Munuaisten esisolujen säätelyn molekyylimekanismit: kuinka monta palaa palapelissä?

edmund.chen@wecistanche.com

Abstrakti:  Munuaisethiiristä, rotista ja ihmisistä omaavat progenitorit, jotka ylläpitävät päivittäistä homeostaasia ja osallistuvat endogeenisiin regeneratiivisiin prosesseihin vaurion jälkeen, koska ne kykenevät lisääntymään ja erilaistumaan. Nefronin glomerulaarisissa ja tubulaarisissa osastoissa johdonmukaiset tutkimukset osoittivat, että hyvin karakterisoidut, erilliset progenitorisolupopulaatiot, jotka sijaitsevat Bowman-kapselin parietaaliseen epiteeliin ja ovat hajallaan proksimaalisissa ja distaalisissa tubuluksissa, voivat tuottaa segmenttikohtaisia ​​soluja fysiologisissa olosuhteissa. ja kudosvaurion jälkeen. Näiden progenitorien vialliset tai epänormaalit regeneratiiviset vasteet voivat kuitenkin myötävaikuttaa patologisiin tiloihin. Molekyyliset ominaisuudetmunuaistenprogenitoreja on tutkittu laajasti, mikä paljastaa, että lukuisilla klassisilla ja evoluutionaalisesti konservoituneilla reiteillä, kuten Notch tai Wnt/-catenin, on tärkeä rooli solujen säätelyssä. Muut, kuten retinoiinihappo, reniini-angiotensiini-aldosteronijärjestelmä, TLR2 (Toll-like reseptori 2) ja leptiini, ovat myös tärkeitä tässä prosessissa. Tässä katsauksessa teemme yhteenvedon lukuisista molekyylimekanismeista, jotka ohjaavatmunuaistenprogenitorivasteet homeostaasin ja sen jälkeenmunuaisvaurio.Lopuksi tutkimme, kuinka yksisoluinen RNA-sekvensointi voisi tuoda luonnehdinnanmunuaistenprogenitorit seuraavalle tasolle, samalla kun heidän molekyylisen allekirjoituksensa tunteminen on saamassa merkitystä klinikalla.

Avainsanat:munuaisten progenitorit; molekyylimekanismit; munuaisvaurio; yksisoluinen RNA-sekvensointi; molekyylien allekirjoitus

CISTANCHE PARANTAA MUNUAIS-/munuaissairauksia

Johdanto Endogeenisen regeneraation ja korjauksen mekanismeja on ehdotettu useille nisäkäselimille [1]. Klassisia regeneratiivisia elimiä, kuten maha-suolikanavaa ja ihoa, on tutkittu laajasti vuosien varrella, ja ne ovat tuoneet esiin endogeenisten progenitorien tärkeän roolin [2]. Suolistossa suoliston kantasolut ylläpitävät päivittäistä homeostaasia, kun taas erilliset kanta-/esisolut vastaavat nopeista korjausprosesseista vaurion jälkeen [2]. Samoin epidermaaliset kantasolut muodostavat heterogeenisen kantasolupoolin, joka osallistuu orvaskeden homeostaasiin sekä kudosten korjaamiseen haavan jälkeen [3]. Aikuinenmunuainenon elin, jolla on alhainen solukierto ja jolla on esisoluja, jotka kykenevät lisääntymään ja erilaistumaan [4,5]. Tämä arvokas ominaisuus antaa tutkijoille ja kliinikoille mahdollisuuden pohtia uusia terapeuttisia tapoja ennallistaamunuaisten toimintaloukkaantumisen jälkeen. Tässä ehdotamme yleiskuvaa glomerulaarisissa ja putkimaisissa molekyylimekanismeistamunuaistenprogenitorit fysiologisissa ja patologisissa olosuhteissa (kuva 1) ja kuinka näiden reittien säätelyhäiriö voi olla syynämunuaissairaus. Selvitämme myös kuinkamunuaistenprogenitoreja voitaisiin edelleen karakterisoida käyttämällä yhden solun RNA-sekvensointitekniikkaa (scRNAseq) ja näiden solujen molekyylisen allekirjoituksen kliinistä merkitystä.

Munuaisten esisyntyjät

Sagrinati et ai. löysivät munuaisten progenitorit. ihmisessämunuaiset, joka perustuu kantasolumarkkerien CD133 ja CD24 ilmentymiseen, erilaistumismerkkien puuttuessa tai vähäisessä ilmentymisessä [6,7]. CD133 plus CD24 plus -solut sijaitsevat Bowman-kapselin virtsan navassa sekä hajallaan pitkin nefronin putkimaista osastoa erilaistuneiden tubulussolujen joukossa [6]. Jonkin verranmunuaistenprogenitorit, mukaan lukien ne, jotka sijaitsevat Bowman-kapselissa ja osa niistä, jotka ovat hajallaan pitkin tubulusta, ekspressoivat myös CD106:ta (kutsutaan myös vaskulaaristen solujen adheesiomolekyyliksi 1, VCAM1), kun taas suurin osa tubulusta pitkin lokalisoiduista progenitoreista ei [6, 8]. Nämä fenotyyppiset dCfferences heijastavat monipuolista toiminnallista kapasiteettia; todellakin, tubuluksia pitkin hajallaan olevat CD133 plus CD24 plus CD{7}} -solut osoittavat tubulaaristen progenitorien toiminnallisia piirteitä, kun taas CD133 plus CD24 plus CD106 plus parietaaliepiteelin ankeriaat (PEC:t) ovat multipotentteja [6]. Lisäksi CD1 33 plus CD24 plus CD1 06 plus progenitorien osajoukko, joka sijaitsee lähellä Bowman-kapselin distaalinapaa ja joka ekspressoi podokalyksiinia, pystyy tuottamaan vain podosyyttejä [6]. Kaiken kaikkiaan nämä havainnot muodostavat hierarkkisen linjanmunuaistenesivanhemmat sisällämunuainenjoka muistuttaa hemopoieettista järjestelmää [9]. PEC:t, joilla oli samanlaiset progenitoriominaisuudet ja anatominen sijainti, tunnistettiin myös hiirellä ja rotallamunuaiset[4,10,11]. PEC:ien geneettinen merkitseminen siirtogeenisessä indusoituvassa hiirilinjassa osoitti, että PEC:t kulkeutuvat glomeruluskimppuun ja erilaistuvat podosyyteiksi ad olescent -hiirissä [11]. Äskettäin Pax2 on tunnistettu hiiren merkiksimunuaistenprogenitorit, ja indusoituvan hiirimodolin luominen Pax2 plus -solupopulaatioiden linjan jäljittämiseksi mahdollisti solujen erilaistumisen.munuaistenprogenitorit lokalisoituivat PEC-solujen joukossa podosyytteihin synnytyksen jälkeisen glomerulaarisen kasvun aikana [4]. Lisätutkimukset osoittivat, että juxtamedullaarisissa ja kortikolikeräsissä on eri määrä Pax2 plus progenitoreja, ja aivokuoren glomeruluissa on kaksinkertainen määrä Pax2 plus progenitoreja, jotka pissaavat glomerulaaristen podosyyttien määrä terveissä olosuhteissa [12]. Aikuisella rotallamunuaisetEpäkypsiä soluja, jotka ekspressoivat hermosolujen adheesiomolekyyliä (NCAM) ja progenitorisolumarkkeria CD24, on kuvattu rotan Bowman-kapselia peittävien epiteelisolujen joukossa [10].

Hiirten Bowman-kapselin Pax2 plus progenitorien geneettinen merkitseminen mahdollisti sen osoittamisen, että nämä progenitorit erilaistuvat podosyyteiksi fokaalisen segmentaalisen glomeruloskleroosin (FSGS) malleissa ja niiden vaste vaurioon määrittää glomerulaaristen häiriöiden lopputuloksen, mikä vahvistaa niiden roolia podosyyttina. progenitorit [4,12]. Äskettäin käyttämällä siirtogeenistä hiirimallia, jossa podosyytit leimattiin GFP:llä (vihreä fluoresoiva proteiini) ja PEC:t leimattiin samanaikaisesti tdTomatolla, Kaverina ja kollegat tarjosivat myös vahvaa näyttöä siitä, että PEC:t toimivat uusien podosyyttien lähteenä aikuisilla hiirillä vamman jälkeen. Nämä solut ilmensivät samanaikaisesti kahta fluoresoivaa leimaa, hankkivat podosyyttimarkkereita ja osoittivat primaariset, sekundaariset ja tertiaariset jalkaprosessit [13]. Epänormaali progenitorivaste vaurioon voi myös myötävaikuttaa glomerulushäiriöihin [4,10,14,15]. Tietyissä olosuhteissa ihmisillä, hiirillä ja rotilla Bowman-kapselin esisolujen kaoottisen migraation ja proliferaation on osoitettu myötävaikuttavan puolikuun muodostumiseen ja glomerulusten arpeutumiseen [4,10,14]. Tutkimuksia ihmisestämunuaistenbiopsiat ovat yhdenmukaisia ​​sen käsityksen kanssa, että lisääntyvät progenitorit synnyttävät hyperplastisia vaurioita puolikuussa ja romahtamassa glomerulopatiassa [14], ja samanlaisia ​​tuloksia on saatu rotilla [10]. Hiirillä PEC-solujen linjan jäljitys osoitti, että niiden proliferaatio johtaa huomattavaan solujen määrän kasvuun hiiren nefrotoksisen seerumin nefriitin ja romahtavan glomerulopatian [16] puolikuussa sekä skleroottisten leesioiden ja solunulkoisen matriisin kerrostumisen muodostumiseen FSGS:ssä [15]. Äskettäin PEC:iden progenitorien spesifinen geneettinen seuranta osoitti niiden osallistumisen hyperplastisten glomerulaaristen leesioiden syntymiseen, jotka voitaisiin kuvitella epäonnistuneena podosyyttien regeneroinnissa vaurion jälkeen [4]. Kaikista näistä tutkimuksista on nyt selväämunuaistenPEC-solujen joukossa sijaitsevat progenitorit reagoivat podosyyttivaurioon käynnistäen regeneratiivisen ohjelman, mutta tehoton tai liiallinen vaste voi johtaa toiminnallisesta kudoksesta muodostumaan arpomaiseksi kudokseksi, joka koostuu soluista ja hajaantuneesta solunulkoisesta matriisista. Siksi tuntemalla mekanismit, jotka ohjaavat oikean proliferatiivisen ja erilaistuvan vasteenmunuaistenprogenitorit homeostaasin ja vamman jälkeisenä aikana on ratkaisevan tärkeitä ja voivat mahdollistaa oletettujen modulaattoreiden tunnistamisen tehostaakseenmunuaistenesivanhemmat.

Glomerulaarisen esisyntyisen fysiologian säätelijät: Kun orkesteri virittää melodian 

Mitkä signalointireitit säätelevät glomerulaaristen progenitorien lepotilaa, proliferaatiota ja erilaistumista podosyytteihin terveillämunuaiset? Nefrogeneesitutkimukset osoittivat, että -kateniini/Wnt-signaloinnin aktivoituminen on keskeinen vaihe, joka ohjaa PEC:n erilaistumista podosyyteiksi kehityksen aikana [17,18]. Itse asiassa Ctnnb1:n (-catenin 1) deleetio PEC:issä ehdollisesti knockout-hiiressä S-muotoisen vartalon myöhäisessä vaiheessa aiheutti glomerulaarisia poikkeavuuksia ja PEC:ien korvaamisen Bowman-kapseleissa hyvin erilaistuneilla podosyyteillä. Nefrogeneesin jäljittäminen alkion ehdollisissa kateniini-poistohiirissä paljasti, että nämä "parietaaliset podosyytit" olivat peräisin S-muotoisen kehon parietaalikerroksen esiastesoluista suoralla sukulinjakytkimellä. Nämä löydökset osoittavat, että -kateniini/Wnt-signalointi tarvitaan PEC:iden asianmukaiseen erilaistumiseen ja kypsymiseen podosyyteiksi [17]. WT1, tämän prosessin pääsäätelijä [19], on myös voimakas -kateniini/Wnt-signalointireitin estäjä [18]. Lepotilassa olevissa PEC:issä tehdyt tutkimukset osoittivat, että korkeat Pax2-tasot ja korkeat mikroRNA-193a:n (miR-193a) tasot estävät WT1:n ilmentymistä [20]. Kun PEC:t vaimentavat miR-193a:n ilmentymistä, tämä mahdollistaa WT1:n ylössäätelyn, mikä vaimentaa -kateniini/Wnt-signalointia ja indusoi PEC:n erilaistumista podosyyteiksi. Viimeaikaiset in vitro -tulokset osoittivat, että apolipoproteiini L1 (APOL1) säätelee myös PEC-molekyylifenotyyppiä moduloimalla miR193a:n ilmentymistä ja että APOL1:llä ja miR193a:lla on vastavuoroinen palautesuhde [21]. Viljelyjärjestelmässä PEC:n erilaistumista podosyyteiksi seurasi miR-193a-ekspression väheneminen. Samoin miR-193a:n tukahduttaminen tehosti APOL1-ilmentymistä [21]. Tulevien töiden pitäisi selvittää, toimiiko tämä APOL1–miR{35}}-akseli samalla tavalla in vivo kuin se toimii in vitro asiaankuuluvissa siirtogeenisissä hiirimalleissa ja ihmisessämunuaiset. Mielenkiintoista on, että APOL1 on herkkyysgeeni, jonka geneettiset variantit lisäävät podosytopatioiden kehittymisen todennäköisyyttä [22].

Solujen kohtalopäätöksen ja solujen lisääntymisen hallintaa monissa eri järjestelmissä ohjataan Wnt- ja Notch-signalointireittien integroidulla signaloinnilla [23]. Lasagni et ai. ilmoitti, että sisäänmunuaistenBowman-kapseliin lokalisoidut progenitorit, Notch-aktivaatio edistää pääsyä solusyklin S-vaiheeseen ja sitä seuraavaa mitoosia, kunnes ne ovat erilaistumattomassa tilassa [24]. Notch-reitin alasäätely kuitenkin heikkeni aikanamunuaistenprogenitorien erilaistuminen aiheutti podosyyttien syntymisen, joilla oli epänormaali DNA-sisältö, ja niiden seuraavat kuolemat mitoottisen katastrofin seurauksena [24,25]. Viimeaikaiset tulokset viittaavat siihen, että podosyyteistä johdettu CXCL12 (CXC-motiivi kemokiiniligandi 12) estää Notch-signalointia ja ylläpitää siten podosyyttien esi-isäisten rauhaa [12]. Notch-alassäätely liittyy solusyklin inhibiittoreiden p21, p27 ja p57 nousuun ja sykliini D1:n laskusäätelyyn [24], mikä antaa podosyytille postmitoottisen, ei-proliferatiivisen solun ominaisuudet. CXCL12-välitteinen podosyytti-munuaisen progenitoripalautemekanismi rajoittaa myös podosyyttien regeneraatiota glomerulaarisen vaurion jälkeen [12]. Todellakin, käyttämällä Pax2 plus:n sukulinjan jäljitystämunuaistenAdriamysiinin aiheuttamaa nefropatiaa sairastavien hiirten progenitoreja, tutkijat osoittivat, että CXCL12-salpaus edistää de novo -podosyyttien muodostumista ja heikentää glomeruloskleroosia [12].

CISTANCHE PARANTAA MUUNAISTEN/MUUNAISTEN TOIMINTAA

Parannuksenamunuaistenprogenitorien erilaistuminen podosyyteiksi voi edustaa houkuttelevaa terapeuttista strategiaa edistämään glomerulaaristen häiriöiden remissiota, useita tutkimuksia on suoritettu erilaistuvien yhdisteiden tunnistamiseksi. Retinoiinihapot (RA) ovat A-vitamiinin johdannaisia, joilla on todettu hyöty erilaisten syöpien hoidossa [26]. RA:n on myös osoitettu suojaavan sitä vastaanmunuaisvauriouseissa kokeellisissa malleissamunuaissairaus,mukaan lukien minimaalinen muutossairaus, kalvonefropatia, FSGS, ihmisen immuunikatovirukseen (HIV) liittyvä nefropatia (HIVAN) ja lupus-nefriitti [27]. Lukuisat tutkimukset ovat korostaneet RA:n roolia podosyyttien erilaistumisessa in vitro [28,29], ja käytimme RA:ta soluviljelyalustassa edistämäänmunuaistenprogenitorien erilaistuminen kohti podosyyttilinjaa [7]. Mielenkiintoista on, että altistuminen albumiinille, joka sitoo RA:ta suurella affiniteetilla, in vitro -viljelmien aikana voi estäämunuaistenprogenitorien erilaistuminen podosyytteihin eristämällä RA. In vivo raportoimme, että RA vapautui Bowman-tilassa glomerulusvaurion jälkeen ja endogeenisen RA-synteesin pysäyttäminen fokaalisen segmentaalisen glomeruloskleroosin mallissa pahensi albuminuriaa, glomerulusvauriota ja kuolleisuutta [30]. RA:n eksogeeninen antaminen, joka neutraloi albumiinin eristävän aktiivisuuden, mahdollisti regeneratiivisen vasteenmunuaistenprogenitorit, jotka lisäävät podosyyttien määrää ja paransivatmunuaisten toiminta[30]. Viimeaikaiset tulokset Lasagni et al. [4] vahvisti hypoteesin, että farmakologiset lähestymistavat, jotka lisäävät podosyyttien vastetta RA-signalointiin, lieventäisivät kokeellisen taudin etenemistä.munuaisvaurio. Itse asiassa in vitro -käsittelymunuaistennivelreumaa sairastavat progenitorit 6-bromi-indirubiini-30 --oksiimin (BIO) läsnä ollessa, glykogeenisyntaasikinaasi 3:n (GSK3) estäjä, indusoivat ihmisen voimakkaan erilaistumisenmunuaistenprogenitorit kohti podosyyttejä aktivoimalla RA-responsiivisten elementtien (RARE) transkriptioaktiivisuutta, eli lisäämällä munuaisten progenitorien herkkyyttä endogeenisen RA:n erilaistumisvaikutuksille. Munuaisten progenitorien erilaistumisen tehostaminen podosyyteiksi käyttämällä BIO:ta FSGS:n hiirimallissa johti merkittävään vaikutukseen sairauteen, mikä lisäsi taudin remissiota hoidetuilla hiirillä. Lihavuuteen liittyvän tyypin 2 diabeteksen progressiivisen vaiheen hiirimallissa BIO lisänä kaksoisreniini-angiotensiinijärjestelmän (RAS)/natriumglukoosin kuljettajan (SGLT)-2 estoon metformiinilla, ramipriililla ja empagliflotsiinilla heikensi glomerulusten fifiltraationopeuden (GFR) laskua vähentämällä entisestään glomeruloskleroosia, lisäämällä podosyyttien määrää ylläpitämällä erikoistumista, sekä indusoimalla de novo -erilaistumista podosyyttien progenitoreista ja parantamalla fifiltraatioraon tiheyttä [31].

Endlich et ai. osoitti Dach1:n (mäyräkoirahomologi 1) roolin PEC:n solun kohtalon määrittämisessä podosyytteihin ja oikeaan podosyyttien toimintaan. Podosyytit ilmentävät korkeita Dach1-tasoja in vivo ja in vitro, kun taas PEC ekspressoi erittäin alhaisia ​​Dach1-tasoja. Kirjoittajat havaitsivat, että Dach1-ekspression induktio PEC:ssä lisää merkittävästi podosyyttispesifisten proteiinien synaptopodiinia ja WT1:tä. Mielenkiintoista on, että Dach1 on osa Eya-Six-Hox-Pax-säätelyverkostoa, ja synaptopodiinin ilmentymisen säätelyyn liittyi samanaikainen Pax2-ekspression väheneminen [32].

Guhr et ai. analysoidaan millä mekanismeillamunuaistenprogenitorit säilyttävät potentiaalin ekspressoida podosyyttiproteiineja patofysiologisissa olosuhteissa ja osoittivat, että ne sisältävät aktivoidun ubikitiini-proteasomijärjestelmän (UPS), joka johtaa vasta syntetisoitujen podosyyttispesifisten proteiinien nopeaan hajoamiseen [33]. Toisaalta UPS ylläpitää podosyyttien identiteettiä säätelemällä podosyyttispesifisten proteiinien, kuten aktiinia sitovien proteiinien - aktiniini 4:n (ACTN4) ja synaptopodiinin (SYNPO), transkriptiotekijän Wilms-kasvain 1 (WT1), tasoja. stomatiiniperheen jäsenen podosiini, rakokalvoproteiini nefriini, adapteriproteiini NCK1 ja aktivoitu proteiinikinaasi Cλ (PKCλ) [33]. UPS-aktiivisuus on siksi tärkeä glomerulaaristen solujen fenotyyppien ja erilaistumistilan määrääjä.On tunnettua, että vuonnamunuainen,mekaaninen ympäristö on alttiina modifikaatioille vakiintuneissa glomerulaaristen sairauksien malleissa ja se voi vaikuttaa useiden solutyyppien, mukaan lukien podosyyttien, erilaistuneeseen tilaan [34]. Analysoimme äskettäin alustan jäykkyyden vaikutustamunuaistenprogenitorikäyttäytymistä, mikä osoittaa, että ainakin in vitro, ihmisen fenotyyppimunuaistenprogenitorit riippuu suuresti substraatin Youngin moduulista, joka on materiaalin jäykkyyden mitta, joka määritellään jännityksen ja jännityksen suhteeksi, kun jäykemmät substraatit edistävät munuaisten progenitorien lisääntymistä ja migraatiota. Alustan jäykkyys moduloi myös kapasiteettiamunuaistenprogenitorit erilaistumaan kohti podosyyttejä, ja Youngin moduuli 12 kPa on optimaalinen analysoitujen joukossa. Kemiallisten ja geneettisten estäjien avulla osoitimme, että Rho-kinaasi (ROCK) -aktiivisuutta tarvitaan välittämään jäykkyyden vaikutuksiamunuaistenprogenitorien lisääntyminen, migraatio ja erilaistuminen [35]. Kerästen jäykkyyden heikkeneminen on yleinen piirre monille glomerulaaristen vaurioiden muodoille, mukaan lukien FSGS [34,36], mikä viittaa ROCKin tärkeään rooliin myösmunuaissairaus.

Reniini-angiotensiini-aldosteronijärjestelmän estäjät (RAAS-I) ovat lääkkeitä, jotka hidastavat tehokkaita taudin etenemistä.munuaissairauserilaisten toimien kautta. Näiden lääkkeiden terapeuttisista vaikutuksista vastaavat mekanismit sekä niidenmunuaistensolukohteita, on suurelta osin tutkittu useissa ihmiseläinmalleissamunuaissairaus. Viimeaikaiset tiedot osoittivat, että ne voivat myös saada hyödyllisiä vaikutuksia edistämällämunuaistenprogenitorien erilaistuminen podosyyteiksi. Itse asiassa glomerulaarisen vaurion rotan mallissa ACE-I-hoito aiheutti progenitorien proliferaation vähenemisen, puolikuun muodostumisen vähenemisen ja vältti etenemisen kohti glomeruloskleroosia [10]. Siten progenitorisolujen aktivoinnin hillitseminen lääkkeillä palautti normaalin glomerulaarisen arkkitehtuurin [10]. Mielenkiintoista on, että angiotensiini (Ang) II -reseptorin, AT1:n, ilmentyminen rajoittui harvinaiseen CD24:ään plus PEC:hen normaalilla ihmisellä.munuaisetmutta sen säätely lisääntyi hyperplastisissa leesioissa [37], mikä viittaa Ang II/AT1 -reseptorin osuuteen epänormaalienmunuaistenprogenitorien migraatio ja proliferaatio proliferatiivisissa sairauksissa [37]. Tämän mukaisesti potilaalla, jolla oli CGN (crescentic glomerulonefriitti), ACE-I-hoito liittyi hyperplastisten leesioiden regressioon ja normalisoi AT1-reseptorin ilmentymisenmunuaistenesivanhemmat. Nämä tulokset antavat toisen selityksen angiotensiini II -reseptorisalpaaja (ARB) -hoidon jälkeen havaituille hyödyllisille vaikutuksille. Samalla tavalla ARB-hoito paransi tuloksia mesangiaalisen proliferatiivisen glomerulonefriitin rottamallissa, mikä indusoi kantasolumarkkereita ilmentävien PEC-solujen määrän kasvua [38].

Podosyyttien vaurioita pidetään tärkeänä diabeteksen aiheuttajanamunuaissairausetenemistä kohti loppuvaihettamunuaissairaus[39–41]. Suganami et ai. raportoinut ehkäisystä ja kumoamisestamunuaisvaurioantamalla leptiiniä diabeettisen nefropatian eläinmalleissa [39]. Viime aikoina Pichaiwong et ai. osoitti, että leptiinin korvaaminen voi muuttaa edenneen diabeettisen nefropatian rakenteelliset ja toiminnalliset parametrit leptiinipuutteellisessa BTBR ob/ob -hiiressä [41]. Erityisesti leptiinihoito, mutta ei RAAS-I, johti merkittävään podosyyttitiheyden ja -määrän kasvuun sekä WT1--positiivisen proliferoivan PEC:n lisääntymiseen. Tämän prosessin taustalla olevia mekanismeja kuvattiin tarkemmin seurantapaperissa, jossa ne osoittivat, että leptiinipuutteisten ob/ob-hiirten kaksoishoito tyypin A endoteliini-1-reseptorin (ETAR) selektiivisellä antagonistilla yhdistelmänä RAAS-inhibitio johti parantuneeseen fenotyyppiin [40], jolle on tunnusomaista PEC:ien aktivoituminen ja lisääntynyt podosyyttien määrä. Nämä tulokset tarjoavat epäsuoraa näyttöä siitä, että PEC:t voivat olla potentiaalinen säiliö kadonneiden podosyyttien palauttamiseksi ja että PEC:iden erilaistumiskyky voi olla avaintekijä diabeettisen nefropatian regressiossa, jota voidaan muuttaa farmakologisesti.

Glomerulaaristen progenitorien säätelijät patologiassa: Kun orkesteri on epäviritettySillä aikaamunuaistenprogenitorit voivat ohjata podosyyttien regeneraatiota vaurion jälkeen [4], ne voivat myös aiheuttaa ekstrakapillaarisia proliferatiivisia vaurioita tai puolikuuta, jotka ovat sekä tulehduksellisten että ei-inflammatoristen glomerulaaristen sairauksien tunnusmerkki [42]. Itse asiassa todisteet kokeellisista malleista [15] ja ihmisbiopsioista osoittavat, että puolikuu koostuumunuaistenprogenitorit [14], jotka muuttavat reaktiot epänormaalisti korjaavista vahingollisiin. Ei ole täysin ymmärretty, mitkä tekijät ovat vastuussa tasapainon kallistumisesta. CGN on parhaiten luonnehdittu sairaus, jossamunuaistenesivanhemmat ovat suurimmat syylliset. Solupuolinen puolikuu on tyypillinen CGN:ssä havaittu morfologinen muutos. Se määritellään monikerroksisiksi kertymiksimunuaistenprogenitorit ja muut solutyypit Bowman-avaruudessa. Tämän seurauksena se tukkii virtsan ulostuloaukon ja primaarisen virtsan virtauksen, ja myöhemmin siihen liittyvä nefroni heikkenee. Kerästen kapillaarien repeämä puolikuusairaudessa johtaa altistumiseenrenal synnyttää suuren plasmapitoisuuden, joka lisää dramaattisesti ihmisen lisääntymistämunuaistenprogenitorit kulttuurissa [43]. Useat plasman komponentit voivat selittää puolikuun muodostumisen, mutta tällä hetkellä on olemassa johdonmukaisia ​​tietoja vain fifibrinogeenin aktivoinnista, joka on aktivoituneen hyytymiskaskadin jäsen verisuonivaurioiden aikana. Fifibrinogeenin tai fifibrinolyysin puute estää puolikuun muodostumisen useissa jyrsijämalleissa [43,44].

Myös romahtava nefropatia ja pseudocrescents ovat peräisinmunuaistenesivanhemmat [14]. Puolikuureista poiketen ehdotettiin, että pseudokuurit ovat peräisinmunuaistenprogenitorit säätelemättömänä vasteena massiiviselle ja nopealle podosyyttien irtoamiselle, jota esiintyy tietyissä suoran podosyyttivaurion olosuhteissa (kuten altistuminen tietyille lääkkeille, immuunivälitteiset sairaudet tai infektiot, jotka kohdistuvat suoraan podosyytteihin), joka ilmenee tulehduksellisten komponenttien puuttuessa ja johtaa kapillaarin romahdus [22,45]. Näitä vaurioita havaitaan usein myös virusglomerulopatioissa, kuten HIV- ja parvovirusnefropatiassa [22]. Näissä virusglomerulopatioissa interferoni (IFN-)- ja IFN- eivät ainoastaan ​​laukaise paikallista tulehdusta glomeruluksen sisällä, vaan vaikuttavat myös PEC-soluihin ja podosyytteihin, jolloin IFN-inhiboi PEC-solujen kulkeutumista ja molemmat estävätmunuaistenprogenitorien erilaistuminen podosyyteiksi in vitro [46]. In vivo adriamysiininefropatian mallissa joko IFN:n tai IFN:n injektio pahensi proteinuriaa ja glomeruloskleroosia [46]. Äskettäin FSGS:n romahtamista on kuvattu potilailla, joilla on äskettäin afrikkalainen syntyperä ja joilla on korkean riskin APOL1-genotyyppi ja joilla on vakava akuutti hengitystieoireyhtymä koronavirus 2 (SARS-CoV-2) ​​[47,48]. On ehdotettu, että SARS-CoV-2 voisi suoraan infektoida podosyyttiä [49] ja/tai laukaista tulehduskaskadin, joka sisältää interferoni-kemokiinireitin aktivoitumisen, mikä puolestaan ​​on vuorovaikutuksessa APOL1-varianttigeenin kanssa [49]. 50]. Kuten edellä mainittiin,munuaistenprogenitorien erilaistuminen podosyyteiksi liittyy APOL1-ilmentymiseen ja saattaa siksi olla osallisena koronavirustautiin 2019 (COVID-19) liittyvään nefropatiaan.

Useat viimeaikaiset tutkimukset korostivat kriittistä roolia CD9:n ja myöhemmin CD44:n de novo -ilmentymisessä PEC:iden patogeenisena siirtymänä lepotilasta aktivoituun fenotyyppiin CGN:ssä ja FSGS:ssä [16,51,52], mikä vahvistaa patogeenisen roolin. PEC-arvoja näissä sairauksissa ja tarjoaa uusia molekyylikohteita glomerulaaristen sairauksien hoitoon. Tämän ajatuksen tueksi Kaverina et al. osoitti, että PEC:t menettävät CD44:n ilmentymisen erilaistuessaan podosyyteiksi vanhojen hiirten vaurioituneissa glomeruluissa, mikä viittaa siihen, että CD44:n lisääntyminen PEC:issä ei edusta regeneratiivista vaan patologista siirtymää [53]. FSGS:ssä CD44:llä on osoitettu olevan tärkeä rooli solujen siirtymisessä kohti vahingoittunutta fifiltraatioestettä, jossa vahingoittuneet podosyytit lisäävät migraatiota estävää tekijää (MIF) ja stromaalisista soluista peräisin olevaa tekijää 1 (SDF1), jotka stimuloivat CD44:n ilmentymistä ja CD:tä{12} }välitteinen migraatio [54]. Lisäksi PEC:t tuottivat sekä PEC-peräisiä että podosyyttispesifisiä solunulkoisen matriisiproteiinin isoformeja CD{16}}riippuvaisella tavalla [55]. Lopuksi PEC:iden linjan jäljitystutkimus ehdotti, että CD44 ei osallistunutmunuainenregeneraatio podosyyteiksi erilaistumisen kautta ja osallistui vain profibroottiseen reittiin [56].

Putkimaiset progenitorit

MunuaisetBowman-kapselin parietaalisen epiteelikerroksen progenitorit voivat mahdollisesti regeneroida proksimaalisia tubulaarisia epiteelisoluja glomerulotubulaarisessa liitoksessa [57]. Kuitenkin tubulaarisesti sitoutuneita progenitoreja, jotka ovat hajallaan proksimaalisissa ja distaalisissa tubuluksissa, esiintyy myös ihmisillä [6,58–60] ja hiirillä [5,61–63], ja ne lisääntyvät tubulusvaurion seurauksena potilailla, joilla on akuutti tai krooninen tubulusvaurio [6 ]. Kumar et ai. suoritti sukulinjan jäljityksen harvinaisista Sox9--ilmentävistä soluista proksimaalisessa tubuluksessa ja identifioi ne oletettuna tubulaarisena kantapopulaationa, joka osallistui postakuuttiinmunuaisvaurio(AKI) hyödyntäminen [64]. Sox9 on transkriptiotekijä, jokamunuainenkehitystä, säätelee epiteelin haarautumista ja ilmentyy nefronien esiasteissa [64,65]. Mielenkiintoista on, että kun Sox9 pudotettiin pois S1- ja S2-segmenteistä, fysiologisen toiminnan hitaampi palautuminenmunuaisten toimintoja, lisääntynyt tubulaarinen vamma sekä lisääntynytmunuaistenfibroosi, esiintyi [64]. Osittaisen nefrektomian jälkeen Sox9 plus -solut lisääntyvät ja synnyttävät proksimaalisen tubuluksen, Henlen silmukan, distaalisen tubuluksen, keräyskanavan ja glomeruluksen parietaalikerroksen epiteelisoluja [66]. Äskettäin Lazzeri et ai. antoi todisteita siitä, että tubulaariset progenitorit läpikäyvät mitoosin ja korvaavat noin puolet peruuttamattomasti kadonneista tubulussoluista AKI:n aikana [5]. Suorittaessaan Pax2 plus -solujen linjan jäljitystä tubulusvaurion hiirimallissa, he tunnistivat tubulaariset progenitorit erilliseksi tubulussolujen alapopulaatioksi, joka oli vastustuskykyinen kuolemalle ja jolla oli korkea klonogeeninen aktiivisuus, mikä johti pitkien tubulussegmenttien syntymiseen [5].

Tubulaarisen esi-fysiologian säätelijät: Polyfoninen kuoro

Ihmisenmunuaistenprogenitorit ilmentävät B-lymfooman Mo-MLV:n (Moloney hiiren leukemiavirus) insertioaluetta 1 (Bmi-1) [57]. Bmi-1 on transkription repressorien polycomb-perheen jäsen. Se osallistuu solusyklin säätelyyn ja eri elimille, kuten eturauhaselle, ohutsuolelle ja keuhkoihin, endogeenisten kantasolujen vanhenemiseen [67–70]. Vuonnamunuaiset, BMI{0}} -tasot nousivat nopeasti vamman jälkeen AKI:n hiirimallissa [71]. Nämä havainnot viittaavat siihen, että Bmi{2}}, joka ilmaistaan ​​putkimaisissa progenitoreissamunuaistenuudistumista. Todellakin, Lv et ai. osoitti, että akuutti tubulusnekroosi johti Bmi{0}}:n nousuun ja sitä seuranneeseen tubulaaristen progenitorien mobilisaatioon villityypin hiirillä, kun taas tubulaariset progenitorit eivät mobilisoituneet Bmi-1-poistohiirillä [72]. Bmi-1 knockout-hiirillä oli vahvamunuaistenfenotyyppi, mukaan lukien interstitiaalinen fibroosi, tubulusatrofia ja vaikeamunuaistentoimintahäiriö, johon liittyy vähentynyt soluproliferaatio, lisääntynyt solujen apoptoosi ja vanheneminen sekä tulehdussolujen infifiltraatio [72,73]. Tuoreessa tutkimuksessa Zhou et ai. selvensi edelleen Bmi-1:n rooliamunuaistenesivanhemmat, mikä osoittaa, että Bmi{0}} säilytti itseuudistumisen jamunuaistenprogenitorit ylläpitämällä redox-tasapainoa ja estämällä solusyklin pysähtymisen estämällä reaktiivisia happilajeja (ROS), p16 ja p53 [74].

Toinen tärkeä tubulaarisen progenitorin säätelyyn osallistuva molekyyli on Toll-like reseptori 2 (TLR2) tai CD282, evoluutionaarisesti konservoitunut kalvoproteiini, jolla on tärkeä rooli patogeenin tunnistamisessa ja synnynnäisen immuniteetin aktivoinnissa. TLR2 toimii kudosvaurion anturina havaitsemalla vaurioituneiden kudosten vapauttamia vaurioihin liittyviä molekyylikuviomolekyylejä (DAMP). TLR2-aktivaatio johtaa alavirran transkriptiotekijöiden aktivoitumiseen, jotka säätelevät selviytymisgeenien tai tulehdusta edistävien sytokiinien ja kemokiinien ilmentymistä [75–77]. Sallustio et ai. osoitti, että tubulaariset progenitorit ekspressoivat TLR2:ta, jonka stimulaatio agonisteilla, jotka jäljittelevät tulehdusvälittäjiä tai DAMP:ita, indusoi monosyyttien kemoattraktanttiproteiinin -1 (MCP-1), interleukiini 6:n (IL-6) massiivisen erittymisen, interleukiini 8 (IL-8) ja komplementtikomponentti C3 NF-KB:n (aktivoitujen B-solujen ydintekijä kappa-kevytketjun tehostaja) aktivoinnin kautta [59]. Lisäksi TLR2-stimulaatio moduloi putkimaisten progenitorien proliferaationopeutta ja erilaistumiskykyä, mikä viittaa tärkeään rooliinmunuaistenkorjaus [59]. Saman ryhmän seurantatutkimukset identifioivat erilliset miRNA-sarjat, jotka ilmentyivät spesifisesti tubulaarisissa progenitoreissa [78]. Näistä miR-1915 ja miR-1225-5p säätelivät CD133:n ja PAX2:n sekä TLR2:n ilmentymistä. Sallustio et ai. sitten eritteli AKI:n jälkeiset palautusmekanismit ja havaitsi TLR2:lle olennaisen roolinmunuaistenregeneraatio [79]. He totesivat, että vaurion jälkeen TLR2-vaurion havaitseminen johtaa inhibiini-A:n ja dekoriinin erittymiseen putkimaisten esisolujen toimesta, mikä puolestaan ​​edistää tubulusten regeneraatiota solujen lisääntymisen kautta [79]. Nämä kaksi sytokiinia kuuluvat TGF- (transforming growth factor-) -signalointireitille ja osallistuvat solusyklin säätelyyn, solujen lisääntymisen lisäämiseen ja apoptoosin estämiseen [80–84].

Wnt-reitin molekyylien ilmentymistä on raportoitu aikuisillamunuaistenprogenitorit hiirillä [85] ja ihmisillä [86]. Käyttäen sukulinjan jäljityksen hiirimallia Rinkevich et ai. osoitti, että sekä homeostaasin aikana että vaurion jälkeen aikuinen nisäkäsmunuaisetläpikäyvät segmenttispesifisen kloonilaajenemisen soluista, jotka ovat peräisin WNT-herkistä prekursoreista [63]. He ehdottivat, että kyky vastata WNT-signaaleihin valitsee solut, jotka lopulta suorittavat voimakkaan kloonilaajenemisen. Tutkimukset SIX2:lla ja virtsaperäisillämunuaistenprogenitorit osoittivat, että WNT-reitin aktivaatio GSK3-estämisellä indusoi erilaistumistamunuaistenesivanhemmat osaksi munuaistenepiteelin proksimaaliset tubulussolut [87]. Lisäksi Wnt3:lla oli pro-regeneratiivisia vaikutuksia, ja sen säätely lisääntyi CD133 plus:ssamunuaistenprogenitorit sisplatiinivaurion in vitro -mallissa [88]. Tässä tutkimuksessa kirjoittajat paljastivat itse CD133:n toiminnallisen roolin munuaisten tubulusten korjaamisessa ylläpitämällä proliferatiivista vastetta ja säätelemällä vanhenemista toimimalla sallivana tekijänä kateniinin signaloinnissa, estäen sen hajoamisen sytoplasmassa [88]. Seeprakaloissamunuaiset,vaurioituneet tubulukset korvattiin uusilla nefroneillamunuaistenprogenitorit, jotka ekspressoivat Wnt-reseptoria frizzled9b ja transkriptiotekijä lef1. Vamman jälkeen Wnt-ligandien Wnt9a ja Wnt9b ilmentyminen indusoitui loukkaantuneissamunuaisetkohdissa, joissa progenitorisolut muodostavat uusia nefroneja [89]. Nämä tulokset viittaavat siihen, että Wnt/frizzled-signalointireitin olennainen roolimunuainenuusiutuminen on lajien keskuudessa erittäin säilynyt.

CISTANCHE PARANTAA MUNUAIS-/munuaissairauksia

Kuten aiemmin mainittiin, Notch-signalointi on evoluutionaarisesti konservoitunut reitti, jolla on kriittinen roolimunuaisvaurioja korjaus [24,90–93], erityisesti AKI:n aikana [94,95]. Kang et ai. osoitti, että Sox9 plusmunuaistenprogenitorit ilmensivät korkeita Notch-tasoja, ja Notch1:n solunsisäisen domeenin (NICD1) yliekspressio Sox9 plus -populaatiossa paransimunuaistenhistologia foolihappo-indusoidussa AKI-mallissa [62]. Ma et ai. raportoivat, että Sox9:n ja munuaisten progenitorien aktivointi, joiden rooli on olennainenmunuainenkorjaus, välitti Notch-reitti, mikä vahvisti aiemman raportin, että Notch{0}}, Jagged1/2, Dll4 ja Sox9 ilmentymistasot lisääntyvät iskemia-reperfuusiovaurion (IRI) jälkeen [66]. Itse asiassa muissa elimissä, kuten haimassa, Sox9-aktivaatio moduloi Notch-reittiä säätelemällä Hes1:tä progenitorisolupoolin ylläpitämiseksi [96]

Useiden lääkkeiden on osoitettu parantavanmunuainenregeneraatio, ja niiden joukossa histonideasetylaasi (HDAC) -estäjät (HDACis) voivat olla lupaava terapeuttinen vaihtoehto AKI:n hoidossa [97–102]. HDAC:t muodostavat ryhmän entsyymejä, jotka osallistuvat useisiin soluprosesseihin poistamalla asetyyliryhmän histoni- tai ei-histoniproteiineista [103]. Marumo et ai. raportoi HDAC5-aktiivisuuden vähenemisestä, lisääntyneestä histonien asetylaatiosta ja luun morfogeneettisen proteiinin 7 (BMP-7) uudelleenaktivoitumisesta proksimaalisissa tubulussoluissa seuraavan toipumisvaiheen aikana.munuaistenIRI [104]. Nämä havainnot viittaavat siihen, että HDAC:illa saattaa olla suotuisia vaikutuksiamunuaistenpalautuminen lisääntyneen BMP{0}}:n, proteiinin, joka ylläpitää munuaisten kantasoluja erilaistumattomassa tilassamunuainenkehitys [105]. Mielenkiintoista on, että HDACis-hoito laajensimunuaistenprogenitorisolupopulaatio seeprakaloissa [106]. Nefrotoksisessa seerumin nefriittimallissaglomerulonefriitti hiirillä, trikostatiini A (TSA) -hoito aktivoitumunuainensivupopulaatiosolut (SD) [107]. SD-solut muodostavat joukon soluja, joilla on monilinjaisuuspotentiaali ja tunnettuja renoprotektiivisia ominaisuuksia, jotka heikentävät kroonistamunuaissairaus(CKD) lisäämällä BMP{0}}-lauseketta [107]. Käyttämällä edellä kuvattua sukulinjan jäljitysmenetelmää, Lazzeri et ai. osoitti, että hoito kahdella laajalti käytetyllä HDAC:lla, TSA:lla ja 4-fenyylibutyraatilla (4-PBA), johti Pax2 plus progenitorien proliferaatioon, jolloin vältyttiin kudosfibroosin ja CKD:n kehittymiseltä [5]. Selektiivisten HDAC:ien kehittäminen tehostuneella ja vähemmän myrkyllisyydellä parantuisimunuainentoipuminen tubulaarisen progenitorien lisääntymisen kautta. On huomattava, että HDACit ovat osoittaneet edullisia terapeuttisia vaikutuksia lukuisissa kokeellisissa malleissamunuaisten sairaudetAKI:n lisäksi, mukaan lukien glomeruloskleroosi, tubulointerstitiaalinen fibroosi, glomerulaarinen ja tubulointerstitiaalinen tulehdus, lupus nefriitti, monirakkulatautimunuaissairausjamunuaistensolukarsinooma (RCC), kuten tarkastellaan julkaisussa [108]. Useat HDAC:t ovat tällä hetkellä vaiheen 1 tai 2 kokeissa RCC:n ja munuaisten vajaatoiminnan hoitamiseksi (clinicaltrial.org).

Tubulaaristen progenitorien säätelijät patologiassa: Cacophonus-kuoro

Biologiset ja molekyyliset ominaisuudetmunuainensyöpä viittaa siihenmunuaistenprogenitorit voivat olla erilaisten kehityksen lähtökohtanamunuainenkasvaintyypit. Tuoreessa tutkimuksessa Peired et ai. näytti tuon ihmisenmunuaistenNICD1:tä yli-ilmentävillä progenitoreilla oli lisääntynyt lisääntymiskyky ja ne muodostivat poikkeavaa mitoosia 2D-viljelmissä ja ne saattoivat tuottaa kasvainmaisen massan 3D-viljelmissä [8]. Samoin Pax2 plusmunuaistenprogenitorit, jotka yliekspressoivat NICD1:tä siirtogeenin induktion jälkeen aikuisilla hiirillä tai IRI:n jälkeen, olivat papillaaristen adenoomien ja RCC:iden alkuperä [8]. Tämän havainnon vahvistamiseksi hoito, joka estää endogeenisen AKI:n aiheuttaman NOTCH1-aktivaation, johti vähemmän kasvainten kehittymiseen [8]. Äskettäin kaksi tutkimusta ehdotti, että angiomyolipoomit ovat peräisin multipotenteistamunuainentubulukseen lokalisoituneet epiteelisolut, jotka ovat läpikäymässä kloonaalista laajenemista vasteena tuberous sclerosis complex (TSC) -geenin deleetiolle [109,110]. Molemmat tutkimukset ehdottivat, että nämä solut voisivat ollamunuaistenprogenitorit, joilla on monilinjainen erilaistumiskyky [109 110]. Mielenkiintoista on, että Cho et ai. paljasti, että aiemmin raportoimattoman Rheb-Notch-Rheb-säätelysilmukan aktivointi, jossa Notch1:n syklinen sitoutuminen Notch-responsive-elementteihin (NRE) Rheb-promoottorissa on keskeinen tapahtuma, oli päämekanismi, joka syntyi angiomyolipoomassa esiintyy useita sukulinjoja [109]. Yhdessä nämä tulokset osoittavat, että Notch-polun sääntelyn purkaminenmunuaistenprogenitorit voivat johtaamunuaistenpatologiat.

Wan et ai. havaitsi, että SOX9:n ilmentyminen lisääntyi RCC-potilailla ja korreloi edenneen patologisen asteen kanssa [111]. RCC-potilailla, joilla oli korkea SOX9-taso, oli myös lyhyempi eloonjääminen [111]. Nämä tiedot vahvistivat ennakkotutkimuksen, joka liitti SOX9:n ilmentymisen RCC Fuhrmanin luokitukseen ja osoitti, että potilailla, joilla oli SOX9 ( ), oli paljon parempi terapeuttinen vaste tyrosiinikinaasin estäjille kuin niillä, joilla oli SOX9 (plus) [112]. Siksi voisimme olettaa, että SOX9-ilmentymisen lisääntyminen SOX9 plus:ssamunuaistenprogenitorit voisivat edistää RCC:n kehitystä. Samanlainen mekanismi kuvattiin tyvimäisessä rintasyövässä, jossa SOX9:n ilmentyminen luminaalisissa kanta-/progenitorisoluissa saattoi kontrolloida syövän linjan plastisuutta aktivoimalla NF-KB-signalointia [113].

Näkymät munuaisten esisyntyneiden tulevaisuuteen

Yksisoluinen RNA-sekvensointi: Olkaamme sopusoinnussa ajan kanssascRNAseqin nopea kehitys avaa uusia näkökulmia siihen liittyvien molekyyliprosessien erittelyynmunuaistenprogenitorisäätely fysiologisissa ja patologisissa olosuhteissa. ScRNAseq koostuu geenien ilmentymisen profiloinnista yhden solun resoluutiolla, mikä osoittaa jopa harvinaisempien alapopulaatioiden erilaiset solutilat ja molekyylidynamiikan. Tätä uutta teknologiaa on käytetty menestyksekkäästi useissa elimissä – esimerkiksi Prominin 1:n ja maksan progenitorien [114], Dach1:n alentuneen lymfaattisen progenitorien [115] ja KTR5 plus keuhkojen progenitorien tutkimiseen COVID{6}}-potilailla [116]. Muutaman viime vuoden aikana yhä useammat tutkimusryhmät ovat soveltaneet tätä strategiaa määrittääkseen solupopulaatioita.munuaisethiirillä ja ihmisillä [117–120]. Hyvin tuoreessa tutkimuksessa Rudman-Melnick et ai. identifioi kaikkien solupopulaatioiden transkription allekirjoituksen AKI:n kokeellisessa mallissa korostaen aiemmin kuvaamattomien vaurioihin liittyvien molekyylien läsnäoloa [119]. Tällainen lähestymistapa voisi mahdollisesti paljastaa uusia mekanismeja, jotka aktivoituvatmunuaistenAKI:ta seuraavat progenitorit, mikä johtaa mahdollisten molekyylikohteiden tunnistamiseen. Ydinpaperissaan Young et ai. pystyivät sovittamaan kirkkaat solu- ja papillaariset RCC-solut SLC17A3- ja VCAM1-ilmentymien määrittämien proksimaalisten mutkaisten tubulussolujen alatyyppiin [117]. Kuten aiemmin mainittiin, VCAM1- tai CD106-ekspressio luonnehtii yhdessä CD133:n kanssa harvinaistamunuaistenprogenitorit ovat hajallaan enimmäkseen proksimaalisessa tubuluksessa [6]. scRNAseq-tietojen analyysi paljasti, että ihmisen munuaisen progenitoritranskriptomissa on yhtäläisyyksiä PT1:n kanssa, joka on oletettu ihmisen papillaarisen RCC:n alkuperäsolu [8]. Nämä havainnot tukevat hypoteesiamme, jonka mukaan papillaarinen RCC on peräisin Notch-välitteisestä munuaisten esisolujen proksimaalisen tubuluspopulaation Notch-välitteisestä transformaatiosta ja proliferaatiosta [8].

Kliiniset sovellukset: Klinikka kutsuu virityksen

Munuaisten progenitoripohjaiset hoidot edustavat lupaavaa uutta rajaa sairauksien hoidossamunuaisten sairaudet, sillä useat tutkimukset viittaavat niiden parantamiseenmunuaisten toimintavamman jälkeen [121]. Kuitenkin pistämällämunuaistenprogenitorit suoraan eläinmalleihinmunuaisvauriokudosten regeneraation indusoimiseen liittyy tärkeitä rajoituksia, jotka ovat altistuneet muualla [121]. Nämä varoitukset voidaan kiertää uusien ominaisuuksien ansiostamunuaistenprogenitorit, mikä tarkoittaa niiden kykyä erittää trofisia tekijöitä, sytokiinejä tai kemokiineja, jotka välittävät tehokkaastimunuainenkorjaus parakriinisesti tai autokriinisesti (kuva 2). Kenji et ai. raportoivat, että aikuiselta rotalta saadun viljelmän supernatantin intraperitoneaalinen injektiomunuainenprogenitorit suppressoivat merkittävästi tubulussolujen apoptoosiamunuaistensoluja, vähensi tulehdusta ja edisti epäkypsien solujen proliferaatiota kokeellisessa IRI-mallissa vapauttamalla HGF:ää (hepatosyyttikasvutekijää), EGF:ää (epidermaalista kasvutekijää), TGF:ää ja Epo:ta (erytropoietiinia) [122]. Todellakin, useiden kasvutekijöiden terapeuttisen käytön on raportoitu parantavanmunuaisvauriot, kuten HGF, BMP7, EGF, TGF- ja VEGF (vaskulaarisen endoteelin kasvutekijä) [123–127]. Sallustio et ai. ilmoitti, että ihminenmunuaistenprogenitorit eivät ainoastaan ​​korjaa merkittävästi vaurioituneita tubulussoluja, vaan niillä on myös antifibroottisia vaikutuksia erittämällä CXCL6:ta (CXC-motiivi kemokiiniligandi 6), SAA2:ta (seerumin amyloidi A2), SAA4:ää (seerumin amyloidi A4) ja BPIFA2:ta (BPI:n läpäisevyys). -kasvava) laskosta sisältävä A-perheen jäsen 2) parakriinisen mekanismin kautta [128]. Aggarwal et ai. ilmoitti, ettämunuaistenEpo-rajojen progenitorieritysmunuaistenfifibroosi tubulusvaurion jälkeen [129]. Liukoisten tekijöiden lisäksi munuaisten progenitorit erittävät solunulkoisia rakkuloita (EV:itä), nanometrin kokoisia lipidikaksoiskerroksisesti rajattuja hiukkasia, jotka kantavat bioaktiivisia lipidejä, proteiineja ja RNA:ita, jotka mahdollistavat solujen ja solujen välisen viestinnän parakriinisten toimintojen kautta. Pienin ja parhaiten kuvattu EV-tyyppi on eksosomit, joiden suojaavia vaikutuksia IRI-indusoitua AKI:ta vastaan ​​on äskettäin tutkittu [130,131]. Li et ai. osoittivat, että munuaisten progenitoriperäiset eksosomit voisivat palauttaa munuaisten rakenteet ja toiminnot immunomoduloivien, antiapoptoottisten ja proliferaatiostimulaatiokykyjensä kautta AKI-malleissa. MikroRNA:t (miRNA:t) olivat eksosomien runsaimmat komponentit, ja niiden joukossa miR-146a tunnistettiin avaintekijäksi välittäjänä sytoprotektiivisia vaikutuksia vähentämällä IRAK1 (interleukiini 1 -reseptoriin liittyvä kinaasi 1)/NF-kB-signalointia. [130]. Diabeettisen nefropatian mallissa virtsan progenitorien erittämien eksosomien havaittiin vähentävän podosyyttien apoptoosia estämällä kaspaasia-3 ja edistämällä verisuonten regeneraatiota, mikä saattaa liittyä sytokiineihin VEGF, TGF- 1, angiogeniini ja BMP. -7, joka sisältyy virtsan progenitoriperäisiin eksosomeihin [132]. Podosyyttien apoptoosin esto liittyi myös miR-16-5p:n yli-ilmentymiseen virtsan kantasolujen erittämissä eksosomeissa estämällä VEGF-A:ta [133].

Erittämät molekyylit ja eksosomitmunuaistenprogenitorit edistävät toipumistamunuaissairausNiiden kyvyn kautta saada aikaan useita renoprotektiivisia ja regeneratiivisia vaikutuksia, koska niiden immunogeenisyys on heikentynyt ja epämuodostumien ja kasvainten muodostumisen riski on pienempi kuin soluterapioissa. Nämä merkittävät ominaisuudet tekevät niistä houkuttelevia kliinisiin sovelluksiin. Toinen haaste kliinisessä lähestymistavassamunuaissairauson uusien työkalujen löytäminen diagnosointiin ja seurantaanmunuaissairausjoka olisi helposti saatavilla noninvasiivisilla toimenpiteillä. Tässä yhteydessä virtsa edustaa arvokasta bionestettä saatavuuden, nopean ja helpon näytteenoton ja laajan proteiinien, aineenvaihduntatuotteiden, solujen ja urogenitaalista vapautuvan solusisällön ansiosta [134]. Kantasoluominaisuuksia osoittavien solujen esiintymisen virtsassa kuvasivat ensin Zhang et ai. vuonna 2008 [135]. Seuraavina vuosina useat ryhmät kehittivät tekniikoita virtsasta peräisin olevien progenitorien eristämiseksi ja karakterisoimiseksi terveiltä luovuttajilta ja potilailta, joilla onmunuainenhäiriöt [136]. Vielä ei ole saavutettu muodollista yksimielisyyttä siitä, mitä markkereita voidaan käyttää virtsasta peräisin olevien progenitorien määrittämiseen. Useimmat tutkimukset osoittivat, että ne ilmentävät mesenkymaalisia kantasolumarkkereita (CD44, CD73 ja VIM) ja kantasolumarkkereita (kuten POU5F1, SSEA4 ja TRA-1-81 sekä CD117), mutta eivät hematopoieettisista tai uroteelistä peräisin olevia markkereita. solulinjat ja alhaiset tasot tubulaarisia tai podosyyttispesifisiä markkereita [136]. Mitä tulee niiden alkuperään, Bharadwaj et al. osoitti, että virtsasta peräisin olevamunuaistenprogenitorit kantoivat Y-kromosomia miehestä naisellemunuaissiirtovastaanottaja, mikä osoittaa, että ne ovat peräisinmunuaiset[137]. Näillä soluilla on kyky erilaistua podosyyteiksi [138] ja ekspressoida podosyytti- ja PEC-spesifisiä proteiinimarkkereita [137, 139], mikä viittaa siihen, että ne ovat peräisin PEC:istä. Vertaileva transkriptioanalyysi virtsasta peräisin olevista aineistamunuaistenesivanhemmat jamunuainenbiopsiasta johdettumunuaistenepiteelin proksimaaliset solut vahvistivat virtsasta peräisin olevien progenitorien munuaisten progenitori-identiteetin [87], mikä osoittaa, että ne saattoivat olla peräisin myös hajallaan olevista tubulaarisista progenitoreista. Nämä solut voidaan ohjelmoida uudelleen indusoiduiksi pluripotenteiksi kantasoluiksi (iPSC) ja käyttää regeneratiiviseen lääketieteeseen, sairauden mallintamiseen tai farmakologiseen testaukseen [140, 141].

Viime aikoina on ehdotettu, että ilmaisumunuaistenprogenitorimarkkeri CD133 virtsan EV:issä edustaa hyvää markkeria arvioitaessa munuaisten tubulusosaston toiminnallista tilaa ja solujen läsnäoloa, joilla on proliferatiivista ja korjaavaa aktiivisuutta tubuluksissa vaurion jälkeen. Itse asiassa kaksi tutkimusta raportoivat, että terveillä koehenkilöillä kohonneet CD133- ja virtsan EV-tasot eivät ainoastaan ​​laske potilailla, joilla on akuutti tubulusvaurio [142], vaan myös akuuteissa ja kroonisissa glomerulaarisissa tiloissa [143]. Lisäksi itse munuaisten progenitorien esiintyminen virtsassa voi heijastaa munuaisten patofysiologista tilaamunuaistenkudosta. Erityisesti Manonelles et ai. toimitti todisteita siitä, että CD133 plus CD24 plus munuaisten progenitorien eristäminen stabiilien allograftin vastaanottajien virtsasta kuuden kuukauden kuluttua voi ennustaa siirteen huonon pitkän aikavälin tuloksen kahden vuoden kuluttua [144]. Munuaisten progenitorien lisääntyminen ja siirtyminen Bowman-kapselista glomeruluskimppuun virtsatilan poikki irronneiden podosyyttien korvaamiseksi voisi selittää munuaisten progenitorien erittymisen, ja jos se jatkuu ajan mittaan, se saattaa epäonnistua allograftin toiminnan säilyttämisessä, mikä johtaa GFR:n heikkenemiseen, albuminuria ja krooninen glomerulaarinen histologinen vaurio [144].

Virtsasta johdettumunuainensolut voisivat myös olla tehokas henkilökohtainen työkalu toiminnallisiin tutkimuksiin kandidaattivarianteista periytyvillämunuaissairaus. Kuten Lazzeri et ai. ovat kuvanneet, virtsasta johdettumunuaistenprogenitorit, jotka on saatu potilailta, joilla on patogeenisiä mutaatioita podosyyttiproteiineja koodaavissa geeneissä, laajenevat viljelmässä, mutta kehittävät podosyyttiproteiinien ilmentymiseen tai lokalisoitumiseen liittyviä poikkeavuuksia podosyyttien erilaistumisen jälkeen [138]. Tämän todisteen mukaisesti samaa tekniikkaa käytettiin osoittamaan NPHS1-geenivariantin patogeenisyyttä, jonka merkitystä ei tunneta potilaalla, jolla oli refraktaarinen lupusnefriitti [145]. Toisessa tutkimuksessa korostettiin mahdollisuutta käyttää virtsasta peräisin olevia munuaisten epiteelisoluja RNA:n ja toiminnallisten tutkimusten suorittamiseenmunuainen-spesifiset geenit, jotka vahvistavat synonyymivariantin patogeenisyyden PKHD1:ssä (polykystinenmunuainenja maksasairaus 1) ja vahvistaa ARPKD:n (Autosomal Recessive Polycystic) geneettisen diagnoosinMunuaissairaus) potilaalla, jolla on CKD, johon liittyy epätyypillistä monirakkulatautiamunuaiset [146].

Johtopäätökset

Valtava määrä kirjallisuutta kuvaa lukuisia säätelymekanismejamunuaistenprogenitorit glomerulaarisissa ja tubulaarisissa osastoissa, mikä antaa meille mahdollisuuden saada globaali näkemys fysiologisissa ja patologisissa olosuhteissa tapahtuvien molekyyliprosessien monimutkaisuudesta. Tietäen molekyylin allekirjoituksenmunuaistenprogenitors avaa oven uusien kohteiden tunnistamiseen lääkkeiden ylläpitämisellemunuainenregeneraatiota tai seurattavia biomarkkereitamunuainenterveys.