单细胞RNA测序应用于肾小球疾病研究的进展

肾小球疾病是导致慢性肾脏病和终末期肾功能衰竭的主要原因。了解肾小球疾病发生和发展的分子机制对于早期识别疾病危险因素、挽救肾功能具有重要意义。肾脏中复杂且高度分化的细胞组成是肾小球疾病研究面临的一大挑战,传统测序方法无法确定特定细胞的转录变化以及不同类型细胞间的相互作用。近年来,单细胞RNA测序(single-cell RNA sequencing, scRNA-seq)技术发展迅速,可用于研究肾脏、尿液以及血液等不同来源细胞群体中单个细胞的基因表达模式。将scRNA-seq应用于肾小球疾病有助于生成全面的肾脏细胞图谱,从细胞层面解析肾小球疾病的复杂机制,开发预警生物标志物和细胞特异性的治疗方法。该文就scRNA-seq技术在临床常见原发性和继发性肾小球疾病中的应用研究进展进行综述。

缺氧诱导因子-1α抑制剂YC-1改善糖尿病肾病小鼠肾脏损伤的机制研究

目的·研究缺氧诱导因子-1α(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)抑制剂YC-1对小鼠糖尿病肾病(diabetic nephropathy,DN)进展的影响及潜在机制。方法·将10周龄的雄性db/db小鼠(DN模型)和同窝野生型(WT)小鼠按是否给予YC-1分为4组,即WT组、WT+YC-1组、DB组、DB+YC-1组,每组6只。YC-1干预组予以YC-1(20 mg/kg,1次/d)腹腔注射8周,非干预组同时予以等体积二甲基亚砜腹腔注射。干预8周后,检测小鼠血糖、体质量和肾脏质量,并收集血清、尿液、肾组织标本。检测小鼠血肌酐、尿白蛋白/肌酐比(urinary albumin-to-creatinine ratio,UACR)、尿中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(neutropil gelatinase-associated lipocalin,NGAL)水平。肾脏行苏木精-伊红(H-E)染色、过碘酸-雪夫(PAS)染色观察组织病理损伤;马松(Masson)染色检测纤维化情况,免疫组织化学(免疫组化)法检测Ⅰ型胶原蛋白,Western blotting检测α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)水平;免疫组化法和Western blotting检测HIF-1α表达;TUNEL染色和Western blotting检测细胞凋亡水平;试剂盒检测肾脏超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性和丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量;Western blotting检测内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS)标志物免疫球蛋白重链结合蛋白(immunoglobulin heavy chain binding protein,BiP;又称GRP78)、磷酸化蛋白激酶样内质网激酶(phospho-protein kinase R-like endoplasmic reticulum kinase,p-PERK)、总PERK、磷酸化真核起始因子2α(phospho-eukaryotic initiation factor 2α,p-eIF2α)、总eIF2α、激活转录因子4(activating transcription factor 4,ATF4)和C/EBP同源蛋白(C/EBP homologous protein,CHOP)的表达。结果·与WT组小鼠相比,DB组小鼠血糖升高,肾功能下降,肾脏病理损伤和纤维化加重,肾脏HIF-1α表达、氧化应激和ERS激活程度增加。与DB组小鼠相比,DB+YC-1组小鼠血糖无明显变化,但肾/体质量比、血肌酐、UACR、尿NGAL水平显著下降,肾脏病理损伤和纤维化程度显著减轻,Ⅰ型胶原蛋白和α-SMA表达显著降低,肾脏HIF-1α表达显著降低,肾脏TUNEL阳性细胞数减少,促凋亡蛋白BAX和活化的胱天蛋白酶(cleaved caspase-3)表达显著下降,抑制凋亡蛋白BCL-2表达显著升高,肾脏SOD活性显著升高,MDA含量显著降低,肾脏ERS标志物GRP78、p-PERK、p-eIF2α、ATF4和CHOP表达显著下降(均P<0.05)。结论·HIF-1α抑制剂YC-1能够改善DN小鼠肾脏氧化应激和ERS的异常激活,抑制细胞凋亡和肾脏纤维化,减轻肾脏病理损伤,保护肾功能。