通过单细胞转录组学、空间转录组学与组织和尿液蛋白质组学的多组学整合，发现TRIM28是急性肾损伤中具有翻译调控作用的候选因子

《Inflammation》：Multi-omics Integration of Single-cell and Spatial Transcriptomics with Tissue and Urine Proteomics Identifies TRIM28 as a Translationally Relevant Candidate Regulator in Acute Kidney Injury

　　

摘要

急性肾损伤（AKI）目前缺乏能够改变疾病进程的疗法，部分原因是细胞类型特异性的损伤机制尚未完全阐明，且组织层面的机制难以转化为临床可检测的生物标志物。我们构建了一个跨尺度的多组学图谱，以筛选出能够将肾损伤通路与尿液中可检测信号联系起来的候选调控因子。将人类单细胞转录组学、批量转录组学和空间转录组学数据与小鼠肾缺血-再灌注损伤（RIRI）的蛋白质组学数据以及临床尿液蛋白质组学数据进行了整合。通过差异表达基因和差异丰度蛋白质的交集，筛选出候选因子，并利用随机森林模型对这些因子进行排序。通过反卷积和通路富集方法评估了免疫系统的重塑情况，空间定位则借助基于参考数据的反卷积技术实现。通过基于结构的虚拟筛选、分子对接、分子动力学模拟和细胞热位移测定（CETSA）等方法探讨了这些候选因子的治疗可行性。在HK-2细胞缺氧/再氧合（H/R）模型和小鼠RIRI模型中，通过遗传扰动、表达验证和体外药理学评估对TRIM28进行了研究。最终确定了五个关键基因（TRIM28、HNRNPH1、ARHGEF10L、C1RL和UCHL3），其中TRIM28的特征重要性最高，并且与炎症、免疫、代谢和增殖相关通路存在显著关联。AKI状态下细胞间通讯增强，免疫系统表现出先天性的偏斜特征。TRIM28在HK-2细胞缺氧/再氧合模型和小鼠RIRI模型中显著上调，在人类尿液蛋白质组中也得到了直接检测。在HK-2细胞中，TRIM28的敲低会抑制IL-17相关的炎症信号和凋亡反应，而其过表达则会增强这些反应。基于分子对接结果的HY-N10592化合物能够提高细胞存活率，减少H/R引起的TRIM28表达上调、IL-17相关信号的产生以及凋亡标志物的激活，并且其细胞作用得到了CETSA实验的支持。这一综合框架将TRIM28确定为连接肾小管损伤机制与临床相关尿液信号的候选调控因子，并将HY-N10592视为一种潜在的化学干预工具，其细胞靶点作用得到了CETSA实验的验证，可用于进一步的研究和体内评估。

急性肾损伤（AKI）目前缺乏能够改变疾病进程的疗法，部分原因是细胞类型特异性的损伤机制尚未完全阐明，且组织层面的机制难以转化为临床可检测的生物标志物。我们构建了一个跨尺度的多组学图谱，以筛选出能够将肾损伤通路与尿液中可检测信号联系起来的候选调控因子。将人类单细胞转录组学、批量转录组学和空间转录组学数据与小鼠肾缺血-再灌注损伤（RIRI）的蛋白质组学数据以及临床尿液蛋白质组学数据进行了整合。通过差异表达基因和差异丰度蛋白质的交集，筛选出候选因子，并利用随机森林模型进行排序。通过反卷积和通路富集方法评估了免疫系统的重塑情况，空间定位则借助基于参考数据的反卷积技术实现。通过基于结构的虚拟筛选、分子对接、分子动力学模拟和细胞热位移测定（CETSA）等方法探讨了这些候选因子的治疗可行性。在HK-2细胞缺氧/再氧合（H/R）模型和小鼠RIRI模型中，通过遗传扰动、表达验证和体外药理学评估对TRIM28进行了研究。最终确定了五个关键基因（TRIM28、HNRNPH1、ARHGEF10L、C1RL和UCHL3），其中TRIM28的特征重要性最高，并且与炎症、免疫、代谢和增殖相关通路存在显著关联。AKI状态下细胞间通讯增强，免疫系统表现出先天性的偏斜特征。TRIM28在HK-2细胞缺氧/再氧合模型和小鼠RIRI模型中显著上调，在人类尿液蛋白质组中也得到了直接检测。在HK-2细胞中，TRIM28的敲低会抑制IL-17相关的炎症信号和凋亡反应，而其过表达则会增强这些反应。基于分子对接结果的HY-N10592化合物能够提高细胞存活率，减少H/R引起的TRIM28表达上调、IL-17相关信号的产生以及凋亡标志物的激活，并且其细胞作用得到了CETSA实验的支持。这一综合框架将TRIM28确定为连接肾小管损伤机制与临床相关尿液信号的候选调控因子，并将HY-N10592视为一种潜在的化学干预工具，其细胞靶点作用得到了CETSA实验的验证，可用于进一步的研究和体内评估。