動的信息，并研究AKI小鼠完整腎臟組織中的細胞相互作用。這使得科學(xué)家能夠分析受損腎組織中超過1000個基因的精確表達，識別與損傷相關(guān)的微環(huán)境，并預(yù)測與CKD進展相關(guān)的細胞相互作用。

“Cai博士的seqFISH技術(shù)為損傷后腎臟的細胞相互作用提供了前所未有的見解，”McMahon說，他是南加州大學(xué)干細胞生物學(xué)和再生醫(yī)學(xué)的W.M.凱克教務(wù)長和大學(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)防慢性腎臟疾病進展的目標。”

Cai教授是生物學(xué)和生物工程教授，他補充說:“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。這項研究體現(xiàn)了跨機構(gòu)和跨學(xué)科合作對推進生物醫(yī)學(xué)研究的重要性。”

圖2 seqFISH揭示了所有主要的腎細胞類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)了一個可能的病理微環(huán)境，他們稱之為“ME-5”。這種微環(huán)境包含一種特別容易受到損傷的腎細胞，稱為近端小管細胞或PT。

在ME-5中，受傷的PTs和鄰近的結(jié)締組織細胞(稱為成纖維細胞)交換信號，可能導(dǎo)致?lián)p傷進展。關(guān)鍵信號涉及基因Clcf1和Crfl1，這兩個基因編碼的蛋白質(zhì)可以促進炎癥、纖維化或瘢痕形成。在ME-5中檢測到的其他信號可能有助于免疫細胞的募集，從而進一步促進炎癥、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胞類型的聚集，稱為三級淋巴結(jié)構(gòu)，已知會導(dǎo)致慢性炎癥。ME-16不是局限于腎臟的特定區(qū)域，而是分布在整個受損器官。

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

參考資料

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