解密肾脏微环境对肾损伤有哪些影响

发表在《Nature Communications》上的一项研究为急性肾损伤(AKI)后受损细胞如何在促进疾病的微环境中相互作用提供了新的见解。由于治疗选择有限，AKI经常发展为慢性肾脏疾病(CKD)，影响超过七分之一的美国成年人，估计有3700万人。

新的发现可能有助于未来预防CKD，这可能导致肾衰竭。

这项研究汇集了南加州大学Andy McMahon实验室和加州理工学院Long Cai蔡龙实验室的科学家，并得到了南加州大学广泛创新奖的支持，该奖项为跨机构研究合作提供了资金。

在这项研究中，来自加州理工学院的Michal Polonsky和来自南加州大学的Louisa Gerhardt利用了Cai实验室开发的一种名为seqFISH的尖端工具。有了这个工具，研究人员可以收集有关遗传活动的信息，并研究AKI小鼠完整肾脏组织中的细胞相互作用。这使得科学家能够分析受损肾组织中超过1000个基因的精确表达，识别与损伤相关的微环境，并预测与CKD进展相关的细胞相互作用。

“Cai博士的seqFISH技术为损伤后肾脏的细胞相互作用提供了前所未有的见解，”McMahon说，他是南加州大学干细胞生物学和再生医学的W.M.凯克教务长和大学教授，将于10月加入加州理工学院。“需要更好地了解肾损伤，以确定预防慢性肾脏疾病进展的目标。”

Cai教授是生物学和生物工程教授，他补充说:“我们很高兴我们的技术能够更深入地了解肾脏损伤和疾病。这项研究体现了跨机构和跨学科合作对推进生物医学研究的重要性。”

在肾脏的最外层，科学家们发现了一个可能的病理微环境，他们称之为“ME-5”。这种微环境包含一种特别容易受到损伤的肾细胞，称为近端小管细胞或PT。

在ME-5中，受伤的PTs和邻近的结缔组织细胞(称为成纤维细胞)交换信号，可能导致损伤进展。关键信号涉及基因Clcf1和Crfl1，这两个基因编码的蛋白质可以促进炎症、纤维化或瘢痕形成。在ME-5中检测到的其他信号可能有助于免疫细胞的募集，从而进一步促进炎症、纤维化和其他病理变化的发展。

科学家们还发现了另一个重要的与损伤相关的微环境，他们将其命名为“ME-16”，其特征是各种免疫细胞类型的聚集，称为三级淋巴结构，已知会导致慢性炎症。ME-16不是局限于肾脏的特定区域，而是分布在整个受损器官。

为了分享他们的发现，该团队构建了AKI后细胞、分子和结构变化的综合图谱，从而完善了我们对CKD转变的理解。此地图可在https://woldlab.caltech.edu/ci2-celltiles/Mouse-Kidney-Fibrosis/上公开获取。