Neerude eellasloomade reguleerimise molekulaarsed mehhanismid: mitu tükki on pusles?

edmund.chen@wecistanche.com

Abstraktne:  Neerudhiirtel, rottidel ja inimestel on eellasrakud, mis säilitavad igapäevast homöostaasi ja osalevad endogeensetes regeneratiivsetes protsessides pärast vigastust, kuna need on võimelised prolifereeruma ja diferentseeruma. Nefroni glomerulaarsetes ja tubulaarsetes sektsioonides näitasid järjekindlad uuringud, et hästi iseloomustatud, erinevad eellasrakkude populatsioonid, mis paiknevad Bowmani kapsli parietaalepiteelis ja on hajutatud proksimaalsetes ja distaalsetes tuubulites, võivad füsioloogilistes tingimustes tekitada segmendispetsiifilisi rakke. ja pärast koekahjustust. Kuid nende eellaste defektsed või ebanormaalsed regeneratiivsed reaktsioonid võivad kaasa aidata patoloogilistele seisunditele. Molekulaarsed omadusedneeru-eellasrakke on põhjalikult uuritud, mis näitab, et rakkude regulatsioonis mängivad olulist rolli arvukad klassikalised ja evolutsiooniliselt konserveerunud rajad, nagu Notch või Wnt/-catenin. Selles protsessis on olulised ka teised, nagu retinoehape, reniin-angiotensiin-aldosterooni süsteem, TLR2 (Toll-like retseptor 2) ja leptiin. Selles ülevaates teeme kokkuvõtte paljudest molekulaarsetest mehhanismidest, mis suunavadneeru-eellasreaktsioonid homöostaasi ja järgneva ajalneerukahjustus.Lõpuks uurime, kuidas üherakuline RNA sekveneerimine võiks iseloomustadaneeru-eellased järgmisele tasemele, samal ajal kui nende molekulaarse signatuuri tundmine on kliinikus üha enam aktuaalne.

Märksõnad:neeru eellased; molekulaarsed mehhanismid; neerukahjustus; üherakuline RNA sekveneerimine; molekulaarne signatuur

CISTANCHE PARANDAB NEERU-/NEERUHAIGUST

Sissejuhatus Endogeense regenereerimise ja parandamise mehhanisme on pakutud välja mitmete imetajate elundite jaoks [1]. Klassikalisi regeneratiivseid organeid, nagu seedetrakt ja nahk, on aastate jooksul põhjalikult uuritud ja need on toonud päevavalgele endogeensete eellasrakkude olulise rolli [2]. Soolestikus säilitavad soolestiku tüvirakud igapäevast homöostaasi, samas kui erinevad tüvirakud/eellasrakud vastutavad vigastuste järgsete kiirete paranemisprotsesside eest [2]. Samuti moodustavad epidermaalsed tüvirakud heterogeense tüviraku kogumi, mis osaleb epidermise homöostaasis ja kudede parandamises pärast haavamist [3]. Täiskasvanuneerudon elund, millel on madal rakuvahetus ja millel on proliferatsiooni- ja diferentseerumisvõimelised eellasrakud [4,5]. See väärtuslik omadus võimaldab teadlastel ja arstidel kaaluda uusi ravivõimalusi, mida taastadaneerufunktsioonpärast vigastust. Siin pakume välja ülevaate glomerulaarsetes ja torukujulistes molekulaarsetest mehhanismidestneeru-eellased füsioloogilistes ja patoloogilistes tingimustes (joonis 1) ja kuidas nende radade düsregulatsioon võib ollaneeruhaigus. Samuti uurime, kuidasneeru-eellasrakke saab täiendavalt iseloomustada, kasutades üherakulise RNA sekveneerimise (scRNAseq) tehnoloogiat ja nende rakkude molekulaarse signatuuri kliinilist tähtsust.

Neerude eellased

Neerude eellasrakud avastasid Sagrinati jt. inimesesneerud, mis põhineb tüvirakumarkerite CD133 ja CD24 ekspressioonil, diferentseerumismarkerite puudumisel või madalal ekspressioonil [6,7]. CD133 pluss CD24 pluss rakud paiknevad Bowmani kapsli kusepooluses, samuti on nad hajutatud piki nefroni torukujulist osa diferentseerunud torukujuliste rakkude vahel [6]. Mõnedneeru-eellasrakud, sealhulgas need, mis paiknevad Bowmani kapslis ja piki tuubulit hajutatud alamhulgad, ekspresseerivad samuti CD106 (mida nimetatakse ka vaskulaarse raku adhesioonimolekuliks 1, VCAM1), samas kui enamik tuubulis paiknevatest eellasrakkudest ei avalda seda [6, 8]. Need fenotüüpilised dCfferences peegeldavad mitmekesist funktsionaalset võimekust; tõepoolest, mööda tuubuleid hajutatud CD133 pluss CD24 pluss CD{7}} rakud näitavad tubulaarsete eellasrakkude funktsionaalseid tunnuseid, samas kui CD133 pluss CD24 pluss CD106 pluss parietaalsed epiteeliangerjad (PEC) on multipotentsed [6]. Lisaks on alamhulk CD1 33 pluss CD24 pluss CD1 06 pluss eellasrühm, mis paikneb Bowmani kapsli distaalse pooluse lähedal ja ekspresseerib podokalüksiini, genereerima ainult podotsüüte [6]. Kokkuvõttes konfigureerivad need vaatlused hierarhilise liinineeru-eellased seesneerudmis meenutab hemopoeetilist süsteemi [9]. Sarnaste eellasomaduste ja anatoomilise lokaliseerimisega PEC-d tuvastati ka hiirtel ja rottidelneerud[4,10,11]. PEC-de geneetiline märgistamine transgeenses indutseeritavas hiireliinis näitas, et PEC-d migreeruvad glomerulaarsesse kimpu ja diferentseeruvad ad olestsentsitud hiirtel [11]. Hiljuti tuvastati Pax2 hiire markerinaneeru-eellasrakud ja indutseeritava hiire modooli loomine Pax2 pluss rakupopulatsiooni liini jälgimiseks võimaldas demonstreerida nende diferentseerumist.neeru-eellasrakud, mis paiknesid PEC-de hulgas postnataalse glomerulaarse kasvu ajal podotsüütideks [4]. Täiendavad uuringud näitasid, et kõrvuti- ja kortikooli glomerulitel on erinev arv Pax2 pluss eellasrakke, kusjuures ajukoore glomerulitel on tervetel tingimustel kaks korda rohkem Pax2 pluss eellasrakkude glomerulaarsete podotsüütide arvu [12]. Täiskasvanud rotilneerud, on roti Bowmani kapslit vooderdavate epiteelirakkude hulgas kirjeldatud ebaküpseid rakke, mis ekspresseerivad närvirakkude adhesioonimolekuli (NCAM) ja eellasraku markerit CD24 [10].

Hiirte Bowmani kapsli Pax2 pluss eellasrakkude geneetiline märgistamine võimaldas näidata, et need eellased diferentseeruvad fokaalse segmentaalse glomeruloskleroosi (FSGS) mudelites podotsüütideks ja nende reaktsioon vigastustele määrab glomerulaarhäirete tulemuse, mis kinnitab veelgi nende rolli podotsüütidena. eellased [4,12]. Hiljuti, kasutades transgeenset hiiremudelit, milles podotsüüdid märgistati GFP-ga (roheline fluorestseeruv valk) ja PEC-d märgistati samaaegselt tdTomatoga, esitasid Kaverina ja tema kolleegid ka kindlaid tõendeid selle kohta, et PEC-d toimivad vigastuse korral uute podotsüütide allikana täiskasvanud hiirtel. Need rakud ekspresseerisid koos kahte fluorestseeruvat märgist, omandasid podotsüütide markerid ja näitasid primaarset, sekundaarset ja tertsiaarset jala protsessi [13]. Ebanormaalne eellasreaktsioon vigastusele võib samuti kaasa aidata glomerulaarsete häirete tekkele [4, 10, 14, 15]. Tõepoolest, teatud tingimustel on inimestel, hiirtel ja rottidel näidatud, et Bowmani kapsli eellasrakkude kaootiline migratsioon ja vohamine soodustab poolkuu moodustumist ja glomerulaarset armistumist [4, 10, 14]. Uuringud inimese kohtaneeru-biopsiad on kooskõlas kontseptsiooniga, et prolifereeruvad eellasrakud tekitavad poolkuu ja kollapseeriva glomerulopaatia korral hüperplastilisi kahjustusi [14] ning sarnaseid tulemusi on saadud ka rottidel [10]. Hiirtel näitas PEC-de liini jälgimine, et nende proliferatsioon põhjustab hiire nefrotoksilise seerumi nefriidi ja kollapseeriva glomerulopaatia [16] rakkude arvu märkimisväärset suurenemist poolkuudes ning sklerootiliste kahjustuste ja rakuvälise maatriksi ladestumise teket FSGS-is [15]. Hiljuti näitas eellasrakkude spetsiifiline geneetiline jälgimine PEC-de seas nende osalemist hüperplastiliste glomerulaarsete kahjustuste tekkes, mida võib ette kujutada kui ebaõnnestumist podotsüütide regenereerimisel pärast vigastust [4]. Kõigi nende uuringute põhjal on nüüd selge, etneeru-PEC-de seas lokaliseeritud eellased reageerivad podotsüütide vigastusele, käivitades regeneratiivse programmi, kuid ebaefektiivne või ülemäärane reaktsioon võib viia funktsionaalse koe muutumiseni armilaadseks koeks, mis koosneb rakkudest ja korrastamata rakuvälisest maatriksist. Seega, teades mehhanisme, mis juhivad õiget proliferatiivset ja diferentseerivat reaktsioonineeru-eellasrakud homöostaasi ja vigastuste ajal on üliolulised ja võivad võimaldada oletatavate modulaatorite tuvastamist, et suurendada rakkude regeneratiivset potentsiaali.neeru-eellased.

Glomerulaarse eellasfüsioloogia regulaatorid: kui orkester häälestab meloodiat 

Millised signaalirajad reguleerivad tervetel inimestel glomerulaarsete eellasrakkude vaikset, proliferatsiooni ja diferentseerumist podotsüütide suhtesneerud? Nefrogeneesi uuringud näitasid, et -kateniini / Wnt signaaliülekande aktiveerimine on pöördeline samm, mis juhib arengu ajal PEC diferentseerumist podotsüütideks [17, 18]. Tõepoolest, Ctnnb1 (-catenin 1) deletsioon PEC-des S-kujulise hilises kehastaadiumis tingimuslikult väljalülitatud hiires kutsus esile glomerulaarsed anomaaliad ja PEC-de asendamise Bowmani kapslites hästi diferentseerunud podotsüütidega. Nefrogeneesi jälgimine embrüonaalsetel tingimusliku kateniini knockout hiirtel näitas, et need "parietaalsed podotsüüdid" pärinevad S-kujulise keha parietaalkihi prekursorrakkudest otsese põlvnemise lüliti abil. Need leiud näitavad, et PEC-de õigeks diferentseerumiseks ja podotsüütideks küpsemiseks on vaja -kateniini / Wnt signaaliülekannet [17]. WT1, selle protsessi põhiregulaator [19], on ka tugev -kateniini/Wnt signaaliraja inhibiitor [18]. Vaiksetes PEC-des tehtud uuringud näitasid, et WT1 ekspressiooni pärsib kõrge Pax2 tase ja mikroRNA-193a (miR-193a) kõrge tase [20]. Kui PEC-d vähendavad miR-193a ekspressiooni, võimaldab see WT1 ülesreguleerimist, mis pärsib -kateniini/Wnt signaaliülekannet ja kutsub esile PEC diferentseerumise podotsüütideks. Hiljutised in vitro tulemused näitasid, et apolipoproteiin L1 (APOL1) reguleerib ka PEC molekulaarset fenotüüpi miR193a ekspressiooni moduleerimise kaudu ning et APOL1 ja miR193a jagavad vastastikust tagasisidesuhet [21]. Tõepoolest, kultuurisüsteemis kaasnes PEC diferentseerumisega podotsüütideks miR-193a ekspressiooni vähenemine. Samamoodi suurendas miR{31}a mahasurumine APOL1 ekspressiooni [21]. Tulevased tööd peaksid käsitlema, kas see APOL1–miR{35}}telg toimib in vivo sarnaselt in vitro asjakohaste transgeensete hiiremudelite ja inimese puhul.neerud. Huvitav on see, et APOL1 on vastuvõtlikkuse geen, mille geneetilised variandid suurendavad podotsütopaatia tekke tõenäosust [22].

Rakkude saatuse otsustamise ja rakkude proliferatsiooni kontrollimine paljudes erinevates süsteemides toimub Wnt ja Notchi signaaliradade integreeritud signaalimise kaudu [23]. Lasagni et al. teatas, et aastalneeru-Bowmani kapslis lokaliseeritud eellasrakkude aktiveerimine soodustab rakutsükli S-faasi sisenemist ja sellele järgnevat mitoosi, kuni nad on diferentseerumata olekusse [24]. Notch-raja alareguleerimine on aga häiritudneeru-eellasrakkude diferentseerumine kutsus esile ebanormaalse DNA sisaldusega podotsüütide tekke ja nende surmad mitootilise katastroofi tagajärjel [24, 25]. Hiljutised tulemused viitavad sellele, et podotsüütidest tuletatud CXCL12 (CXC motiiv kemokiini ligand 12) inhibeerib Notchi signaaliülekannet, säilitades seega podotsüütide eellasrakkude vaikuse [12]. Notch-allareguleerimine seostub rakutsükli inhibiitorite p21, p27 ja p57 ülesreguleerimisega ja tsükliin D1 [24] allareguleerimisega, andes podotsüütidele postmitootilise mitteproliferatiivse raku omadused. CXCL{13}}vahendatud podotsüütide ja neeru eellaste tagasiside mehhanism piirab ka podotsüütide regeneratsiooni pärast glomerulaarkahjustust [12]. Tõepoolest, kasutades Pax2 plusi päritolu jälgimistneeru-Adriamütsiini poolt indutseeritud nefropaatiaga hiirtel esinevate eellastena näitasid teadlased, et CXCL12 blokaad soodustab de novo podotsüütide moodustumist ja nõrgendab glomeruloskleroosi [12].

CISTANCHE PARANDAB NEERU/NEERU FUNKTSIOONI

Nagu täiustamineneeru-eellasrakkude diferentseerumine podotsüütideks võib kujutada endast atraktiivset terapeutilist strateegiat glomerulaarsete häirete remissiooni soodustamiseks, diferentseeruvate ühendite tuvastamiseks on läbi viidud mitmeid uuringuid. Retinoehapped (RA) on A-vitamiini derivaadid, millel on teadaolevalt kasulik toime mitmesuguste vähivormide ravis [26]. Samuti on näidatud, et RA kaitseb selle eestneerukahjustusmitmes eksperimentaalses mudelisneeruhaigus,sealhulgas minimaalse muutusega haigus, membraanne nefropaatia, FSGS, inimese immuunpuudulikkuse viirusega (HIV) seotud nefropaatia (HIVAN) ja luupusnefriit [27]. Arvukad uuringud on rõhutanud RA rolli podotsüütide diferentseerumises in vitro [28, 29] ja me kasutasime RA-d rakukultuurisöötmes, et soodustada.neeru-eellasrakkude diferentseerumine podotsüütide liini suunas [7]. Huvitav on see, et kokkupuude albumiiniga, mis seob RA kõrge afiinsusega, võib in vitro kultuuride ajal pärssidaneeru-eellasrakkude diferentseerumine podotsüütide suhtes RA sekvestreerimise teel. In vivo teatasime, et RA vabanes Bowmani ruumis pärast glomerulaarkahjustust ja endogeense RA sünteesi peatamine fokaalse segmentaalse glomeruloskleroosi mudelis halvendas albuminuuriat, glomerulaarkahjustust ja suremust [30]. RA eksogeenne manustamine, neutraliseerides albumiini sekvestreerivat aktiivsust, võimaldas regeneratiivset reaktsioonineeru-progenitorid, mis suurendavad podotsüütide arvu ja paranevadneerufunktsioon[30]. Viimased tulemused Lasagni jt. [4] kinnitas hüpoteesi, et farmakoloogilised lähenemisviisid, mis suurendavad podotsüütide reageerimist RA signaaliülekandele, leevendavad eksperimentaalset arengut.neerukahjustus. Tõepoolest, in vitro ravineeru-RA eellasrakud 6-bromo-indirubiin-30 -oksiimi (BIO), glükogeeni süntaasi kinaasi 3 (GSK3) inhibiitori juuresolekul, kutsusid esile inimese tugeva diferentseerumiseneeru-eellasorganismid podotsüütide suhtes RA-le reageerivate elementide (RARE) transkriptsioonilise aktiivsuse aktiveerimise kaudu, st suurendades neerude eellasrakkude tundlikkust endogeense RA diferentseerivate mõjude suhtes. Neerude eellasrakkude diferentseerumise suurendamine podotsüütideks, kasutades BIO-d FSGS-i hiiremudelis, avaldas haigusele olulist mõju, suurendades ravitud hiirte haiguse remissiooni. Rasvumisega seotud 2. tüüpi diabeedi progresseeruvas staadiumis hiiremudelis lisatakse BIO kahekordse reniin-angiotensiini süsteemi (RAS)/naatriumglükoosi transporteri (SGLT)-2 inhibeerimisele metformiini, ramipriili ja empagliflosiiniga. nõrgendas glomerulaarse fifiltratsiooni kiiruse (GFR) langust, vähendades veelgi glomeruloskleroosi, suurendades podotsüütide arvu püsiva spetsialiseerumise kaudu, samuti indutseerides de novo diferentseerumist podotsüütide eellasrakkudest ja parandades fifiltratsioonipilu tihedust [31].

Endlich et al. näitas Dach1 (taksi homoloog 1) rolli PEC raku saatuse määramisel podotsüütideks ja podotsüütide õiges funktsioonis. Podotsüüdid ekspresseerivad kõrgel tasemel Dach1 in vivo ja in vitro, samas kui PEC ekspresseerib väga madalat Dach1 taset. Autorid leidsid, et Dach1 ekspressiooni indutseerimine PEC-s reguleerib märkimisväärselt podotsüütide-spetsiifilisi valke sünaptopodiini ja WT1. Huvitaval kombel on Dach1 osa Eya-Six-Hox-Pax regulatsioonivõrgust ja sünaptopodiini ekspressiooni reguleerimisega kaasnes samaaegne Pax2 ekspressiooni alanemine [32].

Guhr et al. analüüsida milliste mehhanismideganeeru-eellasrakud säilitavad potentsiaali ekspresseerida podotsüütide valke patofüsioloogilistes tingimustes ja näitasid, et need sisaldavad aktiveeritud ubikvitiini-proteasoomi süsteemi (UPS), mis põhjustab äsja sünteesitud podotsüütide spetsiifiliste valkude kiiret lagunemist [33]. Teisest küljest säilitab UPS podotsüütide identiteeti, reguleerides podotsüütidespetsiifiliste valkude taset, nagu aktiini siduvad valgud - aktiniin 4 (ACTN4) ja sünaptopodiin (SYNPO), transkriptsioonifaktor Wilmsi kasvaja 1 (WT1), stomatiini perekonna liige podotsiin, piludiafragma valk nefriin, adaptervalk NCK1 ja aktiveeritud proteiinkinaas Cλ (PKCλ) [33]. Seetõttu on UPS-i aktiivsus glomerulaarrakkude fenotüüpide ja diferentseerumise staatuse oluline määraja.On hästi teada, et aastalneerud,mehaanilist keskkonda muudetakse glomerulaarhaiguste väljakujunenud mudelites ja see võib mõjutada paljude rakutüüpide, sealhulgas podotsüütide diferentseeritud seisundit [34]. Hiljuti analüüsisime substraadi jäikuse mõjuneeru-eellaskäitumine, mis näitab, et vähemalt in vitro on inimese fenotüüpneeru-progenitorid sõltuvad suuresti substraadi Youngi moodulist, mis on materjali jäikuse mõõt, mis on määratletud pinge ja deformatsiooni suhtena, kusjuures jäigemad substraadid soodustavad neeru eellasrakkude proliferatsiooni ja migratsiooni. Substraadi jäikus moduleerib ka selle mahtuvustneeru-eellasrakud, et diferentseeruda podotsüütide suhtes, kusjuures Youngi moodul 12 kPa on analüüsitute seas optimaalne. Kasutades keemilisi ja geneetilisi inhibiitoreid, näitasime, et Rho kinaasi (ROCK) aktiivsus on vajalik, et vahendada jäikuse mõjuneeru-eellaste proliferatsioon, migratsioon ja diferentseerumine [35]. Vähenenud glomerulaarjäikus on paljude glomerulaarkahjustuste vormide, sealhulgas FSGS [34, 36] ühine tunnus, mis viitab ROCK-i olulisele rollile kaneeruhaigus.

Reniini angiotensiin-aldosterooni süsteemi inhibiitorid (RAAS-I) on ravimid, mis aeglustavad tõhusalt haiguse progresseerumist.neeruhaigusmitmesuguste toimingute kaudu. Nende ravimite terapeutilise toime eest vastutavad mehhanismid, samuti nendeneeru-rakulisi sihtmärke, on suures osas uuritud mitmetes inimloomamudelitesneeruhaigus. Hiljutised andmed näitasid, et nad võivad avaldada oma kasulikku mõju ka reklaamimise kauduneeru-eellasrakkude diferentseerumine podotsüütideks. Tõepoolest, glomerulaarkahjustuse rotimudelis indutseeris ravi ACE-I-ga eellasrakkude proliferatsiooni, poolkuu moodustumise vähenemist ja vältis progresseerumist glomeruloskleroosi suunas [10]. Seega taastas eellasrakkude aktiveerimise aeglustamine ravimitega normaalse glomerulaarstruktuuri [10]. Huvitav on see, et angiotensiin (Ang) II retseptori AT1 ekspressioon piirdus normaalsel inimesel harvaesineva CD24 ja PEC-ga.neerudkuid see oli hüperplastilistes kahjustustes ülesreguleeritud [37], mis viitab Ang II/AT1 retseptori raja panusele ebanormaalsete kahjustuste soodustamisel.neeru-eellasrakkude migratsioon ja proliferatsioon proliferatiivsete haiguste korral [37]. Vastavalt sellele seostati CGN-i (crescentic glomerulonefriit) põdeval patsiendil ACE-I ravi hüperplastiliste kahjustuste regressiooniga ja normaliseeris AT1 retseptori ekspressioonineeru-eellased. Need tulemused annavad veel ühe selgituse pärast ravi angiotensiin II retseptori blokaatoriga (ARB) täheldatud kasulikele mõjudele. Sarnaselt parandas ARB-ravi tulemusi mesangiaalse proliferatiivse glomerulonefriidi rotimudelis, põhjustades tüvirakkude markereid ekspresseerivate PEC-de arvu suurenemist [38].

Podotsüütide vigastusi peetakse diabeetikutele oluliseks soodustajaksneeruhaigusprogresseerumist lõppfaasi pooleneeruhaigus[39–41]. Suganami jt. teatas selle ennetamisest ja ümberpööramisestneerukahjustusleptiini manustamise teel diabeetilise nefropaatia loommudelites [39]. Hiljuti on Pichaiwong et al. näitas, et leptiini asendamine võib muuta kaugelearenenud diabeetilise nefropaatia struktuursed ja funktsionaalsed parameetrid leptiini puudulikkusega BTBR ob/ob hiirel [41]. Eelkõige põhjustas leptiinravi, kuid mitte RAAS-I, podotsüütide tiheduse ja arvu märkimisväärse suurenemise ning WT1-positiivse prolifereeruva PEC suurenemise. Selle protsessi aluseks olevaid mehhanisme kirjeldati täiendavalt järeldokumendis, kus nad näitasid, et leptiinipuudulike ob/ob hiirte topeltravi kombinatsioonis endoteliin-1 A-tüüpi retseptori (ETAR) selektiivse antagonistiga. RAAS-i inhibeerimisega viis paranenud fenotüübini [40], mida iseloomustab PEC-de aktiveerimine ja podotsüütide arvu suurenemine. Need tulemused annavad kaudseid tõendeid selle kohta, et PEC-d võivad olla potentsiaalne reservuaar kadunud podotsüütide taastamiseks ja et PEC-de diferentseeruv võime võib olla farmakoloogiliselt moduleeritud diabeetilise nefropaatia regressiooni võtmeelement.

Glomerulaarsete eellasrakkude regulaatorid patoloogias: kui orkester on häälest väljasKuigineeru-eellasrakud võivad põhjustada podotsüütide regeneratsiooni pärast vigastust [4], samuti võivad nad tekitada ekstrakapillaarseid proliferatiivseid kahjustusi või poolkuusid, mis on nii põletikuliste kui ka mittepõletikuliste glomerulaarhaiguste tunnuseks [42]. Tõepoolest näitavad eksperimentaalsete mudelite [15] ja inimese biopsiate tõendid, et poolkuud koosnevadneeru-eellased [14], mis nihutavad oma reaktsioonid ebanormaalselt reparatiivsest kahjustavasse. Pole täielikult teada, millised tegurid põhjustavad tasakaalu kallutamist. CGN on kõige paremini iseloomustatud haigus, mille puhulneeru-eellased on peamised süüdlased. Rakupoolkuu on tüüpiline morfoloogiline muutus, mida täheldatakse CGN-is. See on määratletud kui mitmekihilised akumulatsioonidneeru-eellasrakud ja muud rakutüübid Bowmani ruumis. Järelikult sulgeb see uriini väljavoolu ja primaarse uriini väljavoolu ning hiljem on kahjustatud nefron. Glomerulaarsete kapillaaride rebend poolkuu haiguse korral põhjustab kokkupuudetrenal eellased suurele plasmakontsentratsioonile, mis suurendab järsult inimese vohamistneeru-eellased kultuuris [43]. Poolkuu moodustumist võivad põhjustada mitmed plasmakomponendid, kuid praegu on järjekindlaid andmeid ainult fifibrinogeeni aktiveerimise kohta, mis on vaskulaarsete vigastuste ajal aktiveeritud hüübimiskaskaadi liige. Fifibrinogeeni või fifibrinolüüsi puudumine takistab poolkuu moodustumist mitmes näriliste mudelis [43,44].

Ka kollaps nefropaatia ja pseudocrescents pärinevadneeru-eellased [14]. Erinevalt poolkuudest pakuti välja, et pseudopoolkuud pärinevadneeru-eellasrakud kui reguleerimata reaktsioon massilisele ja kiirele podotsüütide eraldumisele, mis esineb teatud otsese podotsüütide kahjustuse tingimustes (nt kokkupuude teatud ravimitega, immuunvahendatud häired või infektsioonid, mis on otseselt suunatud podotsüütidele), mis esineb põletikuliste komponentide puudumisel ja põhjustab kapillaaride kollaps [22,45]. Neid kahjustusi täheldatakse sageli ka viiruslike glomerulopaatiate, näiteks HIV- ja parvoviiruse nefropaatia korral [22]. Nende viiruslike glomerulopaatiate korral ei põhjusta interferoon (IFN-) ja IFN- mitte ainult lokaalset põletikku glomeruluse sees, vaid toimivad ka PEC-dele ja podotsüütidele, kusjuures IFN inhibeerib PEC-de migratsiooni ja mõlemad pärsivad.neeru-eellasrakkude diferentseerumine podotsüütideks in vitro [46]. In vivo adriamütsiini nefropaatia mudelis süvendas IFN-i või IFN-i süstimine proteinuuriat ja glomeruloskleroosi [46]. Hiljuti on kirjeldatud FSGS-i kokkuvarisemist hiljutise Aafrika päritoluga patsientidel, kellel on kõrge riskiga APOL1 genotüüp ja kes on nakatunud raske ägeda respiratoorse sündroomi koroonaviirusega 2 (SARS-CoV-2) ​​[47,48]. On tehtud ettepanek, et SARS-CoV-2 võib otseselt nakatada podotsüütide [49] ja/või vallandada põletikulise kaskaadi, mis hõlmab interferooni-kemokiini raja aktiveerimist, mis omakorda interakteerub APOL1 variandi geeniga [49]. 50]. Nagu eespool märgitud,neeru-eellasrakkude diferentseerumine podotsüütideks seostub APOL1 ekspressiooniga ja võib seetõttu olla seotud 2019. aasta koronaviirushaigusega (COVID-19) seotud nefropaatiaga.

Mitmed hiljutised uuringud tõid esile kriitilise rolli CD9 ja seejärel CD44 de novo ekspressioonis PEC-de patogeense üleminekuna CGN-is ja FSGS-is puhkeolekust aktiveeritud fenotüübile [16,51,52], kinnitades patogeenset rolli. PEC-de vähendamine nendes haigustes ja uute molekulaarsete sihtmärkide pakkumine glomerulaarhaiguste raviks. Selle idee toetuseks on Kaverina jt. näitas, et PEC-d kaotavad CD44 ekspressiooni, kui diferentseeruvad vanade hiirte vigastatud glomerulites podotsüütideks, mis viitab sellele, et PEC-de CD44 suurenemine ei kujuta endast regeneratiivset, vaid patoloogilist üleminekut [53]. FSGS-is on näidatud, et CD44-l on oluline roll rakkude migratsioonis vigastatud fifiltratsioonibarjääri suunas, kus vigastatud podotsüüdid reguleerivad üles migratsiooni inhibeerivat faktorit (MIF) ja stroomarakkudest pärinevat faktorit 1 (SDF1), mis stimuleerivad CD44 ekspressiooni ja CD-d.{12} }vahendatud migratsioon [54]. Lisaks tootsid PEC-d CD-st sõltuval viisil nii PEC-st pärinevaid kui ka podotsüütide spetsiifilisi ekstratsellulaarse maatriksi valgu isovorme [55]. Lõpuks näitas PEC-de päritolu jälgimise uuring, et CD44 ei osalenudneerudregenereerimine podotsüütideks diferentseerumise kaudu ja osales ainult profibrootilises rajas [56].

Torukujulised eellased

NeerudBowmani kapsli parietaalse epiteeli kihi eellased võivad potentsiaalselt regenereerida proksimaalseid tubulaarseid epiteelirakke glomerulotuubulaarses ristmikus [57]. Kuid proksimaalsetes ja distaalsetes tuubulites hajutatud tubulaarsed eellasrakud esinevad ka inimestel [6, 58–60] ja hiirtel [5, 61–63] ning suurenevad ägeda või kroonilise tubulaarse kahjustusega patsientidel torukujulise vigastuse korral [6 ]. Kumar et al. teostas proksimaalses tuubulis esinevate haruldaste Sox9-ekspresseerivate rakkude liini jälgimise ja tuvastas need oletatava tubulaarse eellaspopulatsioonina, mis on seotud postakuutse haigusega.neerukahjustus(AKI) taastamine [64]. Sox9 on transkriptsioonifaktor, misneerudareng, kontrollib epiteeli hargnemist ja ekspresseerub nefroni prekursorites [64, 65]. Huvitav on see, et kui Sox9 lõi S1 ja S2 segmentidest välja, taastus füsioloogiline aeglasem.neerufunktsioonid, suurenenud torukujuline vigastus, samuti suurenenudneeru-tekkis fibroos [64]. Pärast osalist nefrektoomiat Sox9 pluss rakud vohavad ja tekitavad proksimaalse tuubuli, Henle ahela, distaalse tuubuli, kogumiskanali ja glomeruluse parietaalse kihi epiteelirakke [66]. Hiljuti on Lazzeri jt. andis tõendeid selle kohta, et tubulaarsed eellasrakud läbivad mitoosi ja asendavad ligikaudu pooled pöördumatult kadunud torukujulistest rakkudest AKI ajal [5]. Tubulaarse vigastuse hiiremudelis Pax2 pluss rakkude põlvnemise jälgimisel tuvastasid nad torukujulised eellaspopulatsioonid eraldiseisva torukujulise raku alampopulatsioonina, mis oli surma suhtes resistentne ja millel oli kõrge klonogeenne aktiivsus, mis viis pikkade tuubulisegmentide tekkeni [5].

Torukujulise eellasfüsioloogia regulaatorid: polüfooniline koor

Inimeneneeru-eellased ekspresseerivad B-lümfoomi Mo-MLV (Moloney hiire leukeemia viirus) sisestuspiirkonda 1 (Bmi-1) [57]. Bmi-1 on transkriptsioonirepressorite polükombide perekonna liige. See osaleb rakutsükli reguleerimises ja mitmesugustele organitele, nagu eesnääre, peensool ja kopsud, endogeensete tüvirakkude vananemine [67–70]. Aastalneerud, KMI{0}} tase tõusis kiiresti pärast vigastust AKI hiiremudelis [71]. Need leiud viitavad Bmi-1 osalusele, mis väljendub torukujulistes eellasrakkudesneeru-regenereerimine. Tõepoolest, Lv et al. näitas, et äge tubulaarnekroos viis metsiktüüpi hiirtel Bmi{0}} suurenemiseni ja sellele järgnenud tubulaarsete eellasrakkude mobiliseerumiseni, samas kui Bmi-1 knockout-hiirtel tubulaarseid eellasorganisme ei mobiliseerunud [72]. Bmi-1 knockout hiirtel oli tugevneeru-fenotüüp, sealhulgas interstitsiaalne fibroos, tubulaarne atroofia ja raskeneeru-düsfunktsioon koos vähenenud rakkude proliferatsiooni, suurenenud raku apoptoosi ja vananemise ning põletikuliste rakkude infifiltratsiooniga [72,73]. Hiljutises uuringus on Zhou et al. selgitas veelgi Bmi-1 rollineeru-esivanemad, mis näitab, et Bmi{0}} säilitas keha eneseuuenemise ja püsivuse.neeru-eellased, säilitades redoks-tasakaalu ja vältides rakutsükli seiskumist, inhibeerides reaktiivseid hapniku liike (ROS), p16 ja p53 [74].

Teine oluline molekul, mis osaleb torukujulise eellasrakkude reguleerimises, on Toll-like retseptor 2 (TLR2) või CD282, evolutsiooniliselt konserveerunud membraanivalk, mis mängib olulist rolli patogeeni äratundmisel ja kaasasündinud immuunsuse aktiveerimisel. TLR2 toimib koekahjustuse andurina, tuvastades kahjustatud kudedest vabanenud kahjustusega seotud molekulaarmustri molekulid (DAMP). TLR2 aktiveerimine viib allavoolu transkriptsioonifaktorite aktiveerimiseni, mis reguleerivad ellujäämisgeenide või põletikku soodustavate tsütokiinide ja kemokiinide ekspressiooni [75–77]. Sallustio et al. näitasid, et tubulaarsed eellasrakud ekspresseerivad TLR2, mille stimuleerimine põletikuliste vahendajate või DAMP-de imiteerivate agonistidega kutsub esile monotsüütide kemoatraktandi valgu -1 (MCP-1), interleukiin 6 (IL-6) massilise sekretsiooni. interleukiin 8 (IL-8) ja komplemendi komponendi C3 NF-κB (aktiveeritud B-rakkude tuumafaktor kappa-kerge ahela võimendaja) aktiveerimise kaudu [59]. Lisaks moduleeris TLR2 stimulatsioon torukujuliste eellasrakkude proliferatsioonikiirust ja diferentseerumisvõimet, mis viitab olulisele rollileneeru-remont [59]. Sama rühma järeluuringud tuvastasid erinevad miRNA-de komplektid, mis ekspresseerusid spetsiifiliselt torukujulistes eellasrakkudes [78]. Nende hulgas reguleerisid miR-1915 ja miR-1225-5p CD133 ja PAX2, aga ka TLR2 ekspressiooni. Sallustio et al. seejärel lahkas AKI-le järgnevad taastamismehhanismid ja leidis TLR2 jaoks olulise rollineeru-regenereerimine [79]. Nad tegid kindlaks, et pärast vigastust põhjustab TLR2 kahjustuse tuvastamine inhibiin-A ja dekoriini sekretsiooni tubulaarsete eellasrakkude poolt, mis omakorda soodustab rakkude proliferatsiooni kaudu tubulaarset regenereerimist [79]. Need kaks tsütokiini kuuluvad TGF- (transformeeriva kasvufaktori) signaalirada ja osalevad rakutsükli reguleerimises, rakkude proliferatsiooni suurendamises ja apoptoosi pärssimises [80–84].

Täiskasvanutel on teatatud Wnt raja molekulide ekspressioonistneeru-eellased hiirtel [85] ja inimestel [86]. Kasutades põlvnemise jälgimise hiiremudelit, leidsid Rinkevich et al. näitas, et nii homöostaasi ajal kui ka pärast vigastust oli täiskasvanud imetajaneerudläbivad segmendispetsiifilise kloonide laienemise rakkudest, mis on saadud WNT-le reageerivatest prekursoritest [63]. Nad soovitasid, et võime reageerida WNT signaalidele valib rakud, mis lõpuks viivad läbi tugeva kloonide laienemise. SIX2 pluss uriinist pärinevad uuringudneeru-eellased näitasid, et WNT raja aktiveerimine GSK3 inhibeerimisega indutseerib diferentseerumistneeru-eellased sisse neeru-epiteeli proksimaalsed torukujulised rakud [87]. Lisaks avaldas Wnt3 regeneratiivset toimet ja see oli CD133 plussis ülesreguleeritudneeru-tsisplatiini kahjustuse in vitro mudelis [88]. Selles uuringus paljastasid autorid CD133 enda funktsionaalse rolli neerutuubulite parandamisel, säilitades proliferatiivse vastuse ja kontrollides vananemist, toimides kateniini signaaliülekande lubava tegurina, hoides ära selle lagunemise tsütoplasmas [88]. Sebrafifisneerud,aastast asendati kahjustatud torukesed uute nefroniteganeeru-eellased, mis ekspresseerivad Wnt retseptorit frizzled9b ja transkriptsioonifaktorit lef1. Pärast vigastust indutseeriti vigastatutel Wnt ligandide Wnt9a ja Wnt9b ekspressioonneerudkohtades, kus eellasrakud moodustavad uusi nefroneid [89]. Need tulemused viitavad sellele, et Wnt / frizzled signalisatsiooniraja oluline roll sellesneerudregeneratsioon on liikide seas väga konserveerunud.

CISTANCHE PARANDAB NEERU-/NEERUHAIGUST

Nagu varem mainitud, on Notchi signaalimine evolutsiooniliselt konserveerunud rada, millel on kriitiline rollneerukahjustusja remont [24,90–93], eriti AKI ajal [94,95]. Kang et al. näitas, et Sox9 plussneeru-eellasrakud väljendasid kõrget Notchi taset ja Notch1 rakusisese domeeni (NICD1) üleekspressioon Sox9 pluss populatsioonis parandasneeru-histoloogia foolhappest põhjustatud AKI mudelis [62]. Ma et al. teatas, et Sox9 pluss neerude eellasrakkude aktiveerimine, mille roll on olulineneerudparandamist, vahendas Notchi rada, mis kinnitas eelmist aruannet, et Notch{0}}, Jagged1/2, Dll4 ja Sox9 ekspressioonitasemed suurenevad pärast isheemia-reperfusioonikahjustust (IRI) [66]. Tõepoolest, teistes elundites, näiteks kõhunäärmes, moduleerib Sox9 aktiveerimine Notchi rada, reguleerides Hes1, et säilitada eellasrakkude kogum [96]

On näidatud, et mitmed ravimid paranevadneerudregeneratsioon ja nende hulgas histooni deatsetülaasi (HDAC) inhibiitorid (HDACis) võivad olla paljutõotav ravivõimalus AKI raviks [97–102]. HDAC-d moodustavad ensüümide rühma, mis on seotud mitmete rakuliste protsessidega, eemaldades atsetüülrühma histooni või mittehistooni valkudest [103]. Marumo jt. teatas HDAC5 aktiivsuse vähenemisest, suurenenud histooni atsetüülimisest ja luu morfogeneetilise valgu 7 (BMP-7) taasaktiveerimisest proksimaalsetes tubulaarsetes rakkudes taastumisfaasis pärastneeru-IRI [104]. Need tähelepanekud viitavad sellele, et HDAC-id võivad avaldada kasulikku mõjuneeru-taastumine tänu BMP{0}} suurenenud ekspressioonile. Valk, mis säilitab neerude eellaskogumi diferentseerumata seisundisneerudareng [105]. Huvitaval kombel laiendas HDACis-ravineeru-eellasrakkude populatsioon sebrakaladel [106]. Nefrotoksilise seerumi nefriidi mudelisglomerulonefriit hiirtel, aktiveeriti ravi trikostatiin A (TSA).neerudkõrvalpopulatsiooni (SD) rakud [107]. SD-rakud moodustavad rakkude alamhulga, millel on mitmeliiniline potentsiaal ja teadaolevad renoprotektiivsed omadused, mis nõrgendavad kroonilistneeruhaigus(CKD) BMP{0}} ekspressiooni suurenemise kaudu [107]. Kasutades ülalkirjeldatud põlvnemise jälgimise meetodit, Lazzeri et al. näitas, et ravi kahe laialdaselt kasutatava HDACis-ga, TSA ja 4-fenüülbutüraadiga (4-PBA), viis Pax2 pluss eellasrakkude proliferatsioonini, vältides seega koefibroosi ja kroonilise neeruhaiguse teket [5]. Paremaks muutuks selektiivsete HDACis-de väljatöötamine, millel on suurem tõhusus ja väiksem toksilisusneerudtaastumine tubulaarse eellasrakkude proliferatsiooni kaudu. Tuleb märkida, et HDACis on paljudes eksperimentaalsetes mudelites ilmnenud kasulik terapeutiline toimeneeruhaigusedpeale AKI, sealhulgas glomeruloskleroos, tubulointerstitsiaalne fibroos, glomerulaarne ja tubulointerstitsiaalne põletik, luupusnefriit, polütsüstilineneeruhaigusjaneeru-rakukartsinoom (RCC), nagu on läbi vaadatud punktis [108]. Mitmed HDAC-d on praegu 1. või 2. faasi uuringus RCC ja neerukahjustuse raviks (clinicaltrial.org).

Tubulaarsete eellasrakkude regulaatorid patoloogias: Cacophonus Choir

Bioloogilised ja molekulaarsed omadusedneerudvähk viitab selleleneeru-eellased võivad olla erinevate arengute algallikadneerudkasvaja tüübid. Hiljutises uuringus on Peired et al. näitas seda inimestneeru-NICD1 üleekspresseerivatel eellastel oli suurenenud proliferatsioonivõime ja nad moodustasid 2D-kultuurides hälbiva mitoosi ning võivad tekitada 3D-kultuurides kasvajataolise massi [8]. Samamoodi Pax2 plusneeru-NICD1 üleekspresseerivad eellased pärast transgeeni indutseerimist täiskasvanud hiirtel või pärast IRI-d olid papillaarsete adenoomide ja RCC-de päritolu [8]. Selle järelduse kinnituseks viis endogeense AKI-indutseeritud NOTCH1 aktivatsiooni blokeeriv ravi vähemate kasvajate tekkeni [8]. Hiljuti näitasid kaks uuringut, et angiomüolipoomid pärinevad multipotentsestneerudepiteelirakud, mis paiknevad tuubulis ja läbivad kloonide laienemise vastusena tuberoussclerosis complex (TSC) geenideletsioonile [109,110]. Mõlemad uuringud pakkusid, et need rakud võiksid ollaneeru-mitmeliinilise diferentseerumisvõimega eellased [109 110]. Huvitav on see, et Cho et al. näitas, et varem teatamata Rheb-Notch-Rheb regulatsioonisilmuse aktiveerimine, milles Notch1 tsükliline seondumine Notch-responsive elementidega (NRE-dega) Rheb promootoril on võtmesündmus, oli peamine mehhanism, mis tagas selle genereerimise. angiomüolipoomil esinevad mitmed liinid [109]. Kokkuvõttes näitavad need tulemused, et Notchi raja dereguleerimineneeru-eellased võivad põhjustadaneeru-patoloogiad.

Wan et al. täheldas, et SOX9 ekspressioon oli RCC patsientidel ülesreguleeritud ja korreleerus kaugelearenenud patoloogilise astmega [111]. Kõrge SOX9 tasemega RCC patsientidel oli ka lühem elulemus [111]. Need andmed kinnitasid pretsedendiuuringut, mis seostas SOX9 ekspressiooni RCC Fuhrmani klassifikatsiooniga ja näitas, et SOX9 ( ) patsientidel oli palju parem ravivastus türosiinkinaasi inhibiitoritele kui SOX9 (pluss) patsientidel [112]. Seetõttu võime oletada, et SOX9 ekspressiooni suurenemine SOX9 plussisneeru-eellased võiksid aidata kaasa RCC arengule. Sarnast mehhanismi kirjeldati basaal-sarnase rinnavähi korral, kus SOX9 ekspressioon luminaalsetes tüvi- / eellasrakkudes võib NF-κB signaaliülekande aktiveerimise kaudu kontrollida vähi põlvnemise plastilisust [113].

Neerude eellasrakkude tuleviku väljavaated

Üherakuline RNA sekveneerimine: olgem ajaga kaasasscRNAseqi kiire areng avab uusi perspektiive sellega seotud molekulaarsete protsesside lahkamiseksneeru-eellasregulatsioon füsioloogilistes ja patoloogilistes tingimustes. ScRNAseq seisneb geeniekspressiooni profiili saavutamises üherakulise eraldusvõimega, tõestades isegi haruldasemate alampopulatsioonide erinevaid rakuolekuid ja molekulaarset dünaamikat. Seda uudset tehnoloogiat on edukalt kasutatud mitmes elundis – näiteks Prominin 1 pluss maksa eellasrakkude [114], Dach1 – allareguleeritud lümfoidsete eellaste [115] ja KTR5 pluss kopsu eellasrakkude uurimiseks COVID{6}} patsientidel [116]. Viimastel aastatel on üha suurem hulk uurimisrühmi rakendanud seda strateegiat, et määrata kindlaks rakupopulatsioonid.neerudhiirtel ja inimestel [117–120]. Väga hiljutises uuringus on Rudman-Melnick et al. tuvastas kõigi rakupopulatsioonide transkriptsioonilise signatuuri AKI eksperimentaalses mudelis, tuues esile varem kirjeldamata vigastustega seotud molekulide olemasolu [119]. Selline lähenemine võib potentsiaalselt paljastada uudsed aktiveeritud mehhanismidneeru-AKI-le järgnevad eellased, mis viib potentsiaalsete molekulaarsete sihtmärkide tuvastamiseni. Young et al. suutsid sobitada selgeid rakke ja papillaarseid RCC rakke proksimaalsete keerdunud torukujuliste rakkude alatüübiga, mis on määratletud SLC17A3 ja VCAM1 ekspressiooniga [117]. Nagu varem mainitud, iseloomustab VCAM1 või CD106 ekspressioon koos CD133-ga haruldast populatsioonineeru-eellasrakud hajusid enamasti proksimaalses tuubulis [6]. scRNAseqi andmete analüüs näitas, et inimese neeru eellastranskriptoomil on sarnasusi PT1-ga, mis on inimese papillaarse RCC oletatav päritolurakk [8]. Need tähelepanekud kinnitavad meie hüpoteesi, et papillaarne RCC pärineb neeru eellasrakkude proksimaalse tuubulite populatsiooni Notch-vahendatud transformatsioonist ja proliferatsioonist [8].

Kliinilised rakendused: kliinik helistab

Neerude eellastel põhinevad ravimeetodid kujutavad endast paljutõotavat uut piiri nende ravisneeruhaigused, kuna mitmed uuringud näitavad, et need paranevadneerufunktsioonpärast vigastust [121]. Küll aga süstidesneeru-eellased otse loommudelitesseneerukahjustuskudede regeneratsiooni esilekutsumiseks on olulisi piiranguid, mis on mujal kokku puutunud [121]. Nendest hoiatustest saab mööda hiilida tänu äsja kasutatud omadusteleneeru-eellasrakud, mis on nende võime sekreteerida troofilisi tegureid, tsütokiine või kemokiine, mis tõhusalt vahendavadneerudparandada parakriinselt või autokriinselt (joonis 2). Kenji et al. teatas, et täiskasvanud rotilt saadud kultuuri supernatandi intraperitoneaalne süstimineneerudeellasrakud pärssisid märkimisväärselt tubulaarsete rakkude apoptoosineeru-rakke, vähendas põletikku ja soodustas ebaküpsete rakkude proliferatsiooni eksperimentaalses IRI mudelis HGF (hepatotsüütide kasvufaktor), EGF (epidermaalne kasvufaktor), TGF- ja Epo (erütropoetiin) vabastamise kaudu [122]. Tõepoolest, on teatatud, et paljude kasvufaktorite terapeutiline kasutamine paranebneerukahjustused, nagu HGF, BMP7, EGF, TGF- ja VEGF (vaskulaarne endoteeli kasvufaktor) [123–127]. Sallustio et al. teatas, et inimeneneeru-eellasrakud mitte ainult ei paranda märkimisväärselt kahjustatud torukujulisi rakke, vaid avaldavad ka fibroosivastast toimet CXCL6 (CXC motiiv kemokiini ligand 6), SAA2 (seerumi amüloid A2), SAA4 (seerumi amüloid A4) ja BPIFA2 (BPI (bakteritsiidne permeaablus) sekretsiooni kaudu -kasvav) volti sisaldav perekonna A liige 2) parakriinse mehhanismi kaudu [128]. Aggarwal et al. teatas, etneeru-Epo piiride eellassekretsioonneeru-fifibroos pärast torukujulist vigastust [129]. Lisaks lahustuvatele teguritele sekreteerivad neerude eellased rakuvälised vesiikulid (EV), nanomeetri suurused lipiidide kaksikkihiga piiritletud osakesed, mis kannavad bioaktiivseid lipiide, valke ja RNA-sid, mis võimaldavad rakkude ja rakkude vahelist sidet parakriinsete toimingute kaudu. Väikseim ja kõige paremini kirjeldatud EV-tüüp on eksosoomid, mida on hiljuti uuritud nende kaitsva toime osas IRI-indutseeritud AKI vastu [130, 131]. Li et al. näitasid, et neeru eellastest pärinevad eksosoomid võivad taastada neerude struktuure ja funktsioone nende immunomoduleerivate, antiapoptootiliste ja proliferatsiooni stimuleerivate võimete kaudu AKI mudelites. MikroRNA-d (miRNA-d) olid eksosoomide kõige levinumad komponendid ja nende hulgas peeti miR-146a võtmeisikuks tsütoprotektiivsete toimete vahendamisel, vähendades IRAK1 (interleukiin 1 retseptoriga seotud kinaas 1)/NF-kB signaaliülekannet. [130]. Diabeetilise nefropaatia mudelis leiti, et uriini eellasrakkude sekreteeritud eksosoomid vähendavad podotsüütide apoptoosi, pärssides kaspaasi-3 ja soodustades veresoonte regeneratsiooni, mis võib olla seotud tsütokiinidega VEGF, TGF- 1, angiogeniin ja BMP. -7 sisaldub uriini eellasrakkudest pärinevates eksosoomides [132]. Podotsüüdi apoptoosi pärssimine oli seotud ka miR-16-5p üleekspressiooniga uriini eellasrakkude poolt sekreteeritud eksosoomides, pärssides VEGF-A [133].

Molekulid ja eksosoomid, mida eritavadneeru-eellased soodustavad taastumistneeruhaigustänu nende võimele avaldada mitmeid renoprotektiivseid ja regenereerivaid toimeid tänu nende vähenenud immunogeensusele ja väiksemale väärarengute ja tuumorigeneesi riskile võrreldes rakuteraapiatega. Need tähelepanuväärsed omadused muudavad need kliinilistes rakendustes atraktiivseks. Veel üks väljakutse kliinilises lähenemisviisisneeruhaiguson uute vahendite avastamine diagnoosimiseks ja jälgimiseksneeruhaigusmis oleks kergesti ligipääsetav mitteinvasiivsete protseduuridega. Selles kontekstis on uriin väärtuslik biovedelik tänu oma ligipääsetavusele, kiirele ja lihtsale proovide võtmisele ning urogenitaaltraktist vabanevate valkude, metaboliitide, rakkude ja rakusisalduse laiale mitmekesisusele [134]. Tüvirakkude omadusi omavate rakkude olemasolu uriinis kirjeldasid esmakordselt Zhang et al. aastal 2008 [135]. Järgnevatel aastatel töötasid mitmed rühmad välja meetodid uriinist pärinevate eellasrakkude isoleerimiseks ja iseloomustamiseks tervetelt doonoritelt ja haigetelt patsientidelt.neerudhäired [136]. Ametlikku konsensust pole veel saavutatud selle kohta, milliseid markereid võib kasutada uriinist pärinevate eellasrakkude määratlemiseks. Enamik uuringuid näitas, et nad ekspresseerivad mesenhümaalseid tüvirakumarkereid (CD44, CD73 ja VIM) ja tüvirakkude markereid (nagu POU5F1, SSEA4 ja TRA-1-81, samuti CD117), kuid mitte hematopoeetilisest või uroteeli päritolu markereid. rakuliinid ja madal tubulaarsete või podotsüütide-spetsiifiliste markerite tase [136]. Mis puudutab nende päritolu, siis Bharadwaj et al. näitas, et uriinist saadudneeru-eellased kandsid Y-kromosoomi mehelt naiseleneeru siirdaminesaaja, mis näitab, et need pärinevadneerud[137]. Need rakud on võimelised diferentseeruma podotsüütideks [138] ja ekspresseerima podotsüütide- ja PEC-spetsiifilisi valgumarkereid [137, 139], mis viitab sellele, et need pärinevad PEC-dest. Uriinist saadud võrdlev transkriptoomianalüüsneeru-eellased janeerudbiopsiast saadudneeru-epiteeli proksimaalsed rakud kinnitasid uriinist pärinevate eellasrakkude [87] neerude eellasrakkude identiteeti, mis näitab, et need võivad pärineda ka hajutatud torukujulistest eellasrakkudest. Neid rakke saab ümber programmeerida indutseeritud pluripotentseteks tüvirakkudeks (iPSC) ja kasutada regeneratiivseks meditsiiniks, haiguste modelleerimiseks või farmakoloogilisteks testideks [140, 141].

Viimasel ajal on tehtud ettepanek, et väljendneeru-Eellasmarker CD133 uriini EV-des on hea marker neerutuubulite sektsiooni funktsionaalse seisundi ja proliferatiivse ja parandava aktiivsusega rakkude olemasolu hindamiseks tuubulites pärast vigastust. Tõepoolest, kaks uuringut teatasid, et tervetel isikutel kõrgenenud CD133 pluss uriini EV tase mitte ainult ei vähene ägeda tubulaarse kahjustusega patsientidel [142], vaid ka ägedate ja krooniliste glomerulaarhaiguste korral [143]. Lisaks võib neerude eellasrakkude esinemine uriinis kajastada nende patofüsioloogilist seisunditneeru-pabertaskurätik. Eelkõige Manonelles et al. esitas tõendeid selle kohta, et CD133 pluss CD24 pluss neeru eellaste isoleerimine stabiilsete allografti retsipientide uriinist kuue kuu pärast võib ennustada siirdamise halba pikaajalist tulemust kahe aasta pärast [144]. Neeru eellasrakkude proliferatsioon ja migreerumine Bowmani kapslist glomerulaarkimpu läbi uriiniruumi, et asendada eraldunud podotsüüdid, võib seletada neerude eellasrakkude eritumist ja kui see aja jooksul jätkub, ei pruugi see säilitada allografti funktsiooni, mille tulemuseks on GFR langus. albuminuuria ja kroonilise glomerulaarse histoloogilise kahjustuse areng [144].

Uriinist saadudneerudrakud võivad olla ka võimas isikupärastatud tööriist pärilike kandidaatvariantide funktsionaalseteks uuringuteksneeruhaigus. Nagu on kirjeldanud Lazzeri et al., uriinist saadudneeru-eellasrakud, mis on saadud patsientidelt, kellel on podotsüütide valke kodeerivates geenides patogeensed mutatsioonid, laienevad kultuuris, kuid pärast podotsüütide diferentseerumist tekivad anomaaliad podotsüütide valkude ekspressioonis või lokaliseerimises [138]. Kooskõlas nende tõenditega kasutati sama tehnikat tundmatu tähtsusega NPHS1 geenivariandi patogeensuse demonstreerimiseks refraktaarse luupusnefriidiga patsiendil [145]. Teises uuringus rõhutati võimalust kasutada uriinist pärinevaid neeruepiteelirakke RNA ja funktsionaalsete uuringute läbiviimiseksneerud-spetsiifilised geenid, mis kinnitavad sünonüümse variandi patogeensust PKHD1-s (polütsüstilineneerudja maksahaigus 1) ning ARPKD (autosomaalne retsessiivne polütsüstiline) geneetilise diagnoosi kinnitamineNeeruhaigus) atüüpilise polütsüstilise haigusega seotud kroonilise neeruhaigusega patsiendilneerud [146].

Järeldused

Suur hulk kirjandust kirjeldab arvukaid reguleerimismehhanismeneeru-eellasrakkudes glomerulaar- ja torukujulistes sektsioonides, mis võimaldab meil saada globaalset nägemust füsioloogilistes ja patoloogilistes tingimustes toimuvate molekulaarsete protsesside keerukusest. Teades molekulaarset allkirjaneeru-progenitors avab ukse uute sihtmärkide tuvastamiseks ravimite säilitamiseksneerudregeneratsiooni või jälgimiseks biomarkereidneerudtervist.