Erilaiset munuaisfibroosimallit osoittavat erilaisten munuaisosastojen vaurioita
Mar 20, 2022
Abstrakti:Munuaisfibroosi on monien kroonisten sairauksien yleinen ilmentymä ja tunnusmerkkimunuaissairaus(CKD), joka esiintyy erilaisissa morfologisissa malleissa, mikä viittaa erilaisiin patogeenisiin syihin. Laajat makroskooppisesti näkyvät arvet ovat seurausta vakavasta fokaalivauriosta ja täydellisestä parenkymaalista tuhoamisesta, mikä kuvastaa haavan paranemisreaktiota infarktin seurauksena. Vuonnamunuainen,krooninen glomerulaarinen vaurio johtaa vastaavan tubuluksen surkastumiseen, tämän spesifisen nefronin rappeutumiseen ja lopulta interstitiaaliseen fibroosiin/tubulusatrofiaan (IF/TA). Verrattuna tähän glomeruluksen aiheuttamaan fokaaliseen korvausarpiin tubulusatrofiasta riippumaton diffuusi fifibroosi näyttää olevan erilainen patogeeninen prosessi.Munuainenfifibroosi näyttää kehittyvän osastospesifisellä tavalla, mutta onko fokaalilla ja diffuusilla fibroosilla erillisiä piirteitä, jotka liittyvät muihin glomerulaarisiin tai tubulointerstitiaalisiin vaurioihin, on edelleen vaikea tietää. Tässä tutkimuksessa pyrimme analysoimaan munuaisten fibroottisia kuvioita, jotka liittyvät munuaisvaurioihin, jotka vaikuttavat suoraan munuaisten fibrogeneesiin, selvittääksemme fibroottisia kuvioita ja ilmenemismuotoja erillisten munuaisosastojen vaurioituessa. kuviotmunuainenfifibroosia analysoitiin CKD:n ja erilaisten munuaispatologioiden kokeellisissa malleissa korrelaatiossa histopatologisten ja ultrarakenteellisten löydösten kanssa. Eristetyn puolikuuisen munuaiskerästulehduksen (GN) induktion jälkeen nefrotoksisessa seeruminefriitissä (NTN) krooninen glomerulusvaurio johti pääasiassa fokaaliseen fifibroosiin atrofisten tubulusten vieressä. Sitä vastoin yksipuolisen virtsanjohtimen tukkeuman (UUO) käyttäminen tubulointerstitiaalisen osan primaarisen vaurion mallina paljasti diffuusi fibroosin kroonisten leesioiden vallitsevana mallina. Lopuksi foolihapon aiheuttama nefropatia (FAN) mallina primaarisesta tubulusvauriosta, jossa peräkkäinen tubulusatrofia oli riippumaton kroonisesta glomerulaarisesta vauriosta, aiheutti yhtä lailla vallitsevan fokaalisen IF/TA:n. Analysoimalla useita munuaispatologioita, tietomme viittaavat myös siihen, että fokaalinen ja diffuusi fibroosi näyttävät vaikuttavan kroonisina vaurioina suurimmassa osassa ihmisen munuaissairauksia, ja niitä esiintyy pääasiassa neutrofiilien sytoplasmisiin vasta-aineisiin (ANCA) liittyvissä GN:ssä, lupusnefriitissä ja IgA-nefropatiassa ( IgAN). Fokaalinen IF/TA korreloi munuaiskerästen vaurioon ja peruuttamattomaan nefronien vaurioon, kun taas diffuusi fibroosi ANCA GN:ssä liittyi nimenomaisesti interstitiaaliseen tulehdukseen, joka oli riippumaton glomerulusvauriosta ja nefronien katoamisesta. Fokaalisen IF/TA:n ultrastrukturaalinen analyysi verrattuna diffuusifibroosiin paljasti erilaiset matriisikoostumukset, joita tukivat lisäksi erilaiset kollageenin allekirjoitukset transkriptiotietosarjoissa. Mitä tulee pitkäaikaiseen munuaistulokseen, vain fokaalisen IF/TA:n laajuus korreloi loppuvaiheen kehittymisen kanssa.munuaissairaus(ESKD) ANCA GN:ssä. Sitä vastoin diffuusimunuainenfifibroosi ei liittynyt pitkäaikaiseen munuaistulehdukseen. Yhteenvetona totean, että tarjoamme todisteita siitä, että polttokuviomunuainenfifibroosi näyttää liittyvän nefronien katoamiseen ja korvaavaan arpeutumiseen. Sen sijaan hajakuviomunuainenfifibroosi näyttää johtuvan primaarisesta interstitiaalisesta tulehduksesta ja vauriosta.
Avainsanat:fibroosi kuvio; munuaisten fibroosi; munuaisvaurio; putkimainen atrofia; tulehdus; systeeminen vaskuliitti
CISTANCHE PARANTAA MUNUAIS-/MUUNAISTUNNUSTA
Johdanto
Munuaisfibroosi on yleinen ilmentymä ja tunnusmerkki monenlaisille kroonisille sairauksillemunuaisten sairaudet(CKD) johtaa loppuvaiheeseenmunuaissairaus(ESKD), taustalla olevasta etiologiasta riippumatta [1]. Yleensä munuaisfibroosi (tai tubulointerstitiaalinen fibroosi) edustaa solunulkoisen matriisin (ECM) kerääntymisen histomorfologiaa CKD:n kaikissa vaiheissa.Munuainenfifibroosi voi ilmetä erilaisina morfologisina kuvioina, mikä viittaa muihin patogeenisiin syihin [2]. Laajat makroskooppisesti näkyvät arvet ovat seurausta vakavasta fokaalivauriosta ja täydellisestä parenkymaalista tuhoamisesta, mikä kuvastaa haavan paranemisreaktiota infarktin seurauksena [3]. VuonnamunuainenKrooninen glomerulaarinen vaurio johtaa vastaavan tubuluksen surkastumiseen, tämän spesifisen nefronin rappeutumiseen ja lopulta interstitiaaliseen fibroosiin/tubulusatrofiaan (IF/TA) [4,5]. Verrattuna tähän glomeruluksen aiheuttamaan fokaaliseen korvausarpiin tubulusatrofiasta riippumaton fifibroosi (jäljempänä diffuusi fibroosi) näyttää olevan erilainen patogeeninen prosessi [6,7]. Tubulusatrofia määritellään erikoistuneen kuljetus- ja metabolisen kapasiteetin menetykseksi, ja sille on tyypillisesti tunnusomaista pienet tubulukset, epiteelisolut, joissa on vaalea sytoplasma, tai laajentuneet hyvin ohuet tubulukset. Toisin kuin käsityksemme fibroosista arpikudoksena, joka edustaa epätäydellistä munuaisten korjausprosessia, diffuusia fibroosia pidetään aktiivisena CKD:n etenemisen edistäjänä, mikä perustuu olennaisesti havaintoon, että munuaisten toiminnan heikkeneminen korreloi paremmin tubulointerstitiaalisen fibroosin kanssa. glomerulaaristen vaurioiden kanssa [8–11]. Edellä olevien käsitteiden perusteellamunuainenFibroosia käsitellään joko epätäydellisenä mekanisminamunuainenkorjaava tai aktiivinen CKD:n etenemistä edistävä tekijä [12,13].Munuainenfifibroosi näyttää kehittyvän osastospesifisellä tavalla, mutta onko fokaalisella IF/TA:lla vai diffuusilla fifibroosilla erillisiä ominaisuuksia, jotka liittyvät muihin glomerulaarisiin tai tubulointerstitiaalisiin vaurioihin, on edelleen vaikea tietää. Tässä tutkimuksessa pyrimme analysoimaan munuaisten fibroottisia kuvioita, jotka liittyvät edellä mainittuihin munuaisleesioihin (esim. glomerulaariset, tubulaariset ja interstitiaaliset vauriot), jotka suoraan vaikuttavat munuaisten fibrogeneesiin.
Materiaalit ja menetelmät
2.1. EläimetKaikki kokeelliset eläintutkimukset suoritettiin Beth Israel Deaconess Medical Centerin (BIDMC) ja Göttingenin yliopistollisen lääketieteellisen keskuksen Institutional Animal Care and Use Committeen hyväksynnällä ARRIVE-ohjeiden [14] mukaisesti. Koeprotokollat on kuvattu yksityiskohtaisesti alla. N=5 hiiren näytekoko kussakin ryhmässä ei ollut virallista tai ennalta määritettyä. 2.2. Nefrotoksinen seerumi-nefriitti (NTN) Jokainen hiiri esiimmunisoitiin aluksi 200 µg:lla lampaan IgG:tä (Capralogics, Gilbertville, IA, USA) 200 µl:ssa täydellistä Freundin adjuvanttia (Sigma, St. Louis, MO, USA), johon oli injektoitu laskimoon 40 µl:lla nefrotoksinen seerumi päivinä 5, 6 ja 7 esiimmunisaation jälkeen. Kokeet päättyivät 63 päivää immunisoinnin jälkeen [15,16]. 2.3. Unilateral ureteral obstruction (UUO) Kahdeksasta kahteentoista viikkoa vanhat C57BL/6-hiiret nukutettiin isofluraaniinhalaatiolla ja analgesia suoritettiin subkutaanisella buprenorfiiniinjektiolla. Virtsanjohdin erotettiin ympäröivistä kudoksista ja kaksi ligatuuria asetettiin noin 5 mm:n etäisyydelle toisistaan vasemman munuaisen virtsanjohtimen ylempään kahteen kolmasosaan luotettavan tukkeuman aikaansaamiseksi. Kokeet päättyivät kymmenen päivää virtsanjohtimen ligaation jälkeen, kuten aiemmin on kuvattu [17].
CISTANCHE PARANTAA MUNUAIS-/munuaissairauksia
2.4. Foolihapon aiheuttama nefropatia (FAN)Munuaisvaurio indusoitiin yhdellä intraperitoneaalisella foolihappoinjektiolla (250 mg/kg ruumiinpainoa PBS:ssä) CD1-hiirissä. Kokeet päättyivät 96 päivää injektion jälkeen.
2.5. Tutkimuspopulaatio Yhteensä 112 tapausta erilaisista munuaissairauksista, mukaan lukien akuutti interstitiaalinen nefriitti (AIN), neutrofiilien sytoplasmisiin vasta-aineisiin liittyvä glomerulonefriitti (ANCA GN), kalvomainen GN, lupusnefriitti, hypertensiivinen nefropatia, IgA-nefropatia, fookalis-segANmentaalinen (IgA-nefropatia) glomeruloskleroosi (FSGS) ja diabeetikkomunuaissairaus(DKD) olivat mukana. Vaikka rutiininomaisten kliinisten tietojen käyttöön ei vaadittu virallista hyväksyntää, Göttingenin yliopistollisen lääketieteellisen keskuksen eettinen komitea antoi myönteisen lausunnon (nro 22/2/14 ja 28/9/17). Lisäksi kaikki potilaat suostuivat tietojen keräämiseen osana säännöllistä sairaanhoitoaan. 2.6. Määritelmät Arvioitu glomerulussuodatusnopeus (GFR) laskettiin käyttämällä kroonistaMunuaissairausEpidemiology Collaboration (CKD-EPI) -yhtälö [18]. ANCA GN:n tapauksille Birmingham Vasculitis Activity Score (BVAS) versio 3 laskettiin aiemmin kuvatulla tavalla [19]. BVAS arvioidaan asteikolla 0-63, jossa 0 osoittaa taudin aktiivisuuden puuttumista ja korkeammat pisteet osoittavat aktiivista sairautta. 2.7. Massonin Trichrome Stain Formaliinilla kiinnitetyt, parafiiniin upotetut munuaiset leikattiin 3 um:n kokoisiksi, ja värjäys suoritettiin BIDMC Histopatology Core -keskuksessa ja Göttingenin yliopistollisessa lääketieteellisessä keskuksessa. 2.8. Munuaisten histopatologia Munuaispatologit (LS, SH ja PS) arvioivat kaikki biopsiat ja sokeutuivat kliinisen tiedon keräämiseen ja analysointiin. Analogisesti Banff-pisteytysjärjestelmässä, niiden aivokuoren alueiden prosenttiosuus, joihin vaikuttaa kokonaismäärämunuainenfibroosi ja fokaalinen interstitiaalinen fibroosi tubulaarisen atrofian alueella (IF/TA) arvioitiin koko näytteestä. Diffuusi fibroosi, joka ei liity tubulaariseen atrofiaan, laskettiin vähentämällä [20]. Lisäksi jokaisesta glomeruluksesta pisteytettiin erikseen nekroosin, puolikuun ja globaalin skleroosin esiintyminen. Tämän seurauksena glomerulusten prosenttiosuus, joilla oli jokin näistä piirteistä, laskettiin murto-osana glomerulusten kokonaismäärästä kussakin munuaisbiopsiassa. Näiden pisteytysten perusteella histopatologinen alaryhmittely Berdenin et al. (fokusaalinen, puolikuu, seka- tai skleroottinen luokka) ja ARRS Brixin et al. (pieni, keskitaso tai korkea riski) suoritettiin [21,22].
2.9. Remission induktioterapiaGlukokortikoideja (GC) annettiin joko suonensisäisenä pulssihoitona tai suun kautta kapenevassa aikataulussa. Plasmanvaihtoa (PEX) annettiin induktiojakson aikana hoitavien lääkäreiden harkinnan mukaan. Rituksimabia (RTX) annettiin neljänä suonensisäisenä annoksena 375 mg/m2 joka viikko; RTX:tä ei annettu 48 tunnin sisällä ennen PEX-hoitoa. Syklofosfamidia (CYC) annettiin kolmena suonensisäisenä annoksena aina 15 mg/kg:aan asti joka toinen viikko ja joka kolmas viikko sen jälkeen iän ja munuaisten toiminnan mukaan sovitettuna. Yhdistelmähoitoa annettiin neljänä suonensisäisenä annoksena 375 mg/m2 RTX joka viikko ja kaksi suonensisäistä annosta 15 mg/kg CYC joka toinen viikko. Hoitavien lääkäreiden harkinnan mukaan remission induktiohoito riippui aikaisemmista hoito-ohjelmista ja yksittäisistä potilastekijöistä. RTX oli suositeltava nuoremmilla potilailla, ja toksisuus oli tärkein syy tähän valintaan [23]. Pneumocystis jiroveci -infektion estämiseksi annettiin ennaltaehkäisyä paikallisen käytännön mukaisesti.
CISTANCHE PARANTAA MUNUAIKAISTEN/MUUNAISTEN VAATTOA
2.10. Julkisesti saatavilla olevien taulukkotietojoukkojen analyysitJulkisesti saatavilla olevat aineistot analysoitiin yleisten suositusten mukaisesti [24]. Ihmisen transkriptiomatriisitiedot esitetään log2-mediaanikeskitetyinä intensiteeteinä, jotka on poimittu Nephroseq-tietokannasta, mukaan lukien European Renal cDNA Biobank (ERCB) 170 CKD-potilaalta ja 31 terveeltä elävältä luovuttajalta (saantinumero GSE69438) [25].
2.11. Tilastolliset menetelmätMuuttujien normaalijakauma testattiin Shapiro–Wilk-testillä. Ei-normaalijakautumat jatkuvat muuttujat ilmaistaan mediaani- ja interkvartiilivälinä (IQR), kategorialliset muuttujat esitetään frekvenssinä ja prosentteina. Tilastolliset vertailut eivät olleet muodollisesti päteviä tai ennalta määritettyjä. Ryhmien välisessä vertailussa käytettiin Kruskal–Wallis-testiä. Ryhmävertailuissa mediaanien erojen määrittämiseen käytettiin Mann–Whitneyn U-testiä. Ei-parametriset ryhmien väliset vertailut suoritettiin Pearsonin khin neliötestillä. Korrelaatiot analysoitiin käyttämällä Spear-manin rankkorrelaatiokerrointa (Spearmanin ρ) ja data-analyysit suoritettiin GraphPad Prismilla (versio 8.4.3 macOS:lle, GraphPad Software, San Diego, CA, USA).
3. Tulokset
3.1. Erillisten munuaisosastojen vauriot johtavat erilaisiin munuaisfibroosiinSelvittääksemme mahdollisia taustalla olevia sairausmekanismeja fokaalisen IF/TA:n ja diffuusin fibroosin kehittymisessä glomerulaarisen tai tubulaarisen vaurion seurauksena, haastoimme ensin hiiret kokeellisilla malleilla primaarisesta glomerulaarisesta vauriosta, joka johtaa munuaistoksisen seeruminefriitin (NTN) aiheuttamaan glomeruluskleroosiin. , diffuusi tubulointerstitiaalinen vaurio, joka johtuu munuaisten jälkeisestä vajaatoiminnasta ja munuaisten hemodynaamisista ja metabolisista muutoksista, jotka johtuvat yksipuolisesta virtsanjohtimen tukkeutumisesta (UUO), ja spesifinen tubulusvaurion malli, joka johtaa tubulusatrofiaan foolihapon aiheuttaman nefropatian vuoksi (FAN, kuva 1A) [26–28 ]. Munuaiset näissä kokeellisissa malleissamunuaisvaurioarvioitiin Massonin trikromivärjäyksellä, joka paljasti, että krooninen glomerulaarinen vaurio NTN:ssä johti pääasiassa fokaaliseen IF/TA:hen atrofisten tubulusten vieressä (kuvio 1B, C ja taulukko 1). Sitä vastoin UUO:n käyttäminen tubulointerstitiaalisen osan primaarisen vaurion mallina ja siihen liittyviä tulehduksellisia vaurioita paljasti diffuusifibroosin kroonisten leesioiden johtavana mallina (kuvat 1B, C ja taulukko 1). Mielenkiintoista on, että FAN primaarisen tubulusvaurion mallina, jossa peräkkäinen tubulusatrofia oli riippumaton kroonisesta glomerulaarisesta vauriosta, indusoi yhtä lailla vallitsevan fokaalisen IF/TA:n (kuvat 1B, C ja taulukko 1), mikä korostaa tubulusvaurion ja tubulaarisen atrofian roolia kehityksessä. tämän fokaalisen fibroosikuvion perusteella.
3.2. Fokaalisen IF/TA:n ja diffuusifibroosin jakautuminen ihmisen patologioissaSen varmistamiseksi, ovatko munuaisfibroosin erilaiset kuviot yleisiä taudin etenemismekanismeja vasteena krooniselle vauriolle ja havaittiinko munuaispatologioissa, analysoimme seuraavaksi fokaalisen IF/TA:n ja diffuusin fibroosin esiintymistä ja jakautumista useissa muissa ihmisissä.munuaisten sairaudet.Yhteensä 67 munuaisbiopsiasta, joilla on erilaisia munuaissairauksia, mukaan lukien antineutrofiilinen sytoplasminen vasta-aineeseen liittyvä glomerulonefriitti (ANCA GN), akuutti interstitiaalinen nefriitti (AIN), kalvoinen GN, lupusnefriitti, hypertensiivinen nefropatia, IgA-nefropatia (IgAN), glomeruloskleroosi (FSGS) ja diabeetikkomunuaissairaus(DKD), fokaalista IF/TA:ta ja diffuusia fibroosia voitiin havaita vaihtelevassa määrin (Kuva 2A–C ja taulukko 2). Mielenkiintoista on, että diffuusi fibroosi esiintyi pääasiassa ANCA GN:n, lupus nefriittien ja IgAN:n tapauksissa.munuaisten sairaudetglomerulaarinen ja interstitiaalinen vaurio (kuva 2C). Nämä havainnot viittaavat siihen, että eri munuaisfibroosimalleja esiintyy erilaisissa munuaispatologioissa, mukaan lukien ANCA GN, ja että ANCA GN voisi toimia mallisairaudena tutkittaessa eri munuaisosastojen tulehduksellisia ja rappeuttavia vauriomekanismeja [29].
3.3. Fokaalinen IF/TA ja diffuusi fibroosi viittaavat ANCA GN:n erilaisten munuaisosastojen vaurioitumiseenKoska havaitsimme, että munuaisfibroosia esiintyy erilaisissa munuaispatologioissa, mukaan lukien ANCA GN munuaissairaudena, johon liittyy glomerulaarinen ja tulehduksellinen interstitiaalinen vaurio, jossa fokaalinen IF/TA ja diffuusi fibroosi jakautuvat tasaisesti, analysoimme erillisiä munuaisfibroosin malleja yhdessä. kliinisillä, laboratorio- ja histopatologisilla löydöksillä yhteensä 49 munuaisbiopsiasta, joissa oli vahvistettu ANCA GN (taulukko 3) [30–36]. Kokonaisfibroosin laajuus korreloi munuaisten toiminnan vakavaan heikkenemiseen, mikä heijastui seerumin kreatiniinin nousuna ja glomerulussuodatusnopeuden heikkenemisenä (GFR, kuva 3B). Kun pisteytetään systemaattisesti ANCA GN, kokonaisfifibroosi korreloi normaalien munuaiskerästen pienentyneen osuuden kanssa, joka johtui kiihtyvistä puolikuuista ja globaalista glomerulaarisesta skleroosista (kuva 3C). Tulehduksellisten leesioiden joukossa kokonaisfibroosi korreloi kokonaistulehduksen kanssa ANCA GN:ssä, jota ei nimenomaisesti katsota johtuvan interstitiaalisesta tulehduksesta IF/TA:n alueiden ulkopuolella tai tulehduksesta interstitiaalisen fibroosin ja tubulaarisen atrofian alueilla (i-IF/TA, kuva 3C). Seuraavaksi leikkasimme munuaisfibroosin fokaaliksi IF/TA:ksi ja diffuusifibroosiksi, joka ympäröi ehjiä tubuluksia ilman selviä merkkejä tubulusatrofiasta erillistä analyysiä varten (kuva 3D). Mielenkiintoista on, että emme havainneet suoraa korrelaatiota fokaalisen IF/TA:n ja diffuusin fifibroosin välillä (kuva 3E), mikä osoitti kunkin ANCA GN:n leesion erilliset ominaisuudet. Kuten aiemmin havaitsimme kokonaisfibroosin osalta, IF/TA korreloi normaalien munuaiskerästen vähentyneen osuuden kanssa, mikä johtui pääasiassa globaalista glomeruluskleroosista (kuva 3E), mikä vahvistaa vakiintuneen mekanismin, jonka mukaan krooninen glomerulusvaurio johtaa vastaavien tubulusten rappeutumiseen, johon liittyy tubulusatrofiaa ja fokaalinen fibroottinen arpeutuminen [4]. Sitä vastoin diffuusi fifibroosi ei korreloi kroonisten munuaiskerästen vaurioiden, vaan puolikuun muotoisten glomerulusten kanssa (kuva 3E), mikä viittaa siihen, että diffuusi fifibroosi (ei liity tubulaariseen atrofiaan) on vielä tuntemattomien mekanismien taustalla, jotka ovat riippumattomia kroonisesta glomerulaarisesta vauriosta ja nefronien katoamisesta. Munuaistulehduksen systemaattinen pisteytys paljasti, että diffuusi fibroosi liittyi erityisesti interstitiaaliseen tulehdukseen ei-fibroottisilla alueilla (kuva 3E), kun taas fokaalinen IF/TA korreloi aivokuoren kokonaistulehduksen kanssa, jota ei spesifisesti katsottu johtuvan interstitiaalisesta tulehduksesta tai i-IF/TA:sta. kuva 3E). Huomattakoon, että molemmat leesiot korreloivat munuaisten toiminnan vakavamman heikkenemisen kanssa (kuvio 3F), mikä tukee edelleen havaintoa, että jokainen vaurio on olennainen munuaisvaurion ja tuloksen aiheuttaja.
Kuva 3. Fokaalinen IF/TA ja diffuusi fibroosi ovat merkkejä erilaisten munuaisosastojen vauriosta ANCA GN:ssä. (A) Edustava mikrovalokuva Massonin trikromivärjätystä munuaisleikkeestä ANCA GN:ssä (mittakaavapalkki: 200 µm). (B) Yhteys munuaisten kokonaisfibroosin, kliinisten ja laboratoriolöydösten välillä ANCA GN:ssä on esitetty lämpökartalla, joka heijastaa Spearmanin ρ:n keskiarvoja, tähdet osoittavat p < 0.05.="" (c)="" yhteys="" munuaisten="" kokonaisfibroosin,="" glomerulaaristen="" ja="" tulehduslöydösten="" välillä="" anca="" gn:ssä="" on="" esitetty="" lämpökartalla,="" joka="" heijastaa="" spearmanin="" ρ:n="" keskiarvoja,="" tähdet="" osoittavat="" p="">< 0,05.="" (d)="" edustava="" mikrovalokuva="" massonin="" trikromivärjätystä="" munuaisleikkeestä="" anca="" gn:ssä,="" jossa="" on="" fokaalinen="" if/ta="" (ylempi="" paneeli)="" ja="" diffuusi="" fibroosi="" (alapaneeli)="" (mittakaavapalkit:="" 40="" µm).="" (e)="" fokaalisen="" if/ta:n="" ja="" diffuusin="" fibroosin="" välinen="" yhteys="" glomerulaarisiin="" ja="" tulehduslöydöksiin="" on="" kuvattu="" lämpökartalla,="" joka="" heijastaa="" spearmanin="" ρ:n="" keskiarvoja,="" tähdet="" osoittavat="" p="">< 0,05.="" (f)="" fokaalisen="" if/ta:n="" ja="" diffuusin="" fibroosin="" välinen="" yhteys="" kliinisiin="" ja="" laboratoriolöydöksiin="" anca="" gn:ssä="" on="" esitetty="" lämpökartalla,="" joka="" heijastaa="" spearmanin="" ρ:n="" keskiarvoja,="" tähdet="" osoittavat="" p="">< 0,05.="" lyhenteet:="" anca="" gn="" —="" antineutrofiilinen="" sytoplasminen="" vasta-aine="" glomerulonefriitti;="" bvas="" –="" birminghamin="" vaskuliitin="" aktiivisuuspisteet;="" crp-c-reaktiivinen="" proteiini;="" gfr="" —="" glomerulussuodatusnopeus;="" if/ta="" —="" interstitiaalinen="" fibroosi/tubulusatrofia;="" iqr="" —="" kvartiiliväli;="" mpo="" -="" myeloperoksidaasi;="" acr="" –="" virtsan="" albumiini/kreatiniini-suhde;="" upcr="" –="" virtsan="">
3.4. Fokaalisen IF/TA:n ja diffuusifibroosin analyysi paljastaa selkeät matriisikoostumuksetSeuraavaksi analysoimme tarkemmin fokaalisen IF/TA:n ja diffuusin fibroosin morfologisia ominaisuuksia ANCA GN:ssä. Semitiinileikkeet paljastivat, että atrofisia tubuluksia ympäröivä fokaalinen IF/TA oli tiivistynyt enemmän kuin säilöttyjä ehjiä tubuluksia ympäröivä löyhästi järjestetty fibroottinen kudos (kuvio 4A). Transmissioelektronimikroskoopilla (TEM) selvitettiin kollageenikimppuja, jotka oli upotettu tiiviisti pakattuun stroomatriisiin (kuva 4B). Sitä vastoin diffuusin fibroosin ultrarakenneanalyysi osoitti lähes ehjiä tubuluksia, joita ympäröi leventynyt turvotus sisäosien kanssa fokaalien kollageenikimppujen kanssa, jotka paljastivat epätäydellisen fibroottisen kudoksen (kuva 4B). Nämä havainnot viittaavat siihen, että fokaalinen IF/TA ja diffuusi munuaisfibroosi voivat erota ECM-koostumuksen ja organisaation suhteen.
3.5. Tubulointerstitiaalinen transkriptomi yhdessä tubulaarisen atrofian kanssa paljastaa selkeät kollageenimerkit munuaisfibroosissaSeuraavaksi analysoimme ECM-koostumusta, joka heijastui kollageenin allekirjoituksista mikrodissektoiduista tubulointerstitiaalisista osastoista 170 CKD-potilaalla ja 31 terveellä elävällä luovuttajalla (Nephroseq-tietokanta), jotta löydettiin yhteys vakiintuneiden tubulusatrofian merkkiaineiden kanssa, mukaan lukien sytokeratiini-7 (koodaa) KRT7), -18 (KRT18) ja -19 (KRT19) [25,37]. Tubulointerstitiaalisissa osastoissa, joissa tubulaaristen vauriomerkkien ilmentyminen oli korkea, kollageenit COL1A1, COL1A2, COL3A1, COL4A1, COL4A2, COL5A2, COL6A3, COL16A1 ja COL18A1 ilmentyivät pääasiassa (kuva 5). Sitä vastoin havaittiin käänteinen korrelaatio COL2A1:lle, COL5A3:lle, COL6A1:lle, COL8A2:lle, COL11A1:lle, COL11A2:lle, COL17A1:lle ja COL19A1:lle (kuva 5). Nämä tulokset viittaavat siihen, että munuaisfibroosilla voi olla selkeät kollageenimerkit tubulusvaurion merkkiaineissa.
3.6. Focal IF/TA liittyy huonompaan pitkän aikavälin tulokseen ANCA GN:ssäSaadaksemme käsityksen siitä, liittyvätkö erilaiset munuaisfibroosimallit pitkäaikaisiin munuaistulehduksiin, vertailimme seuraavaksi kokonaista, fokaalista IF/TA:ta ja diffuusia munuaisfibroosia ANCA GN:ssä ESKD:n kehittymiseen. Munuaisten kokonaisfibroosi ANCA GN:ssä korreloi huonompien pitkäaikaisten munuaistulosten kanssa (taulukko 4). Mielenkiintoista on, että vain fokaalisen munuaisfibroosin laajuus korreloi munuaisten tulosten kanssa (taulukko 4). Sitä vastoin diffuusi munuaisfibroosi ei liittynyt pitkäaikaisiin munuaistulehduksiin (taulukko 4), mikä viittaa siihen, että erilaiset fifibroosimallit voivat myös vaikuttaa taudin etenemiseen ja mahdolliseen hoitovasteeseen.
Keskustelu
Tähän mennessä munuaisfibroosin kehittyminen voidaan jakaa kahteen käsitteeseen: toisaalta kirjallisuus tarjoaa vankkaa näyttöä siitä, että munuaisfibroosi on yksinkertainen seuraus nefronin peruuttamattomasta vauriosta, joka johtuu joko kroonisesta glomerulaarisesta tai tubulusvauriosta. tubulaarisessa atrofiassa ja vaurioituneita nefroneja ympäröivässä fokaalissa interstitiaalisessa fibroosissa [12,13]. Siten tubulaariseen atrofiaan liittyvä fokaalinen IF/TA edistää munuaisten korjausta toimimalla arpikudoksena ja korvaa siten jo kadonneita nefroneja [12]. Toisaalta munuaisten fibroosi voidaan nähdä aktiivisena, etenevänä ja vahingollisena munuaisten interstitiumin uudelleenmallinnusprosessina. Tässä prosessissa fibroblastit vaikuttavat suoraan epiteelin vaurioitumiseen, mikä viittaa todelliseen CKD:n etenemisen interstitiaaliseen mekanismiin [13]. Tietojemme mukaan tämä on ensimmäinen tutkimus, jossa munuaisfibroosi jaetaan systemaattisesti kahdeksi erilliseksi ja riippumattomaksi ilmentymäksi fokaalisilla tai diffuusilla histomorfologisilla kuvioilla, mikä selventää näiden leesioiden kaksi erilaista patogeenistä reittiä. Antaaksemme uusia näkemyksiä munuaisten fibrogeneesin alasta, munuaisfibroosin kehityksestä ja kohtalosta, tutkimme kolmea erilaista hiirimallia, joissa oli tunnettuja munuaisfibroosin kokonaisuuksia, selvittääksemme fibroottisia kuvioita ja ilmenemismuotoja erillisten munuaisosastojen vaurioituessa. Eristetyn puolikuun GN:n induktio NTN:ssä ja krooninen glomerulaarinen vaurio johtivat pääasiassa fokaaliseen fibroosiin atrofisten tubulusten vieressä [26]. Nämä havainnot tukevat käsitystä irreversiibelistä nefronivauriosta, joka johtaa fokaaliseen IF/TA:hen, joka ympäröi vaurioituneita nefroneja [12,13]. Sitä vastoin UUO:n käyttäminen tubulointerstitiaalisen osan primaarisen vaurion mallina siihen liittyvien tulehdusleesioiden kanssa paljasti diffuusifibroosin kroonisten leesioiden johtavana mallina [27]. UUO-hiirten munuaisfibroosille oli ominaista herkät kollageenisäikeet, jotka ympäröivät lähes ehjiä tubuluksia.
Mielenkiintoista on, että UUO-hiirten interstitium ei osoittanut vain diffuusia fibroosia, vaan myös runsaasti tulehdussoluja. Koska tulehdus on reaktio vammautumiseen, on tärkeää keskustella siitä, johtuuko interstitiaalinen tulehdus välittömästä vauriosta, joka on riippumaton viereisestä nefronista. Näin ollen diffuusi fibroosi johtuu yksittäisestä interstitiaalisesta nefriitistä ilman munuaisen epiteelin parenkyymin primaarista vauriota, mikä voi esiintyä taudin etenemisen myöhemmissä vaiheissa tubulointerstitiaalisena nefriittinä ja todennäköisesti johtaa atrofisiin nefroniin. Virtsan tukkoisuus tubulusepiteelijärjestelmässä on UUO-mallin ensisijainen syyllinen, mikä johtaa diffuusi fibroosiin, munuaisten hemodynaamisiin ja metabolisiin muutoksiin [27]. Koska jokainen parenkyyman tukkoisuus johtaa ympäröivän interstitiumin turvotukseen, munuaisen interstitiumin diffuusi turvotus voi selittää tulehduksen ja diffuusin fibroosin laajuuden UUO-hiirillä. Lopuksi, FAN mallina primaarisesta tubulusvauriosta, jossa peräkkäinen tubulusatrofia oli riippumaton kroonisesta glomerulaarisesta vauriosta, indusoi yhtä lailla vallitsevan fokaalisen IF/TA:n, mikä korostaa tubulusvaurion ja tubulaarisen atrofian roolia fokaalisen IF/TA:n kehittymisessä [28]. Tässä mallissa useat vierekkäiset nefronit näyttivät vahingoittuneen suoran tubulaarisen toksisuuden vuoksi, mikä johti pitkittyneeseen tubulusatrofiaan ilman glomerulusvaurioita.
Useiden munuaispatologioiden analyysin jälkeen tietomme viittaavat myös siihen, että fokaalinen IF/TA ja diffuusi fibroosi vaikuttavat kroonisina vaurioina suurimmassa osassa ihmisen munuaissairauksia. Fokaalinen IF/TA ja diffuusi fibroosi ovat pääasiassa läsnä ANCA GN:ssä ja korostavat suoran interstitiaalisen vaurion oletettua mekanismia diffuusin fifibroosin syynä. ANCA GN:ssä munuaissairaudessa, johon liittyy munuaiskerästen vaurioita (puolikuun muodostuminen, glomerulusten skleroosi ja nefronien menetys) ja interstitiaalinen vaurio (tulehduksesta johtuen), tarjoamme tässä todisteita siitä, että tubulointerstitiaalinen fibroosi liittyy joko nefronivaurioon (riippuvainen tai riippumaton glomerulusten arpeutumisesta). tai primaarinen interstitiaalinen vaurio (joka johtaa diffuusiin fibroottiseen interstitiaaliseen uusiutumiseen) [22,38–41]. Lisäksi tietomme osoittavat, että fokaalinen IF/TA ANCA GN:ssä korreloi globaalin glomerulaarisen skleroosin kanssa, mikä johti glomeruluskleroosiin ja nefronien menetykseen [26]. Tässä voisimme myös paljastaa, että fokaalinen munuaisarpeutuminen edustaa munuaisfibroosin keskeistä mallia, mikä vahvistaa suuren määrän kirjallisuutta, jossa kuvataan, että krooninen glomerulaarinen vaurio johtaa vastaavan tubuluksen rappeutumiseen, johon liittyy tubulusatrofiaa, tämän spesifisen nefronin menettämiseen ja epätäydelliseen munuaisten korjaamiseen. polttokorvausarpella [12]. Näin ollen tietomme vahvistavat, että fokaalinen IF / TA liittyy peruuttamattomaan nefronien vaurioon, joka on joko riippuvainen tai riippumaton glomerulaarisesta vauriosta. Ihmisen biopsioiden fokaaliset IF/TA-kuviot näyttävät olevan samaa alkuperää, mikä heijastaa munuaisten korjausta. Sitä vastoin ANCA GN:n diffuusi fibroosi liittyi erityisesti interstitiaaliseen tulehdukseen. Semitiinileikkeet paljastivat fibroottisen kudoksen, jossa oli löyhästi järjestettyjä kollageenikuituja, jotka ympäröivät lähes täysin ehjiä tubuluksia, joista puuttui merkkejä todellisesta atrofiasta. Huomionarvoista on, että TEM-analyysi osoitti hyvin harvaan järjestettyjä kollageenikimppuja hyvin löyhästi organisoidussa interstitiumissa, mikä viittaa turvotuksiin interstitiaalisissa muutoksissa. Koska ANCA GN on pieniä verisuonia vaivaava vaskuliitti, interstitiaalinen tulehdus ja diffuusi fibroosi voidaan selittää interstitiaalisella vaskuliitilla, johon liittyy kapillaarivuoto; siten turvotus ja interstitiaalinen tulehdus pahentavat diffuusia interstitiaalista fibroosia [42].
CISTANCHE PARANTAA MUNUAIS-/MUUNAISDIALYYSIÄ
Mikrodissektoiduista tubulointerstitiaalisista osastoista saadut transkriptiotietojoukot paljastivat erottuvat kollageenin allekirjoitukset, jotka liittyvät fokaaliseen IF/TA:han, joka liittyy tubulusatrofiaan ja diffuusifibroosiin, joka ei liity tubulaariseen atrofiaan, mikä viittaa siihen, että fokaalinen IF/TA ja diffuusi munuaisfibroosi voivat erota ECM-koostumuksesta. Kollageeni on tärkeä runsas kuituproteiini solunulkoisessa matriisissa. Kollageenit muodostavat ECM:n ensisijaisen rakenneosan ja tarjoavat vetolujuutta, säätelevät solujen adheesiota, tukevat kemotaksista ja migraatiota sekä ohjaavat kudosten kehitystä [43]. Tähän mennessä on kuvattu 28 kollageenityyppiä. Tärkeimmät sidekudosten kollageenityypit ovat tyypit I, II, III, V ja XI. Mikrodissektoiduissa tubulointerstitiaalisissa osastoissa tubulaarisen atrofian markkereihin liittyvä fokaalinen fibroosi sisälsi pääasiassa kollageenityyppejä I, III, IV ja V. Sitä vastoin tunnistimme käänteisen korrelaation kollageenityyppien II ja XI kanssa, mikä viittaa siihen, että fokaalinen IF/TA ja diffuusi munuaiset fifibroosi voi poiketa erilaisista kollageenikirjoituksista. Lopuksi osoitamme tässä, että munuaisten kokonaisfibroosi ANCA GN:ssä korreloi huonompien pitkäaikaisten munuaistulosten kanssa, kuten aiemmin on kuvattu [22]. Mielenkiintoista on, että vain fokaalisen munuaisfibroosin laajuus korreloi munuaisten lopputulokseen. Sitä vastoin diffuusi munuaisfibroosi ei liittynyt pitkäaikaiseen munuaistulehdukseen. Nämä havainnot viittaavat siihen, että erilaiset fifibroosimallit voivat myös vaikuttaa taudin etenemiseen ja mahdolliseen hoitovasteeseen.
Kaiken kaikkiaan tarjoamme todisteita siitä, että suurin osa munuaisfibroosista näyttää liittyvän nefronien katoamiseen ja korvaavaan arpeutumiseen, mikä edustaa epätäydellistä kudosten korjausta. Sitä vastoin diffuusi fibroosi näyttää olevan seurausta primaarisesta interstitiaalisesta tulehduksesta ja vauriosta ilman, että munuaisen epiteeliosasto on vaurioitunut. Mielenkiintoista on, että molemmat fifibroosimallit korreloivat munuaisten toiminnan vakavampaan heikkenemiseen, mikä tarkoittaa, että jokainen interstitiaalinen fibroottinen vaurio on olennainen osatekijä lopputuloksessa. Samanaikaisesti vaihtoehtoisten mekanismien taustalla olevaa fokaalista korvausfibroosia ja diffuusififibroosia johtavaa toiminnallisen parenkyyman menetystä ei ole vielä systemaattisesti kuvattu munuaisissa. Tällaisia mekanismeja on kuitenkin raportoitu sydämen fibroosissa. Korvausfibroosi (arpifibroosi) on fokaalinen ja sitä esiintyy sydänlihaskudosnekroosin jälkeen, esimerkiksi sydäninfarktin jälkeen, ja sitä pidetään peruuttamattomana sydänlihaksen repeämien estämiseksi infarktin jälkeen [44]. Toisaalta diffuusi fibroosi on yhdistetty solunulkoisen kollageenin diffuusiin leviämiseen ilman kardiomyosyyttinekroosia, ja sen uskotaan olevan periaatteessa palautuva [45–48].
Tutkimuksemme tärkeimmät rajoitukset ovat munuaisbiopsioiden rajallinen määrä joissakin munuaispatologioissa, sen retrospektiivinen suunnittelu ja munuaisvaurion kokeellisten mallien rajallinen siirrettävyys ihmisiin. Kuitenkin päähavaintomme, jonka mukaan fokaalinen IF/TA ja diffuusi fibroosi ovat riippumattomia munuaisfibroosin malleja ANCA GN:ssä (ja muissa kroonisissa munuaissairauksissa), viittaa siihen, että jokaisella leesiolla on erilliset ominaisuudet ja luultavasti mekanismit ANCA GN:ssä. Lisäksi nämä havainnot laajentavat entisestään nykyistä tietämysämme tulehduksen, munuaisvaurion ja fibroosin välisestä vuorovaikutuksesta, mikä myötävaikuttaa tulehdusvasteiden tarkempaan ymmärtämiseen ja mahdollisiin uusiin terapeuttisiin strategioihin munuaisfibroosin erilaisten ilmentymien moduloimiseksi.
Johtopäätökset
Yhteenvetona, tarjoamme todisteita siitä, että munuaisfibroosin fokuskuvio näyttää liittyvän nefronien katoamiseen ja korvaavaan arpeutumiseen. Sitä vastoin munuaisten diffuusi kuvio, fifibroosi, näyttää johtuvan primaarisesta interstitiaalisesta tulehduksesta ja vauriosta