Studera njursjukdomar på encellsnivå

För mer information:ali.ma@wecistanche.com

Mengmeng Jiang et al

Abstrakt

Bakgrund:Dennjureär ett mycket komplext organ som utför olika funktioner som är väsentliga för hälsan. Njursjukdom uppstår närNjurarär skadade och inte fungerar korrekt. Encellsanalys är en kraftfull teknik som ger oöverträffad insikt i normala och onormalanjurecelltyper och kommer att förändra vår förståelse av den mekanism som ligger till grund för gemensammanjureSjukdomar.

Cistanche tubulosa förhindrar njursjukdom, klicka här för att fåprodukter och Cistanche uk

Sammanfattning:Vår förståelse av njursjukdomspatogenes begränsas av ofullständig molekylär karakterisering av celltyper som är ansvariga för njurfunktioner. Tillämpningen av encellsteknik för studier av njuren har avslöjat cellulär heterogenitet, genuttryckssignaturer och molekylär dynamik under början och utvecklingen avnjureSjukdomar. Encelliga analyser av njurorganoider och allograftvävnader ger nya insikter i njurorganogenes, sjukdomsmekanismer och terapeutiska resultat. Sammantaget kommer en bättre förståelse av njurcellsheterogenitet och den molekylära dynamiken hos njursjukdomar att förbättra diagnostisk noggrannhet och underlätta identifieringen av nya behandlingsstrategier inom nefrologi.

Huvudbudskap:I den här översiktsartikeln sammanfattar vi de senaste encellsstudierna om njursjukdomar och diskuterar effekterna av encellsteknik på både grundläggande och klinisk nefrologiforskning.

Inledning Njurarna är 2 bönformade organ som är ansvariga för att filtrera avfallsprodukter, överskott av vatten och andra föroreningar från blodet och producera urin. Njurarna reglerar också pH, salt, kaliumnivåer och blodtryck; kontrollera produktionen av röda blodkroppar; och aktivera en form av D-vitamin som hjälper kroppen att absorbera kalcium [1, 2]. Hittills har uppskattningsvis 850 miljoner människor världen över njursjukdomar, inklusive kroniska njursjukdomar (CKD), akut njurskada, njursvikt och många andra sjukdomar [3]. Njursjukdom uppstår när njurarna är skadade och inte kan utföra sin funktion. Skador kan orsakas av diabetes, högt blodtryck och olika andra kroniska (långsiktiga) tillstånd. Njursjukdomar kan leda till andra hälsoproblem, inklusive svaga ben, nervskador, undernäring och hjärtsjukdomar. De nuvarande terapeutiska strategierna för patienter involverar fortfarande njurtransplantation eller dialys, vilket är kostsamt [2, 3].

En mängd olika celler i njurarna, inklusive epitel-, mesangial-, endotel- och neuronala celler, liksom ett nätverk av immunceller, interagerar för att upprätthålla normal njurfunktion. Insikter i heterogeniteten hos friska njurar och processen bakom njursjukdomar kommer att förfina njurmolekylära och histopatologiska fenotypdefinitioner och stödja utvecklingen av nya sjukdomsklassificeringar. Encellsteknik har potentiella fördelar för bestämning av cellsubtyper, tillstånd och frekvensförändringar under njursjukdomens uppkomst och progression [4]. Med den snabba utvecklingen av encellig RNA-sekvensering med hög genomströmning (scRNA-seq) har omfattande cellulära landskap av normala njurar nyligen konstruerats för precisionsmedicin inom nefrologi [5–9]. Kidney Precision Medicine Project (KPMP) utvecklades över hela världen och syftade till att erhålla humana njurbiopsier, skapa njurvävnadsatlas, definiera sjukdomsundergrupper och så småningom identifiera kritiska celler, vägar och mål för nya terapier [10]. På grundval av relevanta encellstranskriptionsdataset för njurarna har forskare också analyserat genuttryckssignaturerna för ACE2, TMPRSS2 och SLC6A19 i njurcellssubtyper, vilket är avgörande för att förstå patogenesen av allvarligt akut respiratoriskt syndrom coronavirus 2 [11]. I denna översyn kommer vi att fokusera på (1) utveckling och tillämpning av encellsteknik, (2) studera förekomst och utveckling av njursjukdomar med scRNA-seq, (3) en molekylär atlas över immunceller vid njursjukdomar, (4) tillämpningen av scRNA-seq på njurorganoider och (5) insikt i njuralografter med scRNA-seq (fig. 1).