Studium onemocnění ledvin na úrovni jedné buňky

Další informace:{0}}

Mengmeng Jiang a kol

Abstraktní

Pozadí:Theledvinaje vysoce komplexní orgán, který plní různé funkce, které jsou nezbytné pro zdraví. Onemocnění ledvin nastává, kdyžledvinyjsou poškozené a nefungují správně. Jednobuněčná analýza je výkonná technologie, která poskytuje bezprecedentní pohled na normální a abnormálníledvinabuněčných typů a změní naše chápání mechanismu, který je základem společnýchledvinanemocí.

Cistanche tubulosa zabraňuje onemocnění ledvin, kliknutím sem získáteprodukty a Cistanche uk

Souhrn:Naše chápání patogeneze onemocnění ledvin je omezeno neúplnou molekulární charakterizací buněčných typů odpovědných za funkce ledvin. Aplikace jednobuněčných technologií pro studium ledvin odhalila buněčnou heterogenitu, signatury genové exprese a molekulární dynamiku během nástupu a vývojeledvinanemocí. Jednobuněčné analýzy ledvinových organoidů a tkání aloštěpů nabízejí nový pohled na organogenezi ledvin, mechanismy onemocnění a terapeutické výsledky. Souhrnně lepší porozumění heterogenitě ledvinových buněk a molekulární dynamice onemocnění ledvin zlepší diagnostickou přesnost a usnadní identifikaci nových léčebných strategií v nefrologii.

Klíčová zpráva:V tomto přehledovém článku shrnujeme nedávné jednobuněčné studie onemocnění ledvin a diskutujeme dopad jednobuněčné technologie na základní i klinický nefrologický výzkum.

Úvod Ledviny jsou 2 orgány ve tvaru fazole, které jsou zodpovědné za filtrování odpadních produktů, přebytečné vody a dalších nečistot z krve a za produkci moči. Ledviny také regulují pH, hladinu soli, draslíku a krevní tlak; kontrolovat tvorbu červených krvinek; a aktivovat formu vitamínu D, která pomáhá tělu vstřebávat vápník [1, 2]. K dnešnímu dni má přibližně 850 milionů lidí na celém světě onemocnění ledvin, včetně chronických onemocnění ledvin (CKD), akutního poškození ledvin, selhání ledvin a mnoha dalších onemocnění [3]. Onemocnění ledvin nastává, když jsou ledviny poškozeny a nemohou plnit svou funkci. Poškození může být způsobeno cukrovkou, vysokým krevním tlakem a různými dalšími chronickými (dlouhodobými) stavy. Onemocnění ledvin může vést k dalším zdravotním problémům, včetně slabých kostí, poškození nervů, podvýživy a srdečních chorob. Současné terapeutické strategie pro pacienty stále zahrnují transplantaci ledvin nebo dialýzu, které jsou nákladné [2, 3].

Různé buňky v ledvině, včetně epiteliálních, mezangiálních, endoteliálních a neuronálních buněk, stejně jako síť imunitních buněk, interagují, aby udržely normální funkci ledvin. Nahlédnutí do heterogenity zdravých ledvin a procesu onemocnění ledvin zpřesní molekulární a histopatologické definice fenotypů ledvin a podpoří vývoj nových klasifikací onemocnění. Jednobuněčná technologie má potenciální výhody pro stanovení buněčných subtypů, stavů a ​​změn frekvence během nástupu a progrese onemocnění ledvin [4]. S rychlým rozvojem vysoce výkonného jednobuněčného sekvenování RNA (scRNA-seq) byly nedávno vytvořeny komplexní buněčné krajiny normálních ledvin pro přesnou medicínu v nefrologii [5–9]. Projekt Kidney Precision Medicine Project (KPMP) byl vyvinut celosvětově s cílem získat biopsie lidské ledviny, vytvořit atlas ledvinové tkáně, definovat podskupiny onemocnění a případně identifikovat kritické buňky, cesty a cíle pro nové terapie [10]. Na základě příslušných souborů transkripčních dat jedné buňky pro ledviny vědci také analyzovali signatury genové exprese ACE2, TMPRSS2 a SLC6A19 v podtypech ledvinových buněk, což je zásadní pro pochopení patogeneze koronaviru těžkého akutního respiračního syndromu 2 [ 11]. V tomto přehledu se zaměříme na (1) vývoj a aplikaci jednobuněčných technologií, (2) studium výskytu a vývoje onemocnění ledvin pomocí scRNA-seq, (3) molekulární atlas imunitních buněk u onemocnění ledvin, (4) aplikace scRNA-seq na ledvinové organoidy a (5) náhled do ledvinových aloštěpů pomocí scRNA-seq (obr. 1).