C-X-C基序趋化因子配体3作为糖尿病肾病诊断和预后的潜在生物标志物

《The FASEB Journal》：C-X-C Motif Chemokine Ligand 3 as a Potential Biomarker for Diagnosis and Prognosis of Diabetic Kidney Disease

糖尿病肾病（DKD）生物标志物研究利用AI技术识别CXCL3基因，其在血清、尿液、PBMC mRNA及肾脏组织中显著升高，与病理分期、BUN、肌酐及HbA1c正相关，与eGFR负相关。机制研究表明CXCL3通过促进炎症因子（IL-6、IL-1β）和纤维化标志物（α-SMA、CTGF）的表达加剧DKD进展。

　　

摘要

糖尿病肾病（DKD）是全球终末期肾病的主要原因，但目前缺乏可靠的生物标志物来诊断和评估其进展。本研究采用了人工智能技术，包括加权基因共表达网络分析（WGCNA）和机器学习，以识别与DKD相关的关键基因。验证工作使用了Nephroseq和KIT等在线数据库，以及来自人血清、尿液、外周血单核细胞（PBMC）的mRNA、肾脏组织、DKD大鼠模型和高葡萄糖处理的HK-2细胞的生物样本。统计分析评估了这些基因之间的相关性。研究发现，与健康对照组和2型糖尿病患者、原发性肾小球肾炎（如IgA肾病、膜性肾病、微小病变肾病）患者相比，DKD患者的血清和尿液中的C-X-C基序趋化因子配体3（CXCL3）显著上调。免疫组化显示，DKD患者肾脏的肾小球和肾小管间质中的CXCL3水平明显高于对照组。DKD患者的PBMC、STZ诱导的DKD大鼠肾脏和高葡萄糖处理的HK-2细胞中也观察到CXCL3 mRNA水平升高。此外，尿液中的CXCL3蛋白水平与DKD患者的病理分级、血清血尿素氮（BUN）、血清肌酐和HbA1c百分比呈正相关，而与估算的肾小球滤过率（eGFR）呈负相关。从机制上讲，高葡萄糖刺激显著上调了过表达CXCL3的HK-2细胞中炎症因子（包括IL-6和IL-1β）和纤维化标志物（α-SMA和CTGF）的表达；相反，在相同的高葡萄糖条件下，敲除HK-2细胞中的CXCL3会导致这些炎症和纤维化标志物的表达显著下调。血清、尿液和肾脏组织中CXCL3水平的升高，以及PBMC中mRNA的增加，表明CXCL3具有作为DKD诊断和监测生物标志物的潜力。尿液中CXCL3与疾病严重程度指标的相关性进一步支持了其诊断和预后价值。从机制上看，CXCL3在DKD中促进炎症和纤维化。

图形摘要

DKD患者的血清、尿液、PBMC的mRNA和肾脏组织中的CXCL3水平均升高。2型DKD大鼠和高葡萄糖处理的HK-2细胞中的肾脏中也观察到CXCL3水平升高。尿液中的CXCL3与DKD患者的肾小球病理分级和eGFR呈正相关。CXCL3在DKD中促进炎症和纤维化。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

支持本研究结果的数据可在本文的正文和支持信息中找到，支持信息已存储在参考文献部分列出的数据库中。