科学家们揭示了早期DKD微环境中参与病理生理变化的HUB基因

糖尿病(DM)是影响全球4.25亿人的主要健康负担，预计到2045年，这一数字将上升至6.29亿。糖尿病肾病(DKD)是糖尿病的主要微血管并发症之一，占糖尿病患者的30%-40%，占终末期肾病(ESKD)的30%-40%，在全球范围内造成巨大的社会经济影响。因此，需要对DKD的病理生理机制有更深入的了解，以制定DKD的精确治疗策略。

图片来源：https://doi.org/10.1038/s41419-023-05947-1

近日，来自高雄医科大学的研究者们在Cell Death and Disease杂志上发表了题为“Single-cell transcriptomic profiles in the pathophysiology within the microenvironment of early diabetic kidney disease”的文章，该研究揭示了早期糖尿病肾病微环境中病理生理学的单细胞转录图谱。

糖尿病肾病(DKD)是导致终末期肾病的首要原因，造成巨大的社会经济影响。肾脏是一个高度复杂的器官，肾脏组织的发病机制涉及到异质肾脏环境中复杂的细胞间相互作用。先进的单细胞RNA测序技术(scRNA-seq)可以揭示DKD早期的复杂结构及其与微环境的相互作用。

研究者用scRNA-seq技术研究了db/m小鼠和db/db小鼠第14周肾脏的早期变化。采用均匀流形逼近和投影方法，以合适的分辨率将细胞分成不同的簇。采用加权基因共表达网络分析方法筛选肾小管特异表达的关键分子。使用受体-配体配对资源获得肾脏内细胞-细胞通讯的信息。采用体外模型、受试者和指数染色联合检测的方法来鉴定HUB基因在DKD中的病理生理作用。

在近端小管(PT)的四个不同亚群中，db/db小鼠增殖的PT和含有AQP4表达的PT(PTAQP4+)的百分比较低导致DKD早期细胞修复活性受损和肾素-血管紧张素系统调节功能障碍。研究者发现铁死亡参与了DKD的进展，而铜蓝蛋白在PTAQP4+中铁死亡的诱导中起着中枢调节作用。

此外，db/db小鼠肾脏代谢功能受损的升支粗大和集合管比例较低也是其重要的致病特征。分泌型磷蛋白1(SPP1)介导了肾小管微环境中的致病性串扰，尿SPP1/Cr水平与肾小管损伤之间的相关性证实了这一点。

最后，系膜细胞衍生信号素3C(SEMA3C)通过Nrp1和NRP2进一步促进肾小球内皮细胞内皮细胞间充质转化，尿SEMA3C/Cr水平与肾小球损伤呈正相关。这些数据确定了早期DKD微环境中参与病理生理变化的HUB基因。

HUB基因参与早期DKD发病机制的阐明

图片来源：https://doi.org/10.1038/s41419-023-05947-1

综上所述，研究者确定了参与早期DKD病理生理的HUB基因和早期DKD信号传递的串扰。本研究结果不仅为DKD的发病机制提供了新的见解，而且为临床检测或示踪DKD提供了潜在的生物标志物。（生物谷 Bioon.com）

参考文献

Yi-Chun Tsai et al. Single-cell transcriptomic profiles in the pathophysiology within the microenvironment of early diabetic kidney disease. Cell Death Dis. 2023 Jul 17;14(7):442. doi: 10.1038/s41419-023-05947-1.