Uriini proteoomika pilootuuring COVID-iga seotud ägeda neerukahjustuse korral

Kontakt: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 E-post:audrey.hu@wecistanche.com

Uriini proteoomika katseuuring COVID{0}}-seotud ägeda neerukahjustuse korral

Märksõnad:Uriin, COVID-19, Äge neerukahjustus,COVID

SISSEJUHATUS

Ägeneerudvigastuson suur tüsistus, mis on seotudCOVID-19ja seda esineb kuni 76 protsendil intensiivravi osakonna patsientidest.1,2 Patsientide suremuskordajaCOVID-19kes arenesÄge neerukahjustus (COVID-Ägeneerudvigastus) is >10 korda kõrgem kui neil, kes seda ei teinud. Kuigi kandidaatÄge neerukahjustusmarkerid on olemas, etioloogiaCOVID-Äge neerukahjustuson multifaktoriaalne, mis nõuab agnostilisi lähenemisviise analüütide tuvastamiseks varakult haiglas, et anda ülevaade biomarkeritest ja mehhanismidest, mis on seotudCOVID-Äge neerukahjustusjaCOVID-19infektsioon. Uurimine teemalCOVID-19-seotud toimed uriini proteoomile on piiratud ja neerufunktsiooni häireid ei ole teatatud.3 Ligikaudu 70 protsenti valkudest, mis on leituduriintoodetakse neerudes, kusjuures märkimisväärne kogus filtreeritakse verest. Hüpoteesime, et valkude arvukuse muutuseduriinvõib viia sellega seotud valgumarkerite avastamiseniCOVID-19võiCOVID-Ägeneerudvigastusja anda mehhaanilisi teadmisi mõistmise parandamiseks.

TULEMUSED JA ARUTLUS

Analüüsisimeuriinproovid 14 osalejalt (6COVID-Ägeneerudvigastus, 3 COVID-eiÄgeneerudvigastusja 5 nrCOVID-eiÄgeneerudvigastus) (täiendavad materjalid ja meetodid, täiendav joonis 1A ja täiendav tabel S1). Et võtta arvesse valgusisalduse suurt erinevusturiinproovide puhul kasutasime pärast valgu seedimist peptiidide kontsentratsiooni mõõtmiseks bitsinhoniinhapet (täiendavad materjalid ja meetodid). Seejärel normaliseeritakse kõik peptiidiproovid enne analüüsi samale kontsentratsioonile, et võimaldada uriini proteoomi erinevuste suhtelist kvantifitseerimist (täiendavad materjalid ja meetodid).

Cistanche-COVID-19

Cistanchesaab kasutadaCOVID-19-seotudÄgeneerudvigastus.

TheUriinCOVID-i kaitseÄgeneerudvigastus

Pärast kvaliteedi kinnitamisturiinanalüüdi avastamiseks (täiendavad materjalid ja meetodid, täiendav tabel S2 ja täiendav joonis S1) hindasime, kas aluseks olev dispersioon suudab eristadaägeneerudvigastuspositiivne (Ägeneerudvigastus) (6 COVID-Ägeneerudvigastus) muudest proovidest ilmaÄgeneerudvigastus(8 Ägeneerudvigastusnegatiivne); kõikÄgeneerudvigastusproovid olid patsientideltCOVID-19. Esimesed 2 põhikomponenti moodustasid 42,1 protsenti dispersioonist ja eraldasid selgelt kaks rühma (joonis 1b), mis viitab sellele, etÄgeneerudvigastuspealuriinpatsientide proteoomCOVID-19. Statistiliselt oluliselt suurenes 97 valgu ja vähenes 140 valgu puhulÄgeneerudvigastusrühm (reguleerige P < 0,05;="" joonis="" 1c="" ja="" täiendav="" joonis="" s2a).="" hierarhiline="" klastrite="" ja="" raja="" rikastamise="" analüüs="" näitas,="" et="" ülevalt="" reguleeritud="" rajad="" olid="" komplemendi="" aktiveerimine,="" koagulatsioonikaskaadid="" ja="" reguleeritud="" eksotsütoos="" (joonis="" 1d="" ja="">

Täpsemalt, komplemendi komponendid C2, C3, C5, C6 ja C8G suurenesid oluliseltÄgeneerudvigastuskomplemendi initsiatsiooni mõjutav rühm (joonis 1d). Märkimisväärselt vähenes lagunemist kiirendav faktor CD55 2.5- kordaÄgeneerudvigastusGrupp. See viitab vähenenud võimele reguleerida komplemendi aktivatsiooni, süvendades seeläbi vigastust. Seda järeldust toetab ägenemineÄgeneerudvigastushiirtel, kellel on pärast isheemia-reperfusioonikahjustust CD55 deletsioon.4 Komplemendi süsteemi aktiveerimine on seotud raskete kahjustustegaCOVID-19. Neerurakkude valk sC5b-9, mida sageli seostatakse hingamispuudulikkusega, on plasmas ülesreguleeritud patsientidel, kellel onCOVID-19mõõduka kuni raske neerukahjustusega. VõrdlusCOVID-19 näidist koos ja ilmaÄgeneerudvigastusnäitas ka komplemendi rajaga seotud valkude rikastamist (täiendavad materjalid ja meetodid, lisatabeli S2 veerud X–Z). Võimalus, et immunoglobuliinide kompleksid (leitud kõrgemal tasemel rasketeCOVID-19) võib arvata, et selle täienduse värbamine nefroni võib selgitada mehhanismiÄgeneerudvigastusja raske rike, mis nõuab dialüüsi. Komplemendi radade erinevate komponentide tuvastamineuriinpatsientidestCOVID-Ägeneerudvigastuson uus. See võib olla võrdlusaluseks, et võrrelda seda, kuidas SARS-CoV{1}} patogeensus areneb erinevate lainete ajal.COVID-19ja sillutab teed võrdlevale hindamisele mitte-COVID-Ägeneerudvigastustulevikus. Seegauriinon kergesti ligipääsetav bioproov komplemendi süsteemi seisundi jälgimiseks patsientidel, kellel onCOVID-19.

Lisaks suurenesid oluliselt hüübimisfaktorid F9, F10, F13b, fibrinogeeni beeta-ahel ja fibrinogeeni gamma-ahel.Ägeneerudvigastusrühm (joonis 1d). Selles rühmas suurenesid ka mitmed reguleeritud eksotsütoosi markerid, sealhulgas müeloperoksüdaas, katalaas, lüsosüüm, leukotrieen A4 hüdrolaas, proteinaas 3 ja maatriksi metallopeptidaas 9 (joonis 1d). Ülalt-alla reguleeritud rajad hõlmasid rakuvälist maatriksi organisatsiooni ja heterofiilset raku-raku adhesiooni (joonis 1e), mis näitab torukujulisi kahjustusi.

Lisaks tuvastasime, et mitmed teadaolevad uriini biomarkeridägeneerudvigastus, sealhulgas NGAL; FABP3, FABP4; MEP1A; ja RBP4, suurenenud aastaluriinpatsientidestCOVID-Ägeneerudvigastus(joonis 1d ja täiendav tabel S2). Sellegipoolest näitas proteoomianalüüs selles rühmas UMOD ja EGF olulist vähenemist. On leitud, et uriini UMOD ja EGF on pöördvõrdelises korrelatsioonisÄgeneerudvigastusja nende vähenemine on tugevalt seotudÄgeneerudvigastusseverity. These results further validate our proteome approach and are indicative of tubular injury affecting secretion (NGAL, UMOD, EGF) or defective absorption by proximal tubules (FABP3, FABP4). A novel observation was a >30-kordne IGFBP6 suurenemine patsientidel, kellel onCOVID-Ägeneerudvigastus. IGFBP6 kohta on suhteliselt vähe teadaÄgeneerudvigastus, kuid varem on leitud, et see korreleerub neerufunktsiooni languse ja neerupuudulikkusega.5 Täiendavad uuringud, milles kasutati suuremaiduriinNende biomarkerite muutuste kinnitamiseks ja teiste põhjustega võrdlemiseks on vaja proove erinevatest tingimustestägeneerudvigastus, ühismuutujad ja tulemused.

Cistanche-kidney disease symptoms

TheUriinProteome, mis on seotudCOVID-19puudumiselÄgeneerudvigastus

SestÄgeneerudvigastuspõhjustab olulisi muutusi paljude uriinivalkude rohkuses, on raske kindlaks teha muutusi, mis on seotud ainultCOVID-19. Seetõttu võrdlesimeuriinproteoomidCOVID-19positiivne (n ¼ 3) ja negatiivne (COVID) (n ¼ 5) ilmaÄgeneerudvigastus(täiendav joonis S2B). 57 valgu arvukus suurenes oluliselt ja 19 valgu arvukus vähenes oluliselturiinkohtaCOVID-19 patients (adjust P < 0.05, Figure 2a and Supplementary Table S2). Furthermore, a large percentage of the proteins with significantly increased levels were immunoglobulins (49.1%). The remaining proteins with increased expression were involved in the antigen presentation pathway. Proteins with significantly decreased expression were enriched in the regulated exocytosis pathway (Figure 2b). Specifically, the average abundances of major MHC-I proteins HLA-A and HLA-C increased >3.{1}}voltige sisseuriintänuCOVID-19. MHC kompleks esitleb rakupinnal antigeene immuunrakkudele, kui rakud on viirustega nakatatud. MHC-peptiidi komplekse on tuvastatud erinevates inimkehavedelikes, sealhulgas seerumis jauriin.6 Eksotsütoosi vähenemist iseloomustas DEFA1, GRN, HSPA6, SDCBP, IQGAP1 ja CYRIB märkimisväärselt vähenenud arvukus (joonis 2c).

Lisaks oli 4 valku, mille arvukus oli märkimisväärselt suurenenudCOVIDrühmaga võrreldesCOVIDrühm, sealhulgas MB, CA1, MANSC1 ja ABRACL (joonis 2c ja lisatabeli S2 veerud AA-AC). Lisaks vähenes 5 proteiini oluliseltCOVID, sealhulgas GRN, CREB3L3, MUC1, CD320 ja DLST (joonis 2c ja täiendav tabel S2 veerud AA-AC). Neid äsja tuvastatud valke võiks potentsiaalselt kasutada tundlikumate biomarkeritena, et hinnataCOVID-19infektsioon. Lisaks näitavad andmed, et mitmed markerid on neeruvälisedCOVIDpatsientidel (joonis 2), sealhulgas müoglobiini (südamespetsiifiline) 568-kordne suurenemine ja zimogeeni pepsinogeen C 392-kordne suurenemine (kopsu-, söögitoru- ja maokahjustus), mis on paljutõotavad sihtmärgid mitteinvasiivseteleuriinproteoomiprofiilide koostamine neerust sõltumatute elundite kahjustuste tuvastamiseks ja jälgimiseks.

SARS-CoV-2 viirust tavaliselt ei levitatauriin, kuid sellel on tropism neerurakkude tüüpide suhtes.7–9 Hindasime, kasuriinproteoomika suudab tuvastada SARS-CoV-2 valke. Huvitaval kombel avastati SARS-CoV-2 nukleoproteiini peptiide.uriinproovid, mis on kogutud kahelt raskelt haigelt patsiendiltCOVID-Ägeneerudvigastuskes suri (täiendavad materjalid ja meetodid, joonis 1a ja täiendav tabel S1). Peptiidi identifitseerimine kinnitati nii MaxQuant kui ka MS-GFþ tarkvaraga otsimisega. RNA sidumisdomeeni peaaegu täielik järjestuse katvus saavutati ühemõõtmelise vedelikkromatograafiaga, mis oli ühendatud tandem-massispektromeetria analüüsiga. Täheldati ka järjestusi SARS CoV-2 nukleoproteiini N-otsa lähedal (joonis 2d). SARS-CoV-2 peptiidide suhteliselt väikese arvu peptiidispektri vastete tõttu on SARS-CoV-2 nukleoproteiini kontsentratsioon nendes rakkudes eeldatavasti madal.uriinproovid (täiendav tabel S3).

figure 2-1

Kuigi meie uuring on kontseptsiooni tõestusuuring suhteliselt väikese arvu patsiendiproovidega, suutsime luua kvaliteetseid meetodeid.uriinpatsientide proteoomikaCOVID-19kliinilises keskkonnas. Teatame potentsiaalsetest biomarkeritestCOVID-19infektsioon jaCOVID-Ägeneerudvigastusmis võivad olla kasulikud arengu tuvastamiseks ja jälgimiseksCOVID-19infektsioon võiÄgeneerudvigastus. Eelkõige olid komplemendi ja hüübimiskaskaadi rajad ning eksotsütoosirajad kõrgelt reguleeritud patsientidel, kellel.COVID-Ägeneerudvigastus. Lisaks olid antigeeni esitlemisega seotud valgud märkimisväärselt korrelatsioonisCOVID-19infektsioon. Pakume välja potentsiaalsete uute biomarkervalkude (st MB, CA1, MANSC1, ABRACL, GRN, CREB3L3, DEFA1, MUC1, DLST ja IGFBP6) ja varem teatatud valkude loendi.Ägeneerudvigastusbiomarkervalgud (st NGAL, FABP3, FABP4, MEP1A ja RBP4), et kontrollida nende spetsiifilisust, tundlikkust ja tõsidust. Alamhulk meie patsientidest, kellel onCOVID-ÄgeneerudvigastusarenenudÄgeneerudvigastusolemasoleva kroonilise neeruhaiguse korral, mis võib samuti mõjutadauriinselles rühmas rikastatud valgud. Kroonilise neeruhaiguse seisundi mõju analüüsimineCOVID-19vajaks suuremaid kohorte; siiski täheldame, et komplemendi ja hüübimisraja valkude rikastumist leiti patsientidel, kellel onCOVID-Ägeneerudvigastus kroonilise neeruhaigusega ja ilma (joonis 1d ja täiendav tabel S1). Kokkuvõttes näitavad need põnevad esialgsed tulemused selgelt vajadust täiendava uurimise järele laiendatud kliinilises kohordis, mis hõlmab patsiente, kellel on mitte-COVID-19-seotudÄgeneerudvigastus.

AVALIKUSTAMINE

CRP teatab, et ta on Renalytix AI nõuandva kogu liige ja omab aktsiaid ning töötab Genfifiti konsultandina. AV teatab, et töötas NxStage Medical Inc. ja Astute Medical Inc. konsultandina. Need üksused ei toetanud selles uuringus uurimistööd. Kõik teised autorid ei deklareerinud konkureerivat huvi.

TUNNUSTUS

Selles uuringus kasutati proove, mis saadiCOVID-19Washingtoni ülikooli meditsiinikooli biovaramu, mida toetavad: Barnesi juudi haigla sihtasutus; Sitemani vähikeskuse stipendium P30 CA091842 National Cancer Institute of the National Institutes of the National Institute of Healthilt; ja Washingtoni ülikooli kliiniliste ja tõlketeaduste instituudi stipendium UL1TR002345 riiklikelt tervishoiuinstituutide riiklikult tõlketeaduste arendamise keskuselt. Täname Johns Hopkinsi ülikooli George M. O'Brieni keskust selle esinemise eestneerudvigastusbiomarkeri testid (grant P30DK079310). Osa sellest uuringust viidi läbi EMSL-i, riikliku teadusliku kasutajarajatise abil, mida sponsoreerib energeetika osakonna bioloogiliste ja keskkonnauuringute büroo ja mis asub PNNL-is. Proteoomikatööd toetab NIH Ühisfond strateegilise koordineerimise büroo / NIH direktori büroo kaudu auhinna UG3HL145593 alusel ja NIH toetusi U01DK124020. Sisu eest vastutavad ainult autorid ja see ei pruugi esindada riiklike tervishoiuinstituutide seisukohti. Täname St. Louis'i Washingtoni ülikooli nefroloogiaosakonna neerutranslatsiooniuuringute keskust (KTRC) nende töötlemise, säilitamise ja säilitamise toetamise eest.uriinproovid. Oleme tänulikud Charles Gossile, Adriana Rauseo Acevedole ja Rachel Prestile nende jõupingutuste eest andmete haldamisel ja patsientide värbamisel. Täname ka Jana Chiangi tema panuse eest sisu toimetamisel, vormindamisel ja ülevaatamisel.

cistanche-COVID-19–Associated Acute Kidney Injury

LISAMATERJAL

Täiendav fail (PDF) Täiendavad materjalid ja meetodid. Sisaldab teavet proovide võtmise ja patsiendi kaasamise meetodite kohta,uriintöötlemine ja säilitamine, proteoomika proovide ettevalmistamine, LC-MS/MS-põhine proteoomiline analüüs, proteoomika andmete töötlemine, COV-ga patsientide korrelatsioonianalüüsÄgeneerudvigastusvõrreldes nendega, kellel poleägeneerudvigastusja kus andmed on allalaadimiseks saadaval. Joonis S1. Uriini proteoomika Pearsoni korrelatsioon uuritud proovide vahel. Joonis S2. P väärtuste jaotus enne reguleerimist. (A) limma testi statistilised tulemused, mis võrdlesid intensiivsusturiinvalkude staatuse aluselägeneerudvigastus. (B) limma testi statistilised tulemused, mis võrdlesid intensiivsusturiinpõhinevad valgudCOVID-19infektsioonÄgeneerudvigastus-negatiivne rühm. Tabel S1. Uurimistöös osalejate meistrileht. Tabel S2. Uriini proteoomika statistilise analüüsi tulemused. Tabel S3. LC-MS/MS abil tuvastati SARS-CoV-2 peptiidid kahes uriiniproovis. Proteoomika andmeid otsiti MSGFþ tarkvaraga. STROBE avaldus (PDF).