Molekulárne mechanizmy regulácie renálnych progenitorov: Koľko dielikov v skladačke?

edmund.chen@wecistanche.com

Abstrakt:  Obličkymyší, potkanov a ľudí majú progenitory, ktoré udržiavajú každodennú homeostázu a zúčastňujú sa endogénnych regeneračných procesov po poranení, vďaka svojej schopnosti proliferovať a diferencovať sa. V glomerulárnom a tubulárnom kompartmente nefrónu konzistentné štúdie preukázali, že dobre charakterizované, odlišné populácie progenitorových buniek, lokalizované v parietálnom epiteli Bowmanovej kapsuly a rozptýlené v proximálnych a distálnych tubuloch, môžu za fyziologických podmienok vytvárať segmentovo špecifické bunky. a po poranení tkaniva. Avšak defektné alebo abnormálne regeneračné reakcie týchto progenitorov môžu prispieť k patologickým stavom. Molekulárne charakteristikyobličkovéprogenitory boli rozsiahle študované, čo odhalilo, že početné klasické a evolučne konzervované dráhy, ako je Notch alebo Wnt/-catenin, hrajú hlavnú úlohu v bunkovej regulácii. Iné, ako je kyselina retinová, renín-angiotenzín-aldosterónový systém, TLR2 (Toll-like receptor 2) a leptín, sú tiež dôležité v tomto procese. V tomto prehľade sumarizujeme množstvo smerovania molekulárnych mechanizmovobličkovéprogenitorové reakcie počas homeostázy a po nejpoškodenie obličiek.Nakoniec preskúmame, ako by jednobunkové sekvenovanie RNA mohlo priniesť charakterizáciuobličkovéprogenitorov na ďalšiu úroveň, pričom poznanie ich molekulárneho podpisu získava na klinike význam.

Kľúčové slová:renálnych progenitorov; molekulárne mechanizmy; poškodenie obličiek; jednobunkové sekvenovanie RNA; molekulárny podpis

CISTANCHE ZLEPŠÍ OCHORENIE OBLIČIEK/OBLIVÍN

Úvod Mechanizmy endogénnej regenerácie a opravy boli navrhnuté pre niekoľko orgánov cicavcov [1]. Klasické regeneračné orgány, ako je gastrointestinálny trakt a koža, boli v priebehu rokov rozsiahle študované a odhalili hlavnú úlohu endogénnych progenitorov [2]. V čreve udržiavajú črevné kmeňové bunky každodennú homeostázu, zatiaľ čo odlišné kmeňové/progenitorové bunky sú zodpovedné za rýchle opravné procesy po poranení [2]. Podobne epidermálne kmeňové bunky tvoria heterogénnu zásobu kmeňových buniek, ktoré sa podieľajú na epidermálnej homeostáze, ako aj na oprave tkaniva po poranení [3]. Dospelýobličkyje orgán s nízkym bunkovým obratom a obdarený progenitormi schopnými proliferácie a diferenciácie [4,5]. Táto cenná vlastnosť umožňuje výskumníkom a lekárom uvažovať o nových terapeutických možnostiach obnovyfunkcie obličiekpo zranení. Tu navrhujeme prehľad molekulárnych mechanizmov prebiehajúcich v glomerulárnych a tubulárnychobličkovéprogenitorov vo fyziologických a patologických stavoch (obrázok 1) a o tom, ako by dysregulácia týchto dráh mohla byť pôvodomochorenie obličiek. Budeme tiež skúmať akoobličkovéprogenitory by sa mohli ďalej charakterizovať pomocou technológie sekvenovania jednobunkovej RNA (scRNAseq) a klinického významu molekulárneho podpisu týchto buniek.

Renálne progenitory

Renálne progenitory objavili Sagrinati et al. u človekaobličkyna základe expresie markerov kmeňových buniek CD133 a CD24 v neprítomnosti alebo nízkej expresii diferenciačných markerov [6,7]. Bunky CD133 plus CD24 plus sú lokalizované na močovom póle Bowmanovej kapsuly, ako aj rozptýlené pozdĺž tubulárneho priestoru nefrónu medzi diferencovanými tubulárnymi bunkami [6]. Niektoríobličkovéprogenitory, vrátane tých, ktoré sú lokalizované v Bowmanovom puzdre a podskupina tých, ktoré sa nachádzajú sc pozdĺž tubulu, tiež exprimujú CD106 (tiež nazývané vaskulárna bunková adhézna molekula 1, VCAM1), zatiaľ čo väčšina progenitorov lokalizovaných pozdĺž tubulu nie [6, 8]. Tieto fenotypové dCfferences odrážajú rôznorodú funkčnú kapacitu; CD133 plus CD24 plus CD106- bunky rozptýlené pozdĺž tubulov skutočne vykazujú funkčné znaky tubulárnych progenitorov, zatiaľ čo CD133 plus CD24 plus CD106 plus parietálne epiteliálne úhory (PEC) sú multipotentné [6]. Okrem toho podskupina CD1 33 plus CD24 plus CD1 06 plus progenitorov lokalizovaných blízko distálneho pólu Bowmanovej kapsuly a exprimujúcich podokalyxín je schopná generovať iba podocyty [6]. Celkovo tieto pozorovania konfigurujú hierarchickú líniuobličkovépredchodcovia v rámciobličkyktorý pripomína hemopoetický systém [9]. PEC s podobnými progenitorovými vlastnosťami a anatomickou lokalizáciou boli tiež identifikované u myší a potkanovobličky[4,10,11]. Genetické označovanie PEC v transgénnej indukovateľnej myšacej línii preukázalo, že PEC migrujú do glomerulárneho chumáča a diferencujú sa na podocyty u dospelých myší [11]. Nedávno bol Pax2 identifikovaný ako marker pre myšobličkovépreobličkovéprogenitory lokalizované medzi PEC do podocytov počas postnatálneho glomerulárneho rastu [4]. Ďalšie štúdie ukázali, že juxtamedulárne a kortikolové glomeruly majú rôzny počet Pax2 plus progenitorov, pričom kortikálne majú dvojnásobný počet Pax2 plus progenitorov močiacich v glomerulárnych podocytoch v zdravých podmienkach [12]. U dospelého potkanaobličkyNezrelé bunky exprimujúce adhéznu molekulu nervových buniek (NCAM) a marker progenitorových buniek CD24 boli opísané medzi epitelovými bunkami vystielajúcimi Bowmanovu kapsulu potkana [10].

Genetické označovanie Pax2 plus progenitorov Bowmanovej kapsuly myší umožnilo preukázať, že tieto progenitory sa diferencujú na podocyty v modeloch fokálnej segmentálnej glomerulosklerózy (FSGS) a ich reakcia na poškodenie určuje výsledok glomerulárnych porúch, čo ďalej potvrdzuje ich úlohu ako podocytov. progenitorov [4,12]. Kaverina a kolegovia nedávno pomocou modelu transgénnej myši, v ktorom boli podocyty označené GFP (zelený fluorescenčný proteín) a PEC súčasne označené tdTomato, poskytli silný dôkaz, že PEC slúžia ako zdroj nových podocytov u dospelých myší po poranení. Tieto bunky koexprimovali dve fluorescenčné značky, získali podocytové markery a vykazovali primárne, sekundárne a terciárne procesy chodidla [13]. Abnormálna progenitorová odpoveď na poranenie môže tiež prispieť ku glomerulárnym poruchám [4,10,14,15]. V skutočnosti sa za určitých podmienok u ľudí, myší a potkanov preukázalo, že chaotická migrácia a proliferácia progenitorových buniek Bowmanovej kapsuly prispieva k tvorbe polmesiaca a glomerulárnemu zjazveniu [4,10,14]. Štúdie na ľuďochobličkovébiopsie sú v súlade s koncepciou, že proliferujúce progenitory vytvárajú hyperplastické lézie pri crescentickej a kolapsujúcej glomerulopatii [14] a podobné výsledky sa získali u potkanov [10]. Sledovanie línie PEC u myší preukázalo, že ich proliferácia vedie k výraznému zvýšeniu počtu buniek v mesiačikoch myšej nefrotoxickej sérovej nefritídy a kolapsujúcej glomerulopatie [16] a tvorbe sklerotických lézií a ukladaniu extracelulárnej matrice pri FSGS [15]. Špecifické genetické sledovanie progenitorov medzi PEC nedávno preukázalo ich účasť na tvorbe hyperplastických glomerulárnych lézií, ktoré by sa mohli považovať za zlyhanie regenerácie podocytov po poranení [4]. Zo všetkých týchto štúdií je teraz jasné, žeobličkovéprogenitory lokalizované medzi PEC reagujú na poškodenie podocytov a spúšťajú regeneračný program, ale neefektívna alebo nadmerná reakcia môže viesť k tomu, že funkčné tkanivo sa stane tkanivom podobným jazve zloženým z buniek a dezorganizovanej extracelulárnej matrice. Preto poznať mechanizmy, ktoré riadia správnu proliferatívnu a diferenciatívnu odpoveďobličkovéprogenitorov počas homeostázy a po poranení má zásadný význam a môže umožniť identifikáciu predpokladaných modulátorov na zvýšenie regeneračného potenciáluobličkovépredkov.

Regulátory glomerulárnej progenitorovej fyziológie: Keď orchester ladí melódiu 

Ktoré signálne dráhy regulujú pokoj glomerulárnych progenitorov, proliferáciu a diferenciáciu smerom k podocytom u zdravýchobličky? Štúdie nefrogenézy ukázali, že aktivácia signalizácie -katenín/Wnt predstavuje kľúčový krok, ktorý riadi diferenciáciu PEC na podocyty počas vývoja [17,18]. Delécia Ctnnb1 (-katenínu 1) v PEC u podmienene knockoutovanej myši v neskorom štádiu tela v tvare písmena S vyvolala glomerulárne anomálie a nahradenie PEC v Bowmanových kapsulách dobre diferencovanými podocytmi. Sledovanie nefrogenézy u embryonálnych myší s podmieneným knockoutom katenínu odhalilo, že tieto "parietálne podocyty" pochádzajú z prekurzorových buniek v parietálnej vrstve tela v tvare písmena S priamym prepnutím línie. Tieto zistenia ukazujú, že na správnu diferenciáciu a dozrievanie PEC na podocyty je potrebná signalizácia -katenín/Wnt [17]. WT1, hlavný regulátor tohto procesu [19], je tiež silným inhibítorom signálnej dráhy -katenín/Wnt [18]. Štúdie vykonané v pokojových PEC ukázali, že expresia WT1 je potlačená vysokými hladinami Pax2 a expresiou vysokých hladín mikroRNA-193a (miR-193a) [20]. Keď PEC znižujú expresiu miR{21}}a, umožňuje to upreguláciu WT1, ktorá potláča signalizáciu -katenín/Wnt a indukuje diferenciáciu PEC na podocyty. Nedávne výsledky in vitro ukázali, že apolipoproteín L1 (APOL1) tiež reguluje molekulárny fenotyp PEC prostredníctvom modulácie expresie miR193a a že APOL1 a miR193a zdieľajú recipročný vzťah spätnej väzby [21]. V kultivačnom systéme bola diferenciácia PEC na podocyty skutočne sprevádzaná znížením expresie miR-193a. Podobne supresia miR-193a zvýšila expresiu APOL1 [21]. Budúce práce by sa mali zamerať na to, či táto os APOL1–miR-193a funguje podobným spôsobom in vivo ako in vitro v relevantných modeloch transgénnych myší a u ľudíobličky. Je zaujímavé, že APOL1 je gén citlivosti s genetickými variantmi, ktoré zvyšujú pravdepodobnosť vzniku podocytopatií [22].

Riadenie rozhodovania o bunkovom osude a bunkovej proliferácie v mnohých rôznych systémoch prebieha prostredníctvom integrovanej signalizácie signálnych dráh Wnt a Notch [23]. Lasagni a kol. oznámil, že vobličkovéprogenitorov lokalizovaných v Bowmanovom puzdre, aktivácia Notch podporuje vstup do S-fázy bunkového cyklu a následnú mitózu, kým nie sú v nediferencovanom stave [24]. Avšak narušená downregulácia dráhy Notch počasobličkovéprogenitorová diferenciácia vyvolala tvorbu podocytov s abnormálnym obsahom DNA a ich následnú smrť mitotickou katastrofou [24,25]. Nedávne výsledky naznačujú, že CXCL12 odvodený od podocytov (chemokínový ligand 12 s motívom CXC) inhibuje signalizáciu Notch, čím sa zachováva kľud progenitorov podocytov [12]. Downregulácia notch sa spája s upreguláciou inhibítorov bunkového cyklu p21, p27 a p57 a downreguláciou cyklínu D1 [24], čo dodáva podocytom charakteristiky postmitotickej, neproliferatívnej bunky. Mechanizmus spätnej väzby podocyt-renálny progenitor sprostredkovaný CXCL{13}} tiež obmedzuje regeneráciu podocytov po glomerulárnom poškodení [12]. V skutočnosti pomocou sledovania línie Pax2 plusobličkovéprogenitorov u myší s nefropatiou vyvolanou adriamycínom výskumníci ukázali, že blokáda CXCL12 podporuje tvorbu podocytov de novo a zmierňuje glomerulosklerózu [12].

CISTANCHE ZLEPŠÍ FUNKCIU OBLIČIEK/RENÁL

Ako vylepšenieobličkovédiferenciácia progenitorov na podocyty môže predstavovať atraktívnu terapeutickú stratégiu na podporu remisie glomerulárnych porúch, bolo vykonaných niekoľko štúdií na identifikáciu diferencujúcich zlúčenín. Retínové kyseliny (RA) sú deriváty vitamínu A s preukázanými výhodami pri liečbe rôznych druhov rakoviny [26]. Ukázalo sa tiež, že RA chráni predpoškodenie obličiekvo viacerých experimentálnych modelochochorenie obličiek,vrátane ochorenia s minimálnymi zmenami, membranóznej nefropatie, FSGS, nefropatie spojenej s vírusom ľudskej imunodeficiencie (HIV) (HIVAN) a lupusovej nefritídy [27]. Početné štúdie podčiarkli úlohu RA pri diferenciácii podocytov in vitro [28,29] a my sme použili RA v kultivačnom médiu na podporuobličkovéprogenitorová diferenciácia smerom k podocytovej línii [7]. Je zaujímavé, že vystavenie albumínu, ktorý viaže RA s vysokou afinitou, počas in vitro kultúr by mohlo inhibovaťobličkovédiferenciácia progenitorov smerom k podocytom sekvestráciou RA. In vivo sme uviedli, že RA sa uvoľnila v Bowmanovom priestore po glomerulárnom poškodení a zastavenie syntézy endogénnej RA v modeli fokálnej segmentálnej glomerulosklerózy zhoršilo albuminúriu, glomerulárne poškodenie a mortalitu [30]. Exogénne podanie RA, neutralizujúce sekvestračnú aktivitu albumínu, umožnilo regeneračnú odpoveďobličkovéprogenitorov, čo vedie k zvýšeniu počtu podocytov a zlepšeniufunkcie obličiek[30]. Nedávne výsledky Lasagni et al. [4] potvrdili hypotézu, že farmakologické prístupy, ktoré zvyšujú citlivosť podocytov na signalizáciu RA, by zmiernili progresiu experimentálnejpoškodenie obličiek. V skutočnosti liečba in vitroobličkovépreobličkovéprogenitorov smerom k podocytom prostredníctvom aktivácie transkripčnej aktivity RA-responzívnych prvkov (RARE), tj zvýšením citlivosti renálnych progenitorov na diferenciačné účinky endogénnej RA. Zlepšenie diferenciácie renálnych progenitorov na podocyty pomocou BIO v myšacom modeli FSGS viedlo k dôležitému účinku na ochorenie, čím sa zvýšila remisia ochorenia u liečených myší. V progresívnom štádiu myšacieho modelu diabetu 2. typu súvisiaceho s obezitou, BIO ako doplnok k inhibícii duálneho renín-angiotenzínového systému (RAS)/sodíko-glukózového transportéra (SGLT)-2 metformínom, ramiprilom a empagliflflozínom zoslabili pokles rýchlosti glomerulárnej fifiltrácie (GFR) ďalším znížením glomerulosklerózy, zvýšením počtu podocytov prostredníctvom udržania špecializácie, ako aj indukciou de novo diferenciácie od progenitorov podocytov a zlepšením hustoty fifiltračnej štrbiny [31].

Endlich a kol. preukázali úlohu Dach1 (jazvečíkový homológ 1) pri určovaní bunkového osudu PEC do podocytov a pre správnu funkciu podocytov. Podocyty exprimujú vysoké hladiny Dach1 in vivo a in vitro, zatiaľ čo PEC exprimujú veľmi nízke hladiny Dach1. Autori zistili, že indukcia expresie Dach1 v PEC významne upreguluje podocyty špecifické proteíny synaptopodín a WT1. Je zaujímavé, že Dach1 je súčasťou regulačnej siete Eya-Six-Hox-Pax a regulácia expresie synaptopodínu bola sprevádzaná súčasnou downreguláciou expresie Pax2 [32].

Guhr a kol. analyzované akými mechanizmamiobličkovéprogenitory si zachovávajú potenciál exprimovať podocytové proteíny za patofyziologických podmienok a preukázali, že obsahujú aktivovaný ubikvitín-proteazómový systém (UPS), ktorý vedie k rýchlej degradácii novosyntetizovaných proteínov špecifických pre podocyty [33]. Na druhej strane UPS zachováva identitu podocytov reguláciou hladín proteínov špecifických pre podocyty, ako sú proteíny viažuce aktín - aktinín 4 (ACTN4) a synaptopodín (SYNPO), transkripčný faktor Wilmsovho nádoru 1 (WT1), člen rodiny stomatínov podocin, proteín štrbinovej bránice nefrín, adaptorový proteín NCK1 a aktivovaná proteínkináza Cλ (PKCλ) [33]. Aktivita UPS je preto dôležitým determinantom fenotypov glomerulárnych buniek a stavu diferenciácie.Je dobre známe, že voblička,mechanické prostredie podlieha modifikáciám v zavedených modeloch glomerulárnych ochorení a môže ovplyvniť diferencovaný stav mnohých typov buniek vrátane podocytov [34]. Nedávno sme analyzovali vplyv tuhosti substrátu naobličkovéprogenitorové správanie, čo dokazuje, že aspoň in vitro ide o fenotyp človekaobličkovéprogenitorov je vysoko závislá od Youngovho modulu substrátu, čo je miera tuhosti materiálu definovaná ako pomer napätia k deformácii, pričom tuhšie substráty podporujú proliferáciu a migráciu renálnych progenitorov. Tuhosť substrátu moduluje aj kapacituobličkovéprogenitory na diferenciáciu smerom k podocytom, pričom Youngov modul 12 kPa je optimálny spomedzi analyzovaných. Použitím chemických a genetických inhibítorov sme preukázali, že aktivita Rho kinázy (ROCK) je potrebná na sprostredkovanie účinkov tuhosti naobličkovéproliferácia, migrácia a diferenciácia progenitorov [35]. Znížená tuhosť glomerulov je spoločným znakom mnohých foriem glomerulárneho poškodenia, vrátane FSGS [34,36], čo naznačuje dôležitú úlohu ROCK aj vochorenie obličiek.

Inhibítory renín-angiotenzín-aldosterónového systému (RAAS-I) sú lieky účinné na spomalenie progresieochorenie obličiekprostredníctvom rôznych akcií. Mechanizmy zodpovedné za terapeutické účinky týchto liekov, ako aj ichobličkovébunkové ciele, boli do značnej miery študované na niekoľkých zvieracích modeloch človekaochorenie obličiek. Nedávne údaje ukázali, že svoje priaznivé účinky môžu uplatniť aj propagáciouobličkovéprogenitorová diferenciácia na podocyty. Na modeli glomerulárneho poškodenia u potkanov liečba ACE-I skutočne vyvolala zníženie proliferácie progenitorov, zníženie tvorby polmesiaca a zabránilo progresii smerom ku glomeruloskleróze [10]. Teda zmiernenie aktivácie progenitorových buniek liekmi obnovilo normálnu glomerulárnu architektúru [10]. Je zaujímavé, že expresia receptora angiotenzínu (Ang) II, AT1, bola obmedzená na zriedkavé CD24 plus PEC u normálneho človekaobličkyale bol upregulovaný v hyperplastických léziách [37], čo naznačuje príspevok receptorovej dráhy Ang II/AT1 pri podpore abnormálnychobličkovémigrácia a proliferácia progenitorov pri proliferatívnych ochoreniach [37]. V súlade s tým, u pacienta postihnutého CGN (crescentic glomerulonefritis), ACE-I terapia spojená s regresiou hyperplastických lézií a normalizovala expresiu AT1 receptora naobličkovépredkov. Tieto výsledky poskytujú ďalšie vysvetlenie priaznivých účinkov pozorovaných po liečbe blokátorom receptora angiotenzínu II (ARB). Podobne liečba ARB zlepšila výsledok na potkanom modeli mezangiálnej proliferatívnej glomerulonefritídy, čo vyvolalo zvýšenie počtu PEC exprimujúcich markery kmeňových buniek [38].

Poranenia podocytov sa považujú za dôležitý faktor, ktorý prispieva k diabetuochorenie obličiekprogresia do koncového štádiaochorenie obličiek[39 – 41]. Suganami a kol. hlásil prevenciu a zvráteniepoškodenie obličiekpodávaním leptínu na zvieracích modeloch diabetickej nefropatie [39]. Nedávno Pichaiwong a kol. preukázali, že nahradenie leptínu by mohlo zvrátiť štrukturálne a funkčné parametre pokročilej diabetickej nefropatie u BTBR ob/ob myší s deficitom leptínu [41]. Najmä liečba leptínom, ale nie RAAS-I, viedla k významnému zvýšeniu hustoty a počtu podocytov a k zvýšeniu WT1-pozitívneho proliferujúceho PEC. Mechanizmy, ktoré sú základom tohto procesu, boli ďalej načrtnuté v následnom článku, kde ukázali, že dvojitá liečba ob/ob myší s deficitom leptínu selektívnym antagonistom receptora endotelín-1 typu A (ETAR) v kombinácii s inhibíciou RAAS viedli k zlepšenému fenotypu [40], ktorý sa vyznačuje aktiváciou PEC a zvýšeným počtom podocytov. Tieto výsledky poskytujú nepriamy dôkaz, že PEC môžu byť potenciálnym rezervoárom na obnovu stratených podocytov a že diferenciačná kapacita PEC môže byť kľúčovým prvkom pre regresiu diabetickej nefropatie, ktorá môže byť farmakologicky modulovaná.

Regulátory glomerulárnych progenitorov v patológii: Keď je orchester rozladenýZatiaľ čoobličkovéprogenitory môžu poháňať regeneráciu podocytov po poranení [4], môžu tiež spôsobiť extrakapilárne proliferatívne lézie alebo mesiačiky, ktoré sú charakteristickým znakom zápalových aj nezápalových glomerulárnych ochorení [42]. Dôkazy v experimentálnych modeloch [15] a v ľudských biopsiách skutočne naznačujú, že mesiačiky sa skladajú zobličkovéprogenitory [14], ktoré abnormálne posúvajú svoje reakcie z reparatívnych na poškodzujúce. Nie je úplne pochopené, ktoré faktory sú zodpovedné za naklonenie rovnováhy. CGN je najlepšie charakterizované ochorenie, pri ktoromobličkovéhlavnými vinníkmi sú predkovia. Bunkový polmesiac je typická morfologická zmena pozorovaná v CGN. Je definovaný ako viacvrstvové nahromadenieobličkovéprogenitory a iné typy buniek v Bowmanovom priestore. V dôsledku toho upcháva vývod moču a prietok primárneho moču a neskôr je narušený implikovaný nefrón. Prasknutie glomerulárnych kapilár pri crescentickom ochorení vedie k obnaženiurenal progenitory vysokej koncentrácie v plazme, ktorá dramaticky zvyšuje proliferáciu človekaobličkovéprogenitorov v kultúre [43]. Niekoľko zložiek plazmy môže zodpovedať za tvorbu polmesiaca, ale v súčasnosti existujú konzistentné údaje iba pre aktiváciu fifibrinogénu, člena aktivovanej koagulačnej kaskády počas vaskulárnych poranení. Nedostatok fifibrinogénu alebo fifibrinolýza zabraňuje tvorbe polmesiaca u niekoľkých modelov hlodavcov [43,44].

Kolapsujúca nefropatia a pseudopolmesiačiky tiež pochádzajú zobličkovépredchodcovia [14]. Na rozdiel od mesiačikov sa predpokladalo, že pseudomesiačiky pochádzajú zobličkovéprogenitorov ako dysregulovaná odpoveď na masívne a rýchle odlúčenie podocytov, ku ktorému dochádza za určitých podmienok priameho poškodenia podocytov (ako je vystavenie určitým liekom, imunitne sprostredkované poruchy alebo infekcie, ktoré sa priamo zameriavajú na podocyt), ktoré sa vyskytujú v neprítomnosti zápalových zložiek a vedú k kolaps kapilár [22,45]. Tieto lézie sa často pozorujú aj pri vírusových glomerulopatiách, ako je HIV- a parvovírusová nefropatia [22]. Pri týchto vírusových glomerulopatiách interferón (IFN-)- a IFN- nielenže spúšťa lokálny zápal vo vnútri glomerulu, ale pôsobí aj na PEC a podocyty, pričom IFN- inhibuje migráciu PEC a oboje potláčaobličkovédiferenciácia progenitorov na podocyty in vitro [46]. In vivo, v modeli adriamycínovej nefropatie, injekcia buď IFN- alebo IFN- zhoršila proteinúriu a glomerulosklerózu [46]. Nedávno bol opísaný kolabujúci FSGS u pacientov nedávneho afrického pôvodu s vysoko rizikovým genotypom APOL1 a infikovaných koronavírusom 2 závažného akútneho respiračného syndrómu (SARS-CoV-2) ​​[47,48]. Navrhlo sa, že SARS-CoV-2 by mohol priamo infikovať podocyt [49] a/alebo spustiť zápalovú kaskádu, ktorá zahŕňa aktiváciu interferón-chemokínovej dráhy, ktorá zasa interaguje s variantným génom APOL1 [ 50]. Ako je uvedené vyššie,obličkovédiferenciácia progenitorov na podocyty sa spája s expresiou APOL1, a preto by sa mohla podieľať na nefropatii spojenej s koronavírusovým ochorením 2019 (COVID{2}}).

Niekoľko nedávnych štúdií zdôraznilo kritickú úlohu pre de novo expresiu CD9 a následne CD44 ako patogénneho prepínania PEC z pokojového na aktivovaný fenotyp v CGN a vo FSGS [16,51,52], čo potvrdzuje patogénnu úlohu PEC pri týchto ochoreniach a ponúka nové molekulárne ciele pre terapiu glomerulárnych ochorení. Na podporu tejto myšlienky Kaverina a kol. ukázali, že PEC strácajú expresiu CD44 pri diferenciácii na podocyty v poranených glomeruloch starých myší, čo naznačuje, že zvýšenie PEC CD44 nepredstavuje regeneratívny, ale patologický prechod [53]. V FSGS sa ukázalo, že CD44 má dôležitú úlohu pri migrácii buniek smerom k poškodenej fifiltračnej bariére, kde poškodené podocyty upregulujú migračný inhibičný faktor (MIF) a faktor 1 odvodený zo stromálnych buniek (SDF1), ktoré stimulujú expresiu CD44 a CD{{12} }sprostredkovaná migrácia [54]. Okrem toho PEC produkovali izoformy proteínov extracelulárnej matrice odvodené od PEC a špecifické pre podocyty spôsobom závislým od CD 44- [55]. Nakoniec štúdia sledovania línií PEC naznačila, že CD44 sa nezúčastnilobličkyregeneráciu prostredníctvom diferenciácie na podocyty a podieľali sa len na profifibrotickej dráhe [56].

Tubulárne progenitory

Renálnaprogenitory z parietálnej epitelovej vrstvy Bowmanovho puzdra môžu potenciálne regenerovať proximálne tubulárne epiteliálne bunky v glomerulotubulárnom spojení [57]. Tubulárne podmienené progenitory rozptýlené v proximálnych a distálnych tubuloch však existujú aj u ľudí [6,58–60] a u myší [5,61–63] a zvyšujú sa pri tubulárnom poškodení u pacientov s akútnym alebo chronickým poškodením tubulov [6 ]. Kumar a kol. vykonalo sledovanie línie vzácnych buniek exprimujúcich Sox9-v proximálnom tubule a identifikovalo ich ako domnelú tubulárnu progenitorovú populáciu podieľajúcu sa na postakútnompoškodenie obličiek(AKI) zotavenie [64]. Sox9 je transkripčný faktor, ktorý vobličkyvývoj, riadi vetvenie epitelu a je exprimovaný v prekurzoroch nefrónov [64,65]. Je zaujímavé, že keď bol Sox9 vyradený zo segmentov S1 a S2, došlo k pomalšej obnove fyziologickéhorenálnych funkcií, zvýšené tubulárne poranenie, ako aj zvýšenéobličkovésa vyskytla fifibróza [64]. Po parciálnej nefrektómii bunky Sox9 plus proliferujú a vytvárajú epitelové bunky proximálneho tubulu, Henleovej kľučky, distálneho tubulu, zberného kanálika a parietálnej vrstvy glomerulu [66]. Nedávno Lazzeri a spol. poskytli dôkaz, že tubulárne progenitory podstupujú mitózu a nahradia približne polovicu ireverzibilne stratených tubulárnych buniek počas AKI [5]. Vykonaním sledovania línie buniek Pax2 plus v myšom modeli tubulárneho poškodenia identifikovali tubulárne progenitory ako odlišnú subpopuláciu tubulárnych buniek, ktorá bola odolná voči smrti a vykazovala vysokú klonogénnu aktivitu, čo viedlo k vytvoreniu dlhých segmentov tubulov [5].

Regulátory tubulárnej progenitorovej fyziológie: Polyfonický zbor

Ľudskéobličkovéprogenitory exprimujú B lymfóm Mo-MLV (Moloneyho vírus leukémie myši) inzerčnú oblasť 1 (Bmi-1) [57]. Bmi-1 je členom rodiny transkripčných represorov polycomb. Podieľa sa na regulácii bunkového cyklu a starnutí kmeňových buniek endogénnych pre rôzne orgány, ako je prostata, tenké črevo a pľúca [67–70]. Vobličky, hladiny BMI-1 sa rýchlo zvýšili po poranení v myšom modeli AKI [71]. Tieto zistenia poukazujú na zapojenie Bmi-1 exprimovaného v tubulárnych progenitoroch vobličkovéregenerácia. Skutočne, Lv a kol. ukázali, že akútna tubulárna nekróza viedla k zvýšeniu Bmi{0}} a následnej mobilizácii tubulárnych progenitorov u myší divokého typu, zatiaľ čo tubulárne progenitory neboli mobilizované u Bmi{2}} knockoutovaných myší [72]. Bmi-1 knockout myši ukázali silnéobličkovéfenotyp, vrátane intersticiálnej fibrózy, tubulárnej atrofie a závažnéhoobličkovédysfunkcia so zníženou bunkovou proliferáciou, zvýšenou apoptózou buniek a starnutím a zápalovou bunkovou infifiltráciou [72,73]. V nedávnej štúdii Zhou a kol. ďalej objasnil úlohu Bmi-1 vobličkovépredkov, čo ukazuje, že Bmi-1 si zachovalo samoobnovenie a kmeňobličkovéprogenitorov udržiavaním redoxnej rovnováhy a prevenciou zastavenia bunkového cyklu prostredníctvom inhibície reaktívnych foriem kyslíka (ROS), p16 a p53 [74].

Ďalšou dôležitou molekulou zapojenou do regulácie tubulárneho progenitora je Toll-like receptor 2 (TLR2) alebo CD282, evolučne konzervovaný membránový proteín, ktorý hrá dôležitú úlohu pri rozpoznávaní patogénov a aktivácii vrodenej imunity. TLR2 pôsobí ako senzor poškodenia tkaniva prostredníctvom detekcie molekúl molekulových vzorov spojených s poškodením (DAMP) uvoľnených poškodenými tkanivami. Aktivácia TLR2 vedie k aktivácii downstream transkripčných faktorov, ktoré regulujú expresiu génov prežitia alebo prozápalových cytokínov a chemokínov [75–77]. Sallustio a kol. ukázali, že tubulárne progenitory exprimujú TLR2, ktorého stimulácia agonistami, ktoré napodobňujú zápalové mediátory alebo DAMP, indukuje masívnu sekréciu monocytového chemoatraktantného proteínu-1 (MCP-1), interleukínu 6 (IL-6), interleukín 8 (IL-8) a komplementová zložka C3 prostredníctvom aktivácie NF-κB (nukleárny faktor kappa-light-chain-enhancer aktivovaných B buniek) [59]. Okrem toho stimulácia TLR2 modulovala rýchlosť proliferácie a diferenciačnú kapacitu tubulárnych progenitorov, čo naznačuje dôležitú úlohu vobličkovéoprava [59]. Následné štúdie rovnakej skupiny identifikovali odlišné súbory miRNA špecificky exprimovaných v tubulárnych progenitoroch [78]. Medzi nimi miR-1915 a miR{4}}p regulovali expresiu CD133 a PAX2, ako aj TLR2. Sallustio a kol. potom rozobral mechanizmy obnovy po AKI a našiel zásadnú úlohu pre TLR2 vobličkovéregenerácia [79]. Zistili, že po poranení vedie snímanie poškodenia TLR2 k sekrécii inhibínu-A a dekorínu tubulárnymi progenitormi, ktoré naopak podporujú tubulárnu regeneráciu prostredníctvom bunkovej proliferácie [79]. Tieto dva cytokíny patria k signálnej dráhe TGF- (transforming growth factor-) a podieľajú sa na regulácii bunkového cyklu, zvýšení bunkovej proliferácie a inhibícii apoptózy [80–84].

Expresia molekúl z dráhy Wnt bola hlásená u dospelýchobličkovéprogenitorov u myší [85] a ľudí [86]. Pomocou myšacieho modelu sledovania rodokmeňov Rinkevich et al. ukázali, že počas homeostázy aj po poranení dospelý cicavecobličkypodliehajú segmentovo špecifickej klonálnej expanzii z buniek odvodených z prekurzorov reagujúcich na WNT [63]. Navrhli, že schopnosť reagovať na signály WNT vyberá bunky, ktoré nakoniec vykonajú robustnú klonálnu expanziu. Štúdie v SIX2 plus odvodené od močuobličkovéprogenitori naznačili, že aktivácia dráhy WNT inhibíciou GSK3 indukuje diferenciáciuobličkovépredkov do obličkovéepitelové proximálne tubulárne bunky [87]. Okrem toho Wnt3 vykazoval proregeneračné účinky a bol upregulovaný v CD133 plusobličkovéprogenitorov v in vitro modeli poškodenia cisplatinou [88]. V tejto štúdii autori odhalili funkčnú úlohu samotného CD133 pri oprave renálnych tubulov prostredníctvom udržiavania proliferatívnej odpovede a kontroly starnutia tým, že pôsobí ako permisívny faktor pre signalizáciu katenínu, čím bráni jeho degradácii v cytoplazme [88]. V zebrafiveobličky,poškodené tubuly boli nahradené novými nefrónmi z robličkovéprogenitory exprimujúce Wnt receptor frizzled9b a transkripčný faktor lef1. Po poranení bola u poranených indukovaná expresia Wnt ligandov Wnt9a a Wnt9bobličkyv miestach, kde progenitorové bunky tvoria nové nefróny [89]. Tieto výsledky naznačujú, že základná úloha signálnej dráhy Wnt/frizzled vobličkyregenerácia je medzi druhmi vysoko konzervovaná.

CISTANCHE ZLEPŠÍ OCHORENIE OBLIČIEK/OBLIVÍN

Ako už bolo spomenuté, signalizácia Notch je evolučne zachovaná dráha, ktorá má rozhodujúcu úlohupoškodenie obličieka opravy [24,90–93], najmä počas AKI [94,95]. Kang a kol. ukázal, že Sox9 plusobličkovéprogenitory exprimovali vysoké hladiny Notch a nadmerná expresia intracelulárnej domény Notch1 (NICD1) v populácii Sox9 plus zlepšilaobličkovéhistológie v modeli AKI indukovanej kyselinou listovou [62]. Ma a spol. uviedli, že aktivácia Sox9 plus renálnych progenitorov, ktorých úloha je zásadná vobličkyoprava, bola sprostredkovaná cestou Notch, čo potvrdzuje predchádzajúcu správu, že hladiny expresie Notch1-3, Jagged1/2, Dll4 a Sox9 sa zvyšujú po ischemicko-reperfúznom poškodení (IRI) [66]. V iných orgánoch, ako je pankreas, aktivácia Sox9 moduluje dráhu Notch reguláciou Hes1, aby sa udržala zásoba progenitorových buniek [96].

Ukázalo sa, že niekoľko liekov zlepšujeobličkyregeneráciu a medzi nimi inhibítory históndeacetylázy (HDAC) (HDACis) môžu byť sľubnou terapeutickou možnosťou liečby AKI [97–102]. HDAC tvoria skupinu enzýmov zapojených do viacerých bunkových procesov odstránením acetylovej skupiny z histónových alebo nehistónových proteínov [103]. Marumo a kol. hlásili zníženie aktivity HDAC5, zvýšenú acetyláciu histónov a reaktiváciu kostného morfogenetického proteínu 7 (BMP-7) v proximálnych tubulárnych bunkách počas fázy obnovy poobličkovéIRI [104]. Tieto pozorovania naznačujú, že HDAC môžu mať svoje priaznivé účinky naobličkovézotavenie prostredníctvom zvýšenej expresie BMP-7, proteínu, ktorý udržiava zásobu renálnych progenitorov v nediferencovanom stave počasobličkyvývoj [105]. Je zaujímavé, že liečba HDACis rozšírilaobličkovépopulácia progenitorových buniek u zebrafifish [106]. V modeli nefrotoxickej sérovej nefritídyglomerulonefritída u myší, aktivovaná liečba trichostatínom A (TSA).obličkyvedľajších populačných (SD) buniek [107]. SD bunky tvoria podskupinu buniek s multilíniovým potenciálom a známymi renoprotektívnymi vlastnosťami, ktoré oslabujú chronickéochorenie obličiek(CKD) prostredníctvom zvýšenia expresie BMP-7 [107]. Použitím vyššie opísaného prístupu sledovania línie Lazzeri et al. ukázali, že liečba dvoma široko používanými HDAC, TSA a 4-fenylbutyrátom (4-PBA), viedla k proliferácii Pax2 plus progenitoru, čím sa zabránil rozvoju fibrózy tkaniva a CKD [5]. Zlepšil by sa vývoj selektívnych HDACis so zvýšenou účinnosťou a menšou toxicitouobličkyzotavenie prostredníctvom tubulárnej proliferácie progenitorov. Je potrebné poznamenať, že HDAC preukázali priaznivé terapeutické účinky v mnohých experimentálnych modelochochorenia obličiekokrem AKI, vrátane glomerulosklerózy, tubulointersticiálnej fibrózy, glomerulárneho a tubulointersticiálneho zápalu, lupusovej nefritídy, polycystickýchochorenie obličiekaobličkovébunkový karcinóm (RCC), ako je uvedené v [108]. Niekoľko HDAC je v súčasnosti vo fáze 1 alebo 2 štúdií na liečbu RCC a poškodenia obličiek (clinicaltrial.org).

Regulátory tubulárnych progenitorov v patológii: Cacophonus Choir

Biologické a molekulárne vlastnostiobličkyrakovina to naznačujeobličkovéprogenitori mohli byť na počiatku vývoja rôznychobličkytypy nádorov. V nedávnej štúdii Peired et al. ukázal, že človekobličkovéprogenitory nadmerne exprimujúce NICD1 mali zvýšenú proliferatívnu kapacitu a tvoria aberantnú mitózu v 2D kultúrach a mohli generovať nádorovú hmotu v 3D kultúrach [8]. Podobne Pax2 plusobličkovéprogenitory nadmerne exprimujúce NICD1 po indukcii transgénu u dospelých myší alebo po IRI boli pôvodom papilárnych adenómov a RCC [8]. Potvrdením tohto zistenia, liečba blokujúca endogénnu aktiváciu NOTCH1 indukovanú AKI viedla k rozvoju menšieho počtu nádorov [8]. Nedávno dve štúdie naznačili, že angiomyolipómy pochádzajú z multipotentných látokobličkyepitelové bunky lokalizované v tubule a podliehajúce klonálnej expanzii v reakcii na deléciu génu komplexu tuberóznej sklerózy (TSC) [109,110]. Obe štúdie navrhli, aby tieto bunky mohli byťobličkovéprogenitory s viaclíniovou diferenciačnou kapacitou [109,110]. Zaujímavé je, že Cho a spol. odhalili, že aktivácia predtým neohlásenej regulačnej slučky Rheb-Notch-Rheb, v ktorej je kľúčovou udalosťou cyklická väzba Notch1 na prvky reagujúce na Notch (NRE) na promótore Rheb, bola hlavným mechanizmom za generovaním viaceré línie prítomné v angiomyolipóme [109]. Celkovo tieto výsledky naznačujú, že deregulácia dráhy Notch vobličkovéprogenitory môžu viesť kobličkovépatológie.

Wan a spol. pozorovali, že expresia SOX9 bola u pacientov s RCC upregulovaná a korelovala s pokročilým patologickým stupňom [111]. Pacienti s RCC s vysokými hladinami SOX9 mali tiež kratšie prežívanie [111]. Tieto údaje potvrdili predošlú štúdiu, ktorá spájala expresiu SOX9 s RCC Fuhrmanovým stupňom a ukázali, že pacienti s SOX9 ( ) mali oveľa lepšiu terapeutickú odpoveď na inhibítory tyrozínkinázy ako pacienti so SOX9 (plus) [112]. Preto by sme mohli predpokladať, že zvýšenie expresie SOX9 v SOX9 plusobličkovéprogenitori by mohli prispieť k rozvoju RCC. Podobný mechanizmus bol opísaný pri bazálnej rakovine prsníka, kde expresia SOX9 v luminálnych kmeňových/progenitorových bunkách mohla kontrolovať plasticitu línie pre rakovinu prostredníctvom aktivácie signalizácie NF-κB [113].

Výhľad do budúcnosti renálnych progenitorov

Jednobunkové sekvenovanie RNA: Vyrovnajme sa s dobouRýchly vývoj scRNAseq otvára nové perspektívy pre rozbor molekulárnych procesov, ktoré sa zúčastňujúobličkovéprogenitorová regulácia vo fyziologických a patologických stavoch. ScRNAseq spočíva v získaní profilovania génovej expresie v jednobunkovom rozlíšení, čím sa dokazujú rôzne bunkové stavy a molekulárna dynamika dokonca aj vzácnejších subpopulácií. Táto nová technológia bola úspešne použitá v niekoľkých orgánoch – napríklad na štúdium Prominin 1 plus progenitorov pečene [114], Dach1 – downregulovaných lymfoidných progenitorov [115] a KTR5 plus progenitorov pľúc u pacientov s COVID-19 [116]. V posledných rokoch stále viac výskumných skupín aplikovalo túto stratégiu na definovanie bunkových populáciíobličkyu myší a ľudí [117–120]. Vo veľmi nedávnej štúdii Rudman-Melnick et al. identifikovali transkripčný podpis všetkých bunkových populácií v experimentálnom modeli AKI, pričom zdôraznili prítomnosť predtým nepopísaných molekúl súvisiacich s poranením [119]. Takýto prístup by mohol potenciálne odhaliť nové mechanizmy aktivované vobličkovéprogenitorov po AKI, čo vedie k identifikácii potenciálnych molekulárnych cieľov. Vo svojej hlavnej práci Young a kol. dokázali priradiť číre bunky a papilárne RCC bunky k podtypu proximálnych stočených tubulárnych buniek definovaných expresiou SLC17A3 a VCAM1 [117]. Ako už bolo spomenuté, expresia VCAM1 alebo CD106 charakterizuje spolu s CD133 zriedkavú populáciuobličkovéprogenitory rozptýlené väčšinou v proximálnom tubule [6]. Analýza údajov scRNAseq odhalila, že ľudský renálny progenitorový transkriptóm vykazuje podobnosti s PT1, domnelou bunkou pôvodu ľudského papilárneho RCC [8]. Tieto pozorovania potvrdzujú našu hypotézu, že papilárny RCC pochádza z Notch-sprostredkovanej transformácie a proliferácie populácie proximálnych tubulov renálnych progenitorov [8].

Klinické aplikácie: Klinika volá melódie

Terapie založené na renálnych progenitoroch predstavujú sľubnú novú hranicu v liečbeobličkové ochorenia, keďže viaceré štúdie naznačujú, že sa zlepšujúfunkcie obličiekpo zranení [121]. Avšak vstrekovanieobličkovéprogenitorov priamo do zvieracích modelovpoškodenie obličiekindukcia regenerácie tkaniva predstavuje dôležité obmedzenia, ktoré boli odhalené inde [121]. Tieto výhrady bolo možné obísť vďaka novo využívaným vlastnostiamobličkovéprogenitory, čo je ich schopnosť vylučovať trofické faktory, cytokíny alebo chemokíny, ktoré účinne sprostredkovávajúobličkyopraviť parakrinným alebo autokrinným spôsobom (obrázok 2). Kenji a kol. uviedli, že intraperitoneálna injekcia kultivačného supernatantu získaného od dospelých potkanovobličkyprogenitory významne potlačili reziduálnu apoptózu tubulárnych buniekobličkovébunky, zmiernili zápal a podporili proliferáciu nezrelých buniek v experimentálnom modeli IRI prostredníctvom uvoľňovania HGF (hepatocytový rastový faktor), EGF (epidermálny rastový faktor), TGF- a Epo (erytropoetín) [122]. V skutočnosti sa uvádza, že terapeutické použitie mnohých rastových faktorov sa zlepšujeporanenia obličiek, ako sú HGF, BMP7, EGF, TGF- a VEGF (vaskulárny endoteliálny rastový faktor) [123–127]. Sallustio a kol. oznámil, že človekobličkovéprogenitory nielenže významne opravujú poškodené tubulárne bunky, ale vykazujú aj antififibrotické účinky prostredníctvom sekrécie CXCL6 (chemokínový ligand 6 motívu CXC), SAA2 (sérový amyloid A2), SAA4 (sérový amyloid A4) a BPIFA2 (BPI (baktericídna permeabilita - rastúci) člen rodiny A 2) cez parakrinný mechanizmus [128]. Aggarwal a kol. oznámil, žeobličkovéprogenitorová sekrécia limitov Epoobličkovéfibróza po tubulárnom poranení [129]. Okrem rozpustných faktorov vylučujú renálne progenitory extracelulárne vezikuly (EV), častice ohraničené lipidovou dvojvrstvou s veľkosťou nanometrov, ktoré nesú bioaktívne lipidy, proteíny a RNA, ktoré umožňujú komunikáciu medzi bunkami prostredníctvom parakrinných účinkov. Najmenším a najlepšie opísaným typom EV sú exozómy, ktoré boli nedávno skúmané z hľadiska ich ochranných účinkov proti AKI indukovaným IRI [130, 131]. Li a spol. preukázali, že exozómy odvodené od renálnych progenitorov by mohli obnoviť obličkové štruktúry a funkcie prostredníctvom svojich imunomodulačných, antiapoptotických a proliferačných stimulačných schopností v modeloch AKI. MikroRNA (miRNA) boli najhojnejšími zložkami exozómov a medzi nimi bola miR-146a identifikovaná ako kľúčový hráč pri sprostredkovaní cytoprotektívnych účinkov downreguláciou IRAK1 (kináza 1 spojená s receptorom interleukínu 1)/NF-kB signalizácia [130]. V modeli diabetickej nefropatie sa zistilo, že exozómy vylučované močovým progenitorom znižujú apoptózu podocytov potlačením kaspázy-3 a podporou vaskulárnej regenerácie, čo môže súvisieť s cytokínmi VEGF, TGF- 1, angiogenínom a BMP -7 obsiahnuté v exozómoch odvodených z močového progenitoru [132]. Inhibícia apoptózy podocytov tiež súvisela s nadmernou expresiou miR-16-5p v exozómoch sekretovaných progenitorom moču potlačením VEGF-A [133].

Molekuly a exozómy vylučovanéobličkovéprogenitory podporujú zotavenie zochorenie obličiekvďaka ich schopnosti uplatniť rad renoprotektívnych a regeneračných účinkov vďaka ich zníženej imunite a nižšiemu riziku maldiferenciácie a tumorigenézy v porovnaní s bunkovými terapiami. Vďaka týmto pozoruhodným vlastnostiam sú príťažlivé pre klinické aplikácie. Ďalšou výzvou v klinickom prístupe kochorenie obličiekje objavenie nových nástrojov na diagnostiku a monitorovanieochorenie obličiekktoré by boli ľahko dostupné neinvazívnymi postupmi. V tomto kontexte predstavuje moč cennú biotekutinu vďaka svojej dostupnosti, rýchlemu a ľahkému odberu vzoriek a širokej škále proteínov, metabolitov, buniek a bunkového obsahu uvoľňovaného z urogenitálneho traktu [134]. Prítomnosť buniek v moči, ktoré vykazujú vlastnosti kmeňových buniek, prvýkrát opísali Zhang et al. v roku 2008 [135]. V nasledujúcich rokoch niekoľko skupín vyvinulo techniky na izoláciu a charakterizáciu progenitorov pochádzajúcich z moču od zdravých darcov a pacientov sobličkyporuchy [136]. Zatiaľ sa nedosiahol žiadny formálny konsenzus o tom, aké markery možno použiť na definovanie progenitorov odvodených z moču. Väčšina štúdií ukázala, že exprimujú markery mezenchymálnych kmeňových buniek (CD44, CD73 a VIM) a markery kmeňových buniek (ako POU5F1, SSEA4 a TRA-1-81, ako aj CD117), ale žiadne markery pochádzajúce z hematopoetických alebo urotelových buniek bunkové línie a nízke hladiny tubulárnych alebo podocytovo špecifických markerov [136]. Pokiaľ ide o ich pôvod, Bharadwaj et al. ukázali, že pochádza z močuobličkovéprogenitory niesli chromozóm Y medzi mužmi a ženamitransplantácia obličkypríjemcu s uvedením, že pochádzajú zobličky[137]. Tieto bunky majú schopnosť diferencovať sa na podocyty [138] a exprimovať proteínové markery špecifické pre podocyty a PEC [137, 139], čo naznačuje, že pochádzajú z PEC. Porovnávacia transkriptómová analýza odvodeného močuobličkovépredchodcovia aobličkyzískané z biopsieobličkovéepiteliálne proximálne bunky potvrdili identitu renálnych progenitorov progenitorov pochádzajúcich z moču [87], čo naznačuje, že môžu pochádzať aj z rozptýlených tubulárnych progenitorov. Tieto bunky možno preprogramovať na indukované pluripotentné kmeňové bunky (iPSC) a použiť ich na regeneratívnu medicínu, modelovanie chorôb alebo farmakologické testovanie [140, 141].

Nedávno sa navrhovalo, aby výraz tzvobličkovéprogenitorový marker CD133 v močových EV predstavuje dobrý marker na hodnotenie funkčného stavu renálneho tubulárneho kompartmentu a prítomnosti buniek s proliferatívnou a reparačnou aktivitou v tubuloch po poranení. Dve štúdie skutočne uviedli, že hladiny CD133 plus EV v moči, zvýšené u zdravých jedincov, neklesajú len u pacientov s akútnym tubulárnym poškodením [142], ale aj pri akútnych a chronických glomerulárnych stavoch [143]. Okrem toho prítomnosť samotných renálnych progenitorov v moči môže odrážať patofyziologický stavobličkovétkaniva. Najmä Manonelles a kol. poskytli dôkaz, že izolácia CD133 plus CD24 plus renálnych progenitorov z moču stabilných príjemcov aloštepu po šiestich mesiacoch by mohla predpovedať zlý dlhodobý výsledok transplantátu po dvoch rokoch [144]. Proliferácia a migrácia renálnych progenitorov z Bowmanovho puzdra do glomerulárneho chumáča cez močový priestor, aby sa nahradili oddelené podocyty, by mohla vysvetliť vylučovanie renálnych progenitorov, a ak sa časom udrží, môže zlyhať pri zachovaní funkcie aloštepu, čo vedie k poklesu GFR, albuminúria a vývoj chronických glomerulárnych histologických lézií [144].

Pochádza z močuobličkybunky by tiež mohli byť výkonným personalizovaným nástrojom pre funkčné štúdie na zdedených kandidátskych variantochobličkové ochorenie. Ako opísali Lazzeri et al., odvodené z močuobličkovéprogenitory získané od pacientov nesúcich patogénne mutácie v génoch kódujúcich podocytové proteíny expandujú v kultúre, ale po diferenciácii podocytov sa u nich vyvinú anomálie v expresii alebo lokalizácii podocytových proteínov [138]. V súlade s týmto dôkazom bola rovnaká technika použitá na preukázanie patogenity variantu génu NPHS1 neznámeho významu u pacienta s refraktérnou lupusovou nefritídou [145]. Ďalšia štúdia zdôraznila možnosť použiť renálne epiteliálne bunky získané z moču na vykonanie RNA a funkčných štúdií naobličky-špecifické gény, potvrdzujúce patogenitu synonymného variantu v PKHD1 (polycystickýobličkya ochorenia pečene 1) a potvrdenie genetickej diagnózy ARPKD (Autozomálne recesívne polycystickéOchorenie obličiek) u pacienta s CKD spojeným s atypickou polycystouobličky [146].

Závery

Obrovské množstvo literatúry popisuje početné mechanizmy regulácieobličkovéprogenitorov v glomerulárnych a tubulárnych kompartmentoch, čo nám umožňuje mať globálnu víziu zložitosti molekulárnych procesov prebiehajúcich vo fyziologických a patologických podmienkach. Poznanie molekulárneho podpisuobličkovéprogenitorov otvára dvere k identifikácii nových cieľov, ktoré majú drogy udržaťobličkyregeneráciu alebo biomarkery na sledovanieobličkyzdravie.