肾脏单核转录组学在慢性肾脏病（CKD）的临床前模型中发现了新的治疗靶点

《Kidney》：Renal Single-Nuclear Transcriptomics Identifies Novel Therapeutic Targets in a Preclinical Model of CKD

CKD单核转录组分析显示内皮细胞基因差异显著，靶向vWF和LAMA3可抑制炎症及纤维化。

　　慢性肾病（CKD）在全球范围内的患病率持续上升，已成为影响人类健康的重要公共卫生问题。据研究数据显示，约有3600万美国成年人（约占总人口的1/7）以及超过8亿人受到CKD的影响。这种疾病的高发性不仅体现在其广泛的流行范围，还因其对患者生活质量的深远影响和高昂的医疗成本而备受关注。CKD在老年人群中更为常见，可影响高达34%的65岁以上成年人。更为严重的是，CKD被证实是心血管疾病（CV）的独立危险因素，超过一半的CKD患者死于心血管疾病。此外，CKD与糖尿病、高血压等疾病密切相关，这些疾病进一步增加了患者的住院率和死亡率，同时显著降低了其预期寿命。这些因素共同导致了CKD对医疗系统的巨大负担，也促使科研人员不断探索新的治疗策略。

肾脏作为人体重要的排泄器官，其结构和功能的复杂性决定了其在疾病发生发展中的关键作用。在CKD中，肾脏组织的结构和功能发生一系列改变，包括肾小球和肾小管间质的纤维化、肾微血管（MV）数量减少以及炎症反应增强。这些病理变化不仅影响了肾脏的正常功能，还可能引发系统性炎症反应，进一步加剧心血管疾病的风险。因此，识别和理解这些变化背后的分子机制，对于开发新的治疗策略至关重要。

本研究采用了一种在临床前研究中广泛使用的猪模型，该模型能够再现CKD的主要病理特征，无论其初始病因如何。通过单核RNA测序（snRNA-seq）技术，研究人员能够从单个细胞核的水平出发，系统地分析肾脏组织的转录组变化，揭示特定细胞类型在疾病过程中的作用。这一方法避免了传统组织切片和细胞分离技术的局限性，提供了更全面、更精确的基因表达图谱。研究共分析了52,213个肾脏细胞核，识别出30个细胞群，并通过经典基因标记筛选出16种独特的肾细胞类型。其中，肾小管内皮细胞（RECs）表现出最多的差异表达基因（DEGs），这些基因与炎症和纤维化密切相关，为后续研究提供了重要的方向。

为了进一步验证这些DEGs在疾病中的作用，研究人员通过免疫组化和蛋白表达分析，确认了这些基因在肾脏组织中的表达情况。同时，他们在体外实验中使用小干扰RNA（siRNA）技术对这些基因进行了调控，观察其对内皮细胞炎症和纤维化信号的影响。结果显示，vWF和LAMA3的沉默显著降低了相关炎症因子和纤维化标志物的表达，这表明这两个基因可能是CKD治疗中的潜在靶点。

研究还发现，vWF、LAMA3和KDR的表达在CKD肾脏中显著上调，而PTGIS和ICAM1的表达则被下调。这些基因的表达变化与肾内微血管的减少、炎症反应的增强以及纤维化的进展密切相关。vWF的上调可能反映了内皮细胞功能障碍和低氧环境的刺激，而LAMA3的上调则可能与其在肾小球内皮细胞分化和发育中的作用有关。KDR的上调可能提示内皮细胞在低VEGF水平下的代偿性反应，以维持一定的血管生成能力。

值得注意的是，这些基因的表达变化并非孤立存在，而是与多种信号通路相互作用。例如，vWF和LAMA3的表达上调可能与NF-κB和TGF-β信号通路有关，而这些通路在炎症和纤维化过程中起着关键作用。此外，研究还构建了蛋白-蛋白相互作用网络，进一步揭示了这些基因在肾病发展中的复杂关系。这种网络分析有助于理解不同基因之间的协同作用，为开发综合性的治疗策略提供了理论基础。

在统计分析方面，研究采用了多种方法，包括ANOVA、Wilcoxon检验以及两因素方差分析，以确保结果的可靠性。研究还通过回归分析和Spearman相关系数，探讨了不同参数之间的关系。结果显示，肾小球滤过率（GFR）与肾皮质微血管密度呈正相关，而与循环中的TNF-α水平和肾小管间质纤维化呈负相关，这进一步支持了内皮细胞在CKD进展中的关键作用。

尽管本研究取得了重要进展，但仍然存在一些局限性。首先，研究样本量较小，这可能影响结果的普遍性和时间变化的解读。其次，研究仅在单一时间点进行，缺乏对疾病进展的长期追踪，无法全面了解CKD诱导的转录变化是否会随时间而演变。此外，虽然研究发现vWF和LAMA3在内皮细胞中的表达变化可能与疾病相关，但这些基因在其他组织中的表达情况仍需进一步研究，以评估其在全身范围内的潜在影响。

总的来说，本研究通过单核RNA测序技术，系统地分析了CKD模型中肾脏细胞的转录变化，揭示了内皮细胞在疾病中的关键作用。这些发现不仅加深了我们对CKD分子机制的理解，还为开发新的治疗策略提供了潜在的靶点。然而，未来的研究仍需进一步验证这些基因的表达变化是否具有普遍性，并探索其在不同组织和疾病阶段中的作用，以期为CKD的精准治疗提供更坚实的理论基础。