科学家们创造一个单细胞Atlas的人类的肾脏

是什么原因导致某些个体经验开发肾病肾功能突然下降而其他人恢复吗?共同的一个新的研究在加州大学圣地亚哥分校的工程师们可以提供详细在单个细胞水平的潜在因素导致这些不同的结果。

研究者构造迄今最大的人类肾脏单细胞地图集地图健康和患病的细胞州超过90病人。atlas的目的是作为一个基础更好地了解肾脏疾病的进展后急性肾损伤,肾脏的条件过滤废物从血液突然失去能力。

“我们想知道在单个细胞水平发展,”说研究co-first作者蓝湖,主持这项研究的项目科学家在加州大学圣地亚哥分校生物工程学系。构建一个阿特拉斯”的不同类型的细胞构成一个健康的肾脏,受伤和病变的肾脏,我们可以找出哪些细胞类型可能导致疾病进展。我们可以了解正在发生什么变化,导致一些受伤的细胞修复,在某些情况下,转换成一个状态,可以不再被修复。”

工作,7月19日发表在《华尔街日报》自然联合实验室领导的前加州大学圣地亚哥分校生物工程教授库恩,他现在在圣地亚哥科学研究所的,中音部实验室,和华盛顿大学的研究人员,印第安纳大学和密歇根大学。

构造图集,研究人员分析了400000多名从广泛的细胞和细胞核与健康的肾脏,肾脏样本个体急性肾损伤,慢性肾脏疾病。

单细胞和single-nucleus测序技术用于生成RNA表达和细胞的基因表达谱。这些概要文件使研究人员能够识别51个不同人群的细胞类型。使用空间成像技术,研究人员能够映射不同的细胞排列在肾脏。

“这是迄今为止最全面的atlas人类肾脏的细胞类型,“湖说。

这些细胞类型的研究人员还发现,28日在急性肾损伤改变。

通常发生在肾细胞受伤的是他们进入维修状态,他们让自己的新副本,以及释放信号,招募免疫细胞和成纤维细胞,治愈受伤的区域。之后,他们回到他们正常的细胞状态。

但随着改变的细胞类型,返回到正常状态不发生,研究人员发现。相反,他们被困在修复状态。因此,他们继续招募更多的免疫细胞和成纤维细胞。这促使炎症和纤维化,进而导致疾病进展的和不可逆转的减少肾脏功能。

“这些修复治疗通常是重要的但可能变得不适应,“湖说。“如果他们持续不断地刺激,会导致肾脏继续进入病变状态。”

研究人员发现,这些改变的细胞类型,与所谓的“适应不良的维修状态,”生活在两个地区的肾元,肾脏的主要过滤单元。第一个区域称为近端小管,已从先前的研究在老鼠身上。这项新研究表明,肾元第二个区域,也称为厚提升肢体,房子这些改变细胞类型。

“我们惊讶地发现,这个适应不良的修复状态出现在人类细胞在其他地区,“湖说。“我们已经确定了另一个肾脏,可以与疾病进展相关。希望这些见解将导致该领域的进一步发展。”

研究人员构建下一个版本的肾脏地图集。他们的目标是将数据从一个更加多样化的人口的病人。

参考:湖BB,梅农R, Winfree年代,发明等。健康的阿特拉斯和受伤的细胞状态和利基市场在人类肾脏。自然。2023,619 (7970):585 - 594。doi:10.1038 / s41586 - 023 - 05769 - 3

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