足细胞的信号传导机制形成发现

肾脏被指控的非凡的任务过滤每天约53加仑的液体,这一过程依赖于足细胞,微小的,高度专业化的细胞在肾脏血管的集群废物过滤,非常容易受到伤害。

MDI在研究生物实验室在巴尔港,缅因州,伊恩•德拉蒙德领导的研究小组,博士,主任凯瑟琳·w·戴维斯再生生物学中心和老化,已确定足细胞的信号机制形成,或形态发生。发现开门的再生疗法的发展刺激这些细胞,清除身体内的毒素是至关重要的。

“足细胞在肾脏功能起着非常重要的作用,”赫尔曼·哈勒说,医学博士MDI生物实验室和肾脏主席领导美国肾脏学和高血压在汉诺威医学院在汉诺威,德国。“发现信号潜在的足突细胞形态发生的伊恩•德拉蒙德领导的研究小组是一个主要的治疗肾脏疾病又向前迈进了一步。”

这项研究名为“自治钙信号在人类和斑马鱼足细胞控制肾脏滤过屏障形态发生,”最近发表在《美国肾脏病学会杂志》上。

除了德拉蒙德,作者还包括梅丽莎,博士,奥德Dorison,博士,艾琳Ghobrial Alejandro Hidalgo-Gonzalez,博士,所有的皇家儿童医院,默多克儿童研究所的墨尔本,澳大利亚;海科Schenk,医学博士,Jan Hegermann汉诺威医学院的汉诺威,德国;和琳Staggs汉诺威医学院和MDI生物实验室。

足细胞的信号传导机制形成的发现是治疗各种肾脏疾病的相关会损害肾小球滤过屏障,包括急性肾损伤,发育缺陷,过早出生缺陷、肾癌、多囊肾疾病和慢性肾脏疾病(CDK)引起的糖尿病或高血压。

一个重大的公共健康威胁

CDK近年来已成为一个重大的公共健康威胁,特别是60岁以上的老人,由于糖尿病、高血压和心血管疾病,可导致肾脏损害和所有的增加是由于世界人口的老龄化。约3800万人,或15%的成年人口,估计肾脏疾病。

当肾脏失败时,通常的透析治疗,一个昂贵、耗时的过程由外部血液净化过滤设备。虽然移植是另一种选择,只有一小部分的成千上万的终末期肾病患者等待肾移植接受因为器官捐赠者的数量不足以满足需求。

由于有限的选项,MDI肾脏研究生物实验室一直专注于肾脏组织的再生,尤其是肾元,肾脏的功能单元,包括肾小球的过滤血液的工作。体内的大约100万个肾小球过滤多余的液体和血液中的废物,防止有毒废物的累积。

两旁是肾小球足细胞的细胞膜,互相交叉的,像预测(阿是拉丁语“脚”)扩展到肾小球空间。足细胞相连的薄,是因为网络称为“缝隔膜”作为最终的流体进入肾小球滤过屏障前空间,从它进入收集管和最终排出尿液。

“足细胞是复杂的,这增加了他们易受伤害,”德拉蒙德解释道。“有许多运动部件必须一起正好为了创建滤过屏障,其中任何一个缺陷可以导致疾病。我们知道各个部分和过程如何一起工作,我们有潜在的治疗干预的目标越多。”

在体内研究斑马鱼胚胎和体外研究在人类肾脏瀑样,成熟的干细胞在培养皿中器官,”德拉蒙德和他的同事们发现,钙信号需要足细胞足的形成过程和狭缝隔膜。钙信号的发现支持了关键作用的滤过屏障的形成。

发现是由一个基因编码,使绿色荧光钙生物传感器,GCaMP,可以针对特定的细胞类型。因为它点亮时钙信号被激活时,该生物传感器允许科学家形象的足细胞钙信号实时透明的斑马鱼胚胎在荧光显微镜来确定他们和疾病期间出错。

斑马鱼作为一种人类疾病模型

德拉蒙德的研究的一个重要成果是建立人类肾小球斑马鱼作为模型的发展和疾病。足细胞在斑马鱼和人类的功能等价瀑样表明他们的角色是通过进化保守,从而验证的相关性斑马鱼作为脊椎动物模型和筛选新疗法的平台。

研究还确定了新航线为促进人类肾脏再生。在他们成年后,与人类不同的是,斑马鱼再生肾小球。尽管它是未知的,如果在开发过程中使用的信号机制中重现再生,德拉蒙德认为这是可能的,在这种情况下,一个更深层次的了解可能导致治疗引发人类再生。

“我们想超越观察细胞的形状和大小和运动过程中形成的过滤信号传递生成这个复杂的滤波器结构,”德拉蒙德说。“一旦我们理解这些信号,可以加速组织形成通过促进生产再生通信虽然自己的消息信号分子的形式。”

近年来,MDI生物实验室已成为肾脏再生研究中心由于其参与国立卫生研究院(NIH)资助的财团(重新)构建一个肾脏(RBK),它的目的是开发一种生物人工肾。足细胞的信号传导机制形成的发现将发挥至关重要的作用生成替代肾脏组织。

他发现,德拉蒙德在MDI生物实验室建设的杰出的历史声誉在肾脏生理学。今天的人类肾脏功能被发现在MDI生物实验室通过比较生物研究在20世纪。

参考:Djenoune L,喝R, Dorison, et al .自治钙信号在人类和斑马鱼足细胞控制肾脏滤过屏障形态发生。JASN。2021年。doi:10.1681 / ASN.2020101525

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