Kapcsolatfelvétel:jerry.he@wecistanche.com

Wei Lin1, Jue Fan2, Long-Fei Hu2, Yan Zhang2, Joshua D. Ooi3, Ting Meng4, Peng Jin5, Xiang Ding5, Long-Kai Peng6, Lei Song6, Rong Tang6, Zhou Xiao4, Xiang Ao4, Xiang-Cheng Xiao4, Qiao-Ling Zhou4, Ping Xiao4, Yong Zhong4

1 Patológiai osztály, Xiangya Hospital, Central South University, Changsha, Hunan 410008, Kína;

2 Bioinformatikai és Adattudományi Tanszék, Singleron Biotechnologies, Nanjing, Jiangsu 210032, Kína;

3 Gyulladásos Betegségek Központja, Monash University Department of Medicine, Monash Medical Centre, Clayton, VIC 3168, Ausztrália;

4 Nephrológiai osztály, Xiangya Hospital, Central South University, Changsha, Hunan 410008, Kína;

5 Szervátültetési osztály, Xiangya Hospital, Central South University, Changsha, Hunan 410008, Kína;

6 OsztályaVeseTranszplantáció, The Second Xiangya Hospital of Central South University, Changsha, Hunan 410011, Kína.

A Cistanche javíthatja a veseműködést

Absztrakt

Háttér: 2019 óta egy regénykoronavíruscímű 2019-es regénykoronavírus(2019-nCoV) világszerte megjelent. Attól eltekintve

láz és légúti szövődmények, akutvesenéhány betegnél sérülést figyeltek megkoronavírusbetegség 2019. Továbbá a legújabb eredmények szerint a vírust a vizeletben is kimutatták. A feltételezések szerint az angiotenzin-konvertáló enzim II (ACE2) az 2019-nCoV bejutásának receptora, amely ugyanaz, mint a súlyos akut légúti szindróma esetében. A tanulmány célja a vesekárosodás lehetséges okainak és az 2019-nCoV-fertőzés lehetséges útjának vizsgálata volt a húgyúti rendszerben.

Módszerek: Mindkettőt használtukveseés hólyagsejt atlasz adatok és új függetlenveseHázon belül generált egysejtű RNS szekvenálási adatok az ACE2 gén expressziójának értékelésére minden sejttípusban egészséges vesékben és hólyagokban. Először létrehozták az ACE2 és az összes többi gén közötti Pearson-korrelációs együtthatót. Ezután azokat a géneket, amelyek r értéke nagyobb, mint 0,1 és P értéke kisebb, mint 0,01, szignifikáns ACE2-vel együtt expresszáló géneknek minősült.

Eredmények: Eredményeink az ACE2 dúsított expresszióját mutatták a proximális tubulus (PT) sejt minden altípusában.vese. Három publikációban a proximális csavart tubulussejtek 5,12 százalékában, 5,80 százalékában és 14,38 százalékában találtak ACE2 expressziót.vesecella atlasz adatkészletek. Ezenkívül a proximális csavart tubulus (PT) és a proximális egyenes tubulus sejtjeinek 12.{8}}5 százalékában, 6,80 százalékában és 10,20 százalékában igazolódott az ACE2 expresszió a saját két egészséges vesemintánkban. Három hólyagmintából származó nyilvános adatok elemzéséhez az ACE2 expresszió alacsony volt, de kimutatható a hólyag epiteliális sejtjeiben. A köztes sejtek mindössze 0,25 százaléka, illetve az esernyősejtek 1,28 százaléka mutatott ACE2 expressziót. Következtetés: Ez a tanulmány bioinformatikai bizonyítékot szolgáltatott az 2019-nCoV fertőzés lehetséges útjára a húgyúti rendszerben. Kulcsszavak: 2019-nCoV; Akut vese sérülés; angiotenzin-konvertáló enzim 2; Hólyag; COVID-19; Vese; RNS-szekvencia analízis; Egysejtű elemzés

Bevezetés 2019-ben titokzatos tüdőgyulladásos esetek jelentek meg, amelyek gyorsan elterjedtek az egész világon. A mély szekvenálási elemzés és az etiológiai vizsgálatok megerősítették, hogy a kórokozó egy újonnan azonosított típuskoronavírusamelyet 2019-es új koronavírusnak (2019-nCoV) jelöltek. Az 2019-nCoV gyors terjedése világszerte a tüdőgyulladás kitörését okozta, ami rövid időn belül súlyos fenyegetést jelent a nemzetközi közegészségügyi biztonságra.[1-3] Bioinformatikai elemzések alapján kimutatták, hogy az 2019-nCoV genom 88 százalékban megegyezik két denevér eredetű súlyos akut légúti szindróma (SARS)-szerű koronavírussal (bat-SL-CoVZC45 és denevér-SL CoVZXC21), 79 százalékban azonos a SARS-CoV-val és 50 százalékban megegyezik a közel-keleti légúti szindróma koronavírusával (MERS-CoV).[4] A fehérjeszerkezeti elemzések azt mutatták ki

2019-Az nCoV a SARS-CoV-éhoz hasonló receptorkötő doménnel rendelkezik, amely közvetlenül kötődik az angiotenzin-konvertáló enzim II-hez (ACE2), ami erősen arra utal, hogy az 2019-nCoV az ACE2-t használja receptoraként, I.

Az 2019-nCoV-fertőzés leggyakoribb tünete a legtöbb betegnél a láz és a köhögés, súlyos betegeknél mellkasi diszkomfort, progresszív nehézlégzés vagy akut légúti distressz szindróma (ARDS) tünetei. Akutvesesérülést (AKI) jelentettek kis számú, igazolt {0}}nCoV-fertőzésben szenvedő betegnél. 99 2019-nCoV-vel fertőzött beteg laboratóriumi leletei azt mutatták, hogy három betegnél (3 százalék) a szérum kreatininszintje eltérő mértékben emelkedett. Egy másik klinikai megfigyelési vizsgálatban 41 betegből négyen (10 százalék), köztük 13 betegből kettőnél Az intenzív osztályos (ICU) betegek 15 százaléka és a 28 (7 százalék) nem intenzív osztályos beteg közül kettőnél emelkedett a szérum kreatininszint.i0lA betegek összesen 3,7 százaléka halt megvese-sikertelenség, amint azt a 2019-es koronavírus-betegséggel (COVID{2}}) összefüggő 88 haláleset elemzése mutatja,[iil Ezenkívül a legújabb kutatások megerősítették, hogy a betegek 27,06 százaléka (23/85) szenvedett akutvese-kudarc után hat betegnél hematoxilin-eozin festéssel súlyos akut tubuláris nekrózist figyeltek meg. Az 2019-nCo V antigént a vesetubulusokban immunhisztokémiai (IHC) vizsgálattal is kimutatták.12] Ezenkívül {{4 Az nCoV-t vizeletmintákban kvantitatív, valós idejű polimeráz láncreakcióval mutatták ki egy 2019-nCoV-fertőzésben szenvedő betegnél.134Iazonban, az 2019-nCoV miért és hogyan indukálja az AKI-t a vizeletben, továbbra is nagyrészt ismeretlen. Szintén nagyrészt megválaszolatlan kérdés, hogy a 2019. nCoV átterjedhet-e a húgyúton keresztül. Mivel az ACE2 fontos szerepet játszik az 2019-nCoVinfectionben, célunk az volt, hogy azonosítsuk az ACE-t, amely kifejezi a sejtösszetételt és arányt normál emberben.veseés hólyagok egysejtes transzkriptumokkal, hogy feltárják az 2019-nCoV lehetséges fertőzési útvonalait és az ACE2 szerepét az egysejtrendszer fertőzésében.

Az egysejtű RNS-szekvenálást (scRNA-Seq) széles körben alkalmazták az 2019-nCoV-kutatásban, mivel képes több szövetben elfogulatlanul, nagy felbontás mellett profilozni a génexpressziót minden sejttípusra vonatkozóan. Az ACE2 expresszióját a tüdő jól ismert 2-es típusú alveoláris sejtjeiben, valamint a máj kolangiocitáiban, a nyelőcső hámsejtjeiben, valamint az ileum és a vastagbél abszorpciós [15-171enterocitáiban vizsgálták scRNA-Seq segítségével. Ezek az eredmények bizonyították az scRNA-Seq potenciális hasznosságát az 2019-nCoV potenciális célsejt-típusainak leleplezésére. Mivel a húgyúti fertőzés és annak lehetséges utóhatásai nélkülözhetetlenek lehetnek a fertőzés alatti és utáni betegellátásban, két scRNA-Seq transzkriptom adatkészletet használtunk egészségeseknél.veseés egy adatkészlet egészséges hólyagokban a húgyúti rendszer sejttípusainak expressziós mintázatainak vizsgálatára.

Mód

Nyilvános adatkészlet gyűjtése és feldolgozása

A normálból származó scRNA-Seq adatok génexpressziós mátrixaivesehárom egészséges donorból letöltötték a Gene Expression Omnibus (GSE131685) gyűjteményből. A downstream elemzést a szerző által az eredeti cikkben megadott kód segítségével reprodukáltuk.

Három húgyhólyagrákos beteg egészséges hólyagszöveteinek scRNA-Seq adatait a Gene Expression Omnibus (GSE108097) segítségével szereztük be. Ahhoz, hogy összhangban legyen aveseadatkészleteket alkalmaztuk a Harmony(A Harmony módszer egysejtű genomikai adatkészletek kötegelt korrekcióhoz és metaanalízishez való integrációjának végrehajtására szolgáló algoritmus, amely gyors, érzékeny és pontos. A származási adatkészlet hatását is eltávolíthatja a beágyazásból.1]minták integrálása és downstream elemzés végrehajtása Seurat segítségével (3.1-es verzió, Satija Lab, https://satijalab.org/seurat/).Minden génexpressziót normalizáltunk és skáláztunk a NormalizeData és ScaleData segítségével (A NormalizeData egy függvény A ScaleData a Seurat függvénye, amely képes skálázni és központosítani a géneket az adatkészletben, szabványosítani az expressziós értékek tartományát az összes génben.), Top 20 00 variábilis gént választott ki a FindVariableFeautres a főkomponensek elemzéséhez A FindClusters segítségével végzett klaszterezési elemzést úgy végeztük, hogy először a génexpressziós mátrixot az első 20 fő komponensre redukáltuk, majd 0,3 f felbontást használtunk. vagy gráf alapú klaszterezés.

Veseminta feldolgozás

Vesemintákat egyetlen helyen vettünk élő donor veséjének ék- és tűbiopsziájával a donorból való eltávolítás után és a recipiensbe történő beültetés előtt.Vesemintákat egyetlen helyen vettünk élő donor ék- és tűbiopsziájávalvesea donorból való eltávolítás után és a recipiensbe történő beültetés előtt. Az emberi résztvevőket érintő összes eljárást a Közép-Dél Egyetem Xiangya Kórháza Etikai Bizottsága (IRB jóváhagyási szám: 201711836) etikai normáinak, valamint az 1964-es Helsinki Nyilatkozatnak és annak későbbi módosításainak vagy hasonló etikai normáknak megfelelően hajtották végre. A vesebiopsziás mintákat steril foszfátpuffer sóoldattal (PBS) deanizáltuk a felvétel után.

A szövetek disszociációja

FrissveseA szövetet azonnal átvittük a GEXSCOPE" Tissue Preservation Solution-ba (Singleton Biotechnologies, Nanjing, Jiangsu tartomány, Kína) 2 °C és 8 °C közötti hőmérsékleten. A mintákat 2 ml GEXSCOPE" szövetdisszociációs oldatban (Singleron Biotechnologies) 37 °C-on emésztettük. min egy 15- ml-es centrifugacsőben folyamatos keverés mellett, miután háromszor átmostuk Hanks kiegyensúlyozott sóoldattal, és körülbelül 1-2 mm-es darabokra vágtuk. Ezt követően a sejttörmeléket és egyéb szennyeződéseket egy 40-mikronos steril szűrővel (Corning, NY, USA) szűrtük. A sejteket 300xg-vel és 4 fokon centrifugáltuk 5 percig. A sejtpelleteket 1 ml PBS-ben (HyClone, Marlborough, MA, USA) újraszuszpendáltuk. A vörösvérsejtek eltávolítására.2 mlLGEXSCOPE Vörösvérsejt-lízis puffert (Singleton Biotechnologies) adtunk a sejtszuszpenzióhoz, és 25 fokon 10 percig inkubáltuk. Az elegyet ezután 500xg-vel 5 percig centrifugáltuk, és a sejtüledéket PBS-ben újraszuszpendáltuk. A sejteket TC20 automata sejtszámlálóval (Bio-Rad, Hercules, CA, USA) számoltuk meg.

Az scRNA-Seq könyvtár-előkészítése és adatelemzése Az egysejtű szuszpenziót a korábban leírtak szerint egysejtes könyvtár-előkészítésnek és szekvenálásnak vetettük alá.[19] A fent használt nyilvános adatokkal való összhang érdekében egy hasonló downstream elemzési munkafolyamatot alkalmaztunk.[18] Módosítottuk a főkomponensek számát 20-re, és 0,6-os felbontást használtunk, hogy a nyilvánossággal összehasonlítható cellatípus-klaszterezési eredményeket kapjunk.veseadat. A sejttípusokat a szakirodalomban található kanonikus markerek alapján annotáltuk.[18,20] Ko-expresszió, útvonalgazdagítás és fehérjekölcsönhatás elemzések Minden adatkészlethez felhasználtuk a kiválasztott sejttípusok összes sejtjét, és kiszámítottuk az ACE2-vel együtt expresszált géneket (három).

1. ábra: A nyilvánosság egycellás elemzésevesehárom donor adatai. (A) UMAP diagram, amely három minta sejttípus-annotációit mutatja be. (B) Három egészséges veseminta sejtösszetétele. A proximális csavart tubulussejtek 48,3 százalékát, 52,6 százalékát és 38,5 százalékát tették ki; A PT sejtek 26,3 százalék , 36,9 százalék és 43,7 százalék ; a proximális egyenes tubulussejtek pedig 7,6 százalékot, 2,1 százalékot és 5,8 százalékot tettek ki. (C) Pontdiagram, amely kanonikus markereket mutat, amelyeket a sejttípusok osztályozására használnak. Az abszcissza az egyes sejttípusokat, az ordináta a markergéneket, a pont színe az ábrán az expresszió szintjét, a pont mérete pedig a génexpresszió arányát jelzi a sejtben. (D) Az összes kimutatott sejttípus ACE2 génexpressziós mintázata avese. A cellatípus vízszintesen, az ACE2 expressziós értéke pedig függőlegesen van ábrázolva. Minden pont egy cellát jelöl. A vesemintákban főként ACE2-t expresszáló sejtek PT-sejtek. ACE2: angiotenzin-konvertáló enzim II; PT: Proximális tubulus; UMAP: Egységes sokasági közelítés és vetítés.

2. ábra: A két vesebiopsziás minta egysejtes elemzése. (A) Az UMAP által megjelenített cellatípus-annotációk. A különböző cellatípusok színkóddal vannak ellátva, és cellaneveket is hozzáadtunk. (B) Két minta minta-specifikus UMAP-vizualizálása. A sejttípusokat különböző színek különböztetik meg. (C) A sejttípus-hozzárendeléshez alkalmazott kanonikus markerek hőtérképe. A sejttípust vízszintesen, a génlistát függőlegesen, az expressziós szintet pedig színek ábrázolják az ábrán. (D) Hegedűdiagram, amely vesesejt-típusok expressziós jeleit mutatja. A cellatípus vízszintesen, az ACE2 expressziós értéke pedig függőlegesen van ábrázolva. Minden szórási pont egy cellát jelzett. A vesemintákban főként ACE2-t expresszáló sejtek PT-sejtek. ACE2: angiotenzin-konvertáló enzim II; PT: Proximális tubulus; UMAP: Egységes sokasági közelítés és vetítés.

proximális tubulus [PT] sejtek a vesében és esernyősejtek a hólyagban). Először létrehozták az ACE2 és az összes többi gén közötti Pearson-korrelációs együtthatót. Ezután azokat a géneket, amelyek r értéke nagyobb, mint 0.1, és P értéke kisebb, mint 0.01, szignifikáns ACE2-vel együtt expresszáló géneknek minősült. A mitokondriális géneket eltávolítottuk a következő útvonal-dúsítási és fehérje-fehérje kölcsönhatás (PPI) elemzésekhez. A vese adatkészletekhez a koexpresszált géneket a PT három sejttípusából legalább kettőben, a proximális egyenes tubulusban és a proximális csavart tubulus sejtben használtuk egy Venn-diagramon. Összesen 126, illetve 65 gén maradt a nyilvános, illetve a privát veseadatkészletben. A hólyagadatkészlet esetében a végső készlet 372 gént tartalmazott. A Gene Ontology (GO) és a Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) útvonaldúsítási elemzéseket az R csomag ClusterProfiler (3.8.1-es verzió, Bioconductor, https://bioconductor.org/packages/release/bioc/html/clusterPro) segítségével alkalmaztuk. filer.html). Azokat az útvonalakat, amelyek P_adj értéke kisebb, mint 0,05, szignifikánsan gazdagodottnak tekintették. A PPI-analízishez két veseadatkészletből származó két végső génkészletet kombináltunk, hogy létrehozzunk egy 170-génlistát. A PPI-elemzést a STRINGdb R-csomagban (1.20.0-s verzió, https://string-db.org/) a gének és a releváns GO-kifejezések ismert kölcsönhatásai alapján jósolták meg. A differenciálisan felszabályozott génfehérje interakciós hálózat adatai alapján a PPI hálózatot Cytoscape szoftverrel (3.4-es verzió,https://cytoscape.org/).

3. ábra: Nyilvános hólyag egysejtű adatkészlet. (A) A hólyagsejtek atlaszának kétdimenziós megjelenítése UMAP segítségével. A különböző cellatípusok színkóddal vannak ellátva, és hozzáadásra kerültek a cellanevek. (B) A húgyhólyag sejttípusok azonosítására használt kanonikus markerek expressziós mintázata. Az X-tengely az egyes sejttípusokat, az Y-tengely a markergéneket, a pont színe az ábrán az expresszió szintjét, a pont mérete pedig a génexpresszió arányát a sejtben. (C) ACE2 expresszió 12 sejtalcsoporton keresztül a hólyagadatkészletben. A cellatípus a vízszintes tengelyen, az ACE2 expressziós értéke pedig függőlegesen van ábrázolva. Minden szórási pont egy cellát jelzett. Az ACE2 hólyagminták ernyősejtjeiben expresszálódik.

ACE2: angiotenzin-konvertáló enzim II; UMAP: Egységes sokasági közelítés és vetítés.

A Cistanche javíthatja a veseműködést

Statisztikai analízis

Marker genes for each cluster were identified with the Wilcox likelihood-ratio test with default parameters via the FindAllMarkers function in Seurat v.3.1.2. Marker genes that are expressed in >10% of the cells in a cluster and average log (fold change) of >{0}}.25 lett kiválasztva. Pearson-korrelációt használtunk az ACE2-vel szignifikánsan együtt expresszált gének elemzésére, és 0,01-nél kisebb P-értéket használtunk az ACE2-vel szignifikánsan koexpresszált gének azonosítására. Az scRNA-Seq adatokhoz a statisztikai elemzést és az ábrákat R (3.5.1-es verzió, https://www.r-project.org/) egészítette ki.

Eredmények

Az ACE2 expressziós mintázata a vesékben Három donortól származó, normál emberi vesesejtek nyilvános egysejtű transzkriptom adatkészletének elemzésével azt találtuk, hogy az ACE2 expressziója több sejttípus között oszlik meg. Nevezetesen, az ACE2 leginkább PT sejtekben gazdagodott, beleértve a csavart tubulusokat és az egyenes tubulusokat is [1A–1D ábra]. A többi nefron altípus, mint például a gyűjtőcsatorna és a disztális tubulus, valamint az immunsejtek, mind rendkívül alacsony génexpressziót mutatott.

Ennek az eredménynek az érvényesítéséhez tovább elemeztük két egészséges donor normál vesemintáját. A 4736 sejteket kilenc sejttípusba osztályozták, amelyek nagymértékben átfedtek a nyilvános adatokkal, beleértve a kanonikus markergéneken alapuló hét nefron-specifikus altípust [2A ábra]. A PT-t (CUBN, SLC13A3 és SLC22A8) proximális kanyargós tubulusra és proximális egyenes tubulusra osztályozták a különböző markerek expressziós szintjei alapján.[18,20] A duktus fősejtek (AQP2) gyűjtése, a duct intercalated sejtek összegyűjtése. (ATP6V0D2), valamint a glomeruláris parietális hámsejteket (KRT8 és KRT18) is annotáltuk, és ezek az eredmények összhangban vannak az előző eredménnyel. Ezenkívül azonosítottuk a Henle-sejtek hurkjainak klaszterét (UMOD, SLC12A1 és CLDN16), amely hiányzott a nyilvános adatkészletből. Ezen túlmenően megtalálták a stróma- és immunsejteket, amelyek kis számú endoteliális sejtből (CD34 és PECAM1) és monocitákból (CD14, FCN1 és VCAN) állnak [2B. ábra]. Az összes alpopuláció reprezentatív markergénjeit a 2C. ábra ábrázolja.

Amint azt a nyilvános adathalmazban is megfigyeltük, az összes PT sejtben fokozott ACE2 expressziót figyeltünk meg más sejttípusokhoz képest [2D. ábra]. Kvantitatívan az ACE2 expressziót a proximális csavart tubulus, a PT és a proximális egyenes tubulus sejtjeinek 12,05 százalékában, 6,79 százalékában és 10,20 százalékában igazoltuk, saját két egészséges, normál vesemintánkban. A korábbi IHC analízis[21] az ACE2 fehérje expressziójának összetett térbeli eloszlását mutatta, amely a PT-k ecsetszegélyében koncentrálódik.

Az ACE2 expressziós mintázata a hólyagban

A 12 sejttípus nyilvános hólyagadat-készlete alapján [3A és 3B ábra] azt találtuk, hogy az ACE2 alacsony expressziója minden epiteliális sejttípusban alacsony. Úgy tűnt, hogy az ACE2 koncentrációja csökkenő tendenciát mutat a húgyhólyag külső rétegéből (ernyősejtek) a belső rétegbe (bazális sejtek), a közbenső sejtek között. Más sejttípusok, mint például az endoteliális és immunsejtek, többnyire negatívak az ACE2-re [3C. ábra]. Az ACE2-t expresszáló ernyősejtek százalékos aránya a hólyagban (1,3 százalék) alacsonyabb volt, mint a vese epitéliumában. A SARS-betegek korábbi elemzése azt mutatta, hogy a SARS-vírus (SARS-CoV) kimutatható szinten képes túlélni a vizeletben.[22,23] A SARS-CoV vizeletben történő kimutatása magában foglalta a vírus felszabadulásának lehetőségét a fertőzött hólyaghámsejtekből. , ami összhangban van a fenti elemzésünkkel.

Az ACE2-vel együtt expresszált gének funkcionális elemzése

Mindkét vese adatkészletben nagyszámú gént találtunk, amelyek együtt expresszálódnak ACE2-vel, különösen a proximális egyenes tubulussejtekben [4A és 4D ábra]. Az együtt expresszált gének több membránnal kapcsolatos sejtkomponensben (CC) gazdagodtak [4B. és 4E. ábra]. Nevezetesen, az ecsetszegély és az ecsetszegély membránok jelentősen feldúsított CC kifejezések voltak, ami jól illeszkedik az ACE2 immunhisztokémiai analízissel kimutatott sejtes elhelyezkedéséhez.[21] A dúsított KEGG kifejezések magukban foglalták az ACE2 normál funkcióit, például a renin-angiotenzin rendszert, a PT-t.

4. ábra: Az ACE-vel kapcsolatos gének funkcionális elemzése a vesében. (A, D) Venn diagram három PT sejtből származó ACE2 koexpressziós génekről a nyilvánosság számáravesedataset (Data 1) and the private kidney dataset (Data 2). (B, E) Analysis of ACE2 co-expression genes in each cell (expression related to >2 cellatípus) a GO CC kifejezések dúsítására az 1. és a 2. adatban. Az X tengely a log-transzformált P értékeket jelöli. (C, F) ACE2 ko-expressziós gének elemzése KEGG-termékek feldúsítására az 1. és 2. adatban. A pirossal jelölt kifejezés az adatkészletek közötti közös út. ACE2: angiotenzin-konvertáló enzim II; CC: Celluláris komponensek; GO: Gene Ontology; KEGG: Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes; PT: Proximális tubulus.

5. ábra: A húgyhólyag ACE{1}}rokon gének funkcionális elemzése. (A) Az ACE2 ko-expressziós gének elemzése a hólyag ernyősejtjeiben a GO CC term dúsítására. Az X tengely a logaritmikusan transzformált P értékeket jelöli. (B) ACE2 koexpressziós gének elemzése a hólyag ernyősejtjeiben a KEGG-termék dúsítására. (C, D) PPI hálózatok, amelyek az ACE2 és a rokon gének közötti kapcsolatokat mutatják be a vesékben és a hólyagokban. A csomópont (gén) mérete az interakciós partnerek (szomszédok) számát jelenti. A vonal szélessége és színe (a keskenytől a szélesig, a kéktől a pirosig) arányos a STRING adatbázisban lévő interakció erősségével. ACE2: angiotenzin-konvertáló enzim II; CC: Celluláris komponensek; GO: Gene Ontology;

KEGG: Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes; PPI: Fehérje-fehérje kölcsönhatás.

bikarbonát visszanyerése, ásványi anyagok felszívódása és többféle anyagcserével kapcsolatos útvonal [4C. és 4F. ábra]. Az eredmények megerősítették, hogy az ACE2 és a rokon gének elengedhetetlenek a vese működőképességének fenntartásához.[24] A hólyag-adatkészlet esetében a CC és KEGG dúsítási eredmények általában megegyeztek a vesék eredményeivel, ahol a membránfehérjék és a vesefunkciók, például a felszívódás és a metabolizmus érintettek [5A és 5B ábra]. PPI analízist végeztünk az ACE2-re és koexpresszált génjeire mind aveseés hólyag, amint az 5C. és 5D. ábrán látható. Nem világos, hogy ezek a kölcsönhatásba lépő fehérjék részt vesznek-e a PT és az esernyősejtes fertőzések patogén változásaiban, és további vizsgálatokat igényel. Megbeszélés Az AKI az 2019-nCoV és a SARS-CoV fertőzésben A COVID-19 egy új fertőző betegség, amely óriási sebességgel terjed. Noha ezeknek a betegeknek a legtöbbje légúti tüneteket mutat, számos nem légzőszervi tünetet is jelentettek, ami azt mutatja, hogy a betegség során más szervek is érintettek. Az 2019- nCoV-vel fertőzött betegek klinikai jellemzőinek elemzése során a vesefunkció károsodását igazolták,[9,10] és folyamatosveseszubsztitúciós kezelésre a 99 fertőzött beteg körülbelül 9 százalékánál volt szükség.[9] Gabarre és munkatársai[25] szisztematikusan áttekintették az AKI-t COVID-ban szenvedő, kritikus állapotú betegeknél-19. Emellett vesekárosodást és veseműködési zavart figyeltek meg más esetekben iskoronavírusoklégúti fertőzésekkel, különösen a két béta-val kapcsolatoskoronavírusok(SARS-CoV és MERS-CoV),[26] amelyek genetikailag hasonlóak az 2019-nCoV-hoz.[4,8] Egy korábbi tanulmány szerint 536 SARS-beteg közül 36-nál (6,7 százalék) alakult ki AKI, és 33-nál a 36 veseelégtelenségben szenvedő beteg közül (91,7 százalék) meghalt.[27] Fontos, hogy a SARS-CoV fragmentumokat polimeráz láncreakcióval mutatták ki egyes betegek vizeletmintáiban.[28] Ezenkívül tartós SARS-CoV fertőzést és replikációt figyeltek meg avesekülönösen a tubuláris epiteliális sejtekben in vitro, [29] ami azt jelzi, hogy a SARS-ben szenvedő betegek vesekárosodását a célsejtek közvetlen vírusfertőzése okozhatja, kivéve az egyéb kiváltó tényezőket, például a gazdaszervezet immunválaszát, a súlyos tüdőgyulladást és az ARDS-t. Noha kórokozója nagyon hasonló a SARS-CoV-hoz, az 2019-nCoV vese érintettségének részletes mechanizmusa továbbra sem világos.

A Cistanche javíthatja a veseműködést

Az ACE2 expressziójának elemzése a húgyúti rendszerben

Az AKI etiológiája SARS-ben többtényezősnek és még mindig bizonytalannak tűnik, amiről azt hitték, hogy bizonyos összefüggésben áll az ACE2 vesében tapasztalható magas expressziójával.[29,30] scRNA-seq, egy új megközelítés, amelyet egyre gyakrabban alkalmaznak a vesében. a biológia és az orvostudomány területe, sejttípusokat és expressziós géneket tud sejtszinten elemezni. Egysejtes elemzésünk alapján mindkét normálvese(mind a nyilvánosság, mind az adataink) és a hólyagok esetében kimutatható ACE2 szintet találtunk mind a vesében, mind a hólyagban. Adatainkhoz hasonlóan Deng és munkatársai[31] nyilvánosan elemeztekveseadatok és azt sugallták, hogy a vese nagy kockázatnak van kitévekoronavírusfertőzés. Ezenkívül adatainkból azt találtuk, hogy a PT-sejtek expressziós százaléka magasabb, mint a húgyhólyag-hámsejteké, ami arra utalhat, hogy a vese fogékonyabb az 2019-nCoV-fertőzésre, mint a hólyag. Az ACE2 emésztőrendszeri expressziós szintjéhez képest[15] az ACE2 alacsonyabb expressziója a húgyúti rendszerben arra utalhat, hogy kevesebb a vesével kapcsolatos tünetekkel küzdő beteg, ami pozitívan korrelál a SARS-betegek megfigyeléseivel. A koexpresszió és az útvonal elemzése az ACE2 kritikus funkcióit tárta fel a húgyúti rendszerben, ami megmagyarázhatja a vese ACE-kötő vírusok által okozott diszfunkcióját. Ezenkívül az ACE2 expressziója a külső sejtekben (PT-sejtek a vesetubulusokban és esernyősejtek a hólyaghámban) szintén lehet az egyik oka a vírusok vizeletben való jelenlétének.

A vizsgálat jelentősége

Az AKI, amelyről bebizonyosodott, hogy a SARS-betegek magas halálozási arányának előrejelzője[27], a kezelés nehézségeihez, az állapotok rosszabbodásához is vezethet, sőt negatív prognosztikai indikátor lehet az 2019-nCoV-fertőzött betegek túlélése szempontjából. . A jelen tanulmány közvetlen bizonyítékot szolgáltatott a vese epiteliális sejtjeinek lehetséges 2019-nCoV-fertőzésére, ami fokozott figyelmet igényel az AKI-ban szenvedő COVID-19 betegekre, különösen egy kiterjedt járvány idején, és a globális járvány tovább romlik. . Ezenkívül az ACE2 eloszlása ​​a húgyúti rendszerben és kimutatása[32] a vizeletmintákban utalt a vírusvizsgálat szükségességére a COVID{6}} betegek vizeletmintáiban, ami bizonyos mértékig csökkentheti az átvitel kockázatát. Eredményeinket a korlátok szempontjából is szemlélni kell. Először is csak egészséges egyéni mintákban elemeztük az ACE2 expresszióját, és a COVID-ban szenvedő betegektől származó minták hiánya-19 a fő korlátozás. Ezen túlmenően megállapításaink megerősítésére nem vettünk fel validációs kohorszt. Közvetlenebb bizonyítékokra van szükség in vitro kísérletekből és betegmintákból.

Finanszírozás Ezt a munkát a Hunan tartomány Egészségügyi Bizottsága (No. C2019184) és a Kínai Nemzeti Természettudományi Alapítvány (81800641. sz.) támogatta.

Összeférhetetlenség Nincs.