Tengiliður: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

1Department of Pathology, Xiangya Hospital, Central South University, Changsha, Hunan 410008, Kína;

2Department of Bioinformatics and Data Science, Singleron Biotechnologies, Nanjing, Jiangsu 210032, Kína;

3Centre for inflammatory Diseases, Monash University Department of Medicine, Monash Medical Centre, Clayton, VIC 3168, Ástralíu;

4Department of Nephrology, Xiangya Hospital, Central South University, Changsha, Hunan 410008, Kína;

5Department of líffæraígræðslu, Xiangya Hospital, Central South University, Changsha, Hunan 410008, Kína;

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

Cistanche getur bætt nýrnastarfsemi

Ágrip

Bakgrunnur: Síðan 2019, skáldsagakórónaveiranefnd 2019 skáldsagakórónaveira(2019-nCoV) hefur komið fram um allan heim. Fyrir utan

hiti og öndunarerfiðleikar, bráðirnýruáverka hefur sést hjá nokkrum sjúklingum meðkórónaveirasjúkdómur 2019. Ennfremur, samkvæmt nýlegum niðurstöðum, hefur veiran greinst í þvagi. Lagt hefur verið til að angíótensínbreytandi ensím II (ACE2) gegni hlutverki viðtakans fyrir innkomu 2019-nCoV, sem er það sama og fyrir alvarlegt bráða öndunarfæraheilkenni. Þessi rannsókn miðar að því að kanna mögulega orsök nýrnaskemmda og hugsanlega leið 2019-nCoV sýkingar í þvagkerfi.

Aðferðir: Við notuðum báðar birtarnýruog blöðrufrumuatlasgögn og ný óháðnýrueinfrumu RNA raðgreiningargögn sem eru framleidd innanhúss til að meta tjáningu ACE2 gena í öllum frumugerðum í heilbrigðum nýrum og þvagblöðrum. Pearson fylgnistuðlar milli ACE2 og allra annarra gena voru fyrst myndaðir. Þá voru gen með r gildi stærri en 0.1 og P gildi minni en 0.01 talin marktæk samtjáningargen með ACE2.

Niðurstöður: Niðurstöður okkar sýndu auðgað tjáningu ACE2 í öllum undirtegundum nærpípla (PT) frumna ínýru. ACE2 tjáning fannst í 5,12 prósentum, 5,80 prósentum og 14,38 prósentum af nærliggjandi píplafrumum, PT-frumum og nærliggjandi beinum píplafrumum, í sömu röð, í þremur birtum píplafrumumnýrufrumuatlas gagnasöfn. Að auki var ACE2 tjáning einnig staðfest í 12,05 prósentum, 6,80 prósentum og 10,20 prósentum frumna í nálægum bólupíplum, PT og nærbeinni píplum, í sömu röð, í okkar eigin tveimur heilbrigðu nýrnasýnum. Fyrir greiningu á opinberum gögnum úr þremur þvagblöðrusýnum var ACE2 tjáning lítil en greinanleg í þekjufrumum þvagblöðru. Aðeins 0,25 prósent og 1,28 prósent af millifrumum og regnhlífarfrumum, í sömu röð, höfðu ACE2 tjáningu. Ályktun: Þessi rannsókn hefur gefið lífupplýsingafræðilegar vísbendingar um hugsanlega leið 2019-nCoV sýkingar í þvagkerfi. Leitarorð: 2019-nCoV; bráður nýrnaskaði; Angiotensin-umbreytandi ensím 2; Þvagblöðru; COVID-19; Nýra; RNA röð greining; Einfrumugreining

Inngangur Árið 2019 komu upp dularfull lungnabólgutilfelli sem dreifðust hratt um heiminn. Djúp raðgreining og orsök rannsókna staðfestu síðan að sýkillinn væri tegund nýgreindskórónaveirasem hafði verið merkt 2019 ný kórónavírus (2019-nCoV). Hröð útbreiðsla 2019-nCoV hefur valdið útbreiðslu lungnabólgu um allan heim, sem gerir það að alvarlegri ógn við alþjóðlegt lýðheilsuöryggi á stuttum tíma.[1-3] Byggt á lífupplýsingagreiningum hefur verið sýnt fram á að 2019-nCoV erfðamengið er 88 prósent eins og tveggja leðurblöku-afleidd alvarlegt brátt öndunarheilkenni (SARS)-líkar kransæðaveirum (bat-SL-CoVZC45 og bat-SL CoVZXC21), 79 prósent eins og SARS-CoV, og 50 prósent eins og öndunarfæraheilkenni kórónuveirunnar í Mið-Austurlöndum (MERS-CoV).[4] Próteinbyggingargreining leiddi í ljós það

2019-nCoV var með viðtakabindandi léni svipað og SARS-CoV, bindist beint við angíótensínbreytandi ensím II(ACE2), sem bendir eindregið til þess að 2019-nCoV noti ACE2 sem viðtaka, I

Algengustu einkenni 2019-nCoV sýkingar eru hiti og hósti hjá flestum sjúklingum, með einkennum um brjóstóþægindi, versnandi mæði eða bráða öndunarerfiðleikaheilkenni (ARDS) hjá alvarlegum sjúklingum. BráðnýruTilkynnt hefur verið um meiðsli (AKI) hjá fáum sjúklingum með staðfesta {{0}}nCoV sýkingu. Niðurstöður rannsóknarstofu hjá 99 sjúklingum sem voru sýktir af 2019-nCoV sýndu að þrír sjúklingar (3 prósent) höfðu mismikla aukningu á kreatíníni í sermi. Í annarri klínískri athugunarrannsókn voru fjórir (10 prósent) af 41 sjúklingi, þar af tveir af 13 ( 15 prósent sjúklinga á gjörgæsludeild og tveir af 28 (7 prósent) sjúklingum sem ekki voru á gjörgæsludeild sýndu hækkað kreatínín í sermi.i0lAlls dóu 3,7 prósent sjúklinga af völdumnýrubilun eins og sýnt er í greiningu á 88 dauðsföllum tengdum kransæðasjúkdómi 2019 (COVID-19),[iil Auk þess staðfestu nýjustu rannsóknir að 27,06 prósent (23/85) sjúklinga sýndu bráðanýrubilun og alvarlegt bráða pípludrep kom fram við hematoxýlín-eósín litun hjá sex sjúklingum eftir slátrun. 2019-nCo V mótefnavakinn greindist einnig í nýrnapíplum með ónæmisvefjafræði (IHC).12] Þar að auki, {{4 }}nCoV greindist í þvagsýnum með magnbundinni rauntíma fjölliða-asa keðjuverkun sjúklings með 2019-nCoV sýkingu.134IHins vegar, hvers vegna og hvernig 2019-nCoV framkallar AKI í þvagi er að mestu óþekkt. Einnig hvort 2019. nCoV geti borist í gegnum þvagfæri er enn að mestu ósvarað spurningu. Þar sem ACE2 gegnir mikilvægu hlutverki í 2019-nCoVinfection, ætluðum við að bera kennsl á ACE2-sem tjáir frumusamsetningu og hlutfall í venjulegum mönnumnýruog þvagblöðrur með einfrumu umritum til að kanna mögulegar sýkingarleiðir 2019-nCoV og hlutverk ACE2 við sýkingu í einfrumukerfi.

Einfrumu RNA raðgreiningu (scRNA-Seq) hefur verið mikið beitt í 2019-nCoV rannsóknum vegna hæfni hennar til að kynna genatjáningu fyrir allar frumugerðir í mörgum vefjum óhlutdrægt í mikilli upplausn. Tjáning ACE2 hefur verið rannsökuð í vel þekktum alveolar tegund 2 frumum í lungum sem og í lifrar cholangiocytes, vélinda þekjufrumum og frásogandi[15-171innarfrumum í ileum og ristil með scRNA-Seq. Þessar niðurstöður sýndu fram á hugsanlegt notagildi scRNA-Seq til að afhjúpa hugsanlegar markfrumugerðir 2019-nCoV. Þar sem þvagkerfissýking og hugsanlegar afleiðingar hennar gætu verið nauðsynlegar fyrir umönnun sjúklinga á meðan og eftir sýkingu, notuðum við tvö scRNA-Seq umritagagnasöfn í heilbrigðumnýruog eitt gagnasafn í heilbrigðum þvagblöðrum til að rannsaka tjáningarmynstur frumutegunda í þvagkerfi.

Aðferðir

Öflun og úrvinnsla á opinberum gagnasafnum

Genatjáningarfylki scRNA-Seq gagna frá eðlilegumnýruaf þremur heilbrigðum gjöfum var hlaðið niður frá Gene Expression Omnibus (GSE131685). Við endurgerðum niðurstreymisgreininguna með því að nota kóðann sem höfundur gaf upp í upprunalegu greininni.

Við fengum scRNA-Seq gögn um heilbrigða þvagblöðruvef þriggja þvagblöðrukrabbameinssjúklinga frá Gene Expression Omnibus (GSE108097). Til að vera í samræmi viðnýrugagnasöfn, beittum við Harmony (Harmony aðferðin er reiknirit til að framkvæma samþættingu á einfrumu erfðafræðigagnasöfnum fyrir lotuleiðréttingu og meta-greiningu, sem er hröð, viðkvæm og nákvæm. Hún getur einnig fjarlægt áhrif upprunagagnagagnasetta. frá innfellingunni.1]til að samþætta sýni og framkvæma niðurstraumsgreiningu með því að nota Seurat (útgáfa 3.1, Satija Lab, https://satijalab.org/seurat/). Öll genatjáning var eðlileg og kvarðuð með því að nota NormalizeData og ScaleData(NormalizeData er fall af Seurat sem getur staðlað talningargögnin sem eru til staðar í tiltekinni greiningu. ScaleData er fall af Seurat sem getur kvarðað og miðlað gen í gagnasafninu, staðlað svið tjáningargilda yfir öll genin.), Efst 20 00 breytileg gen voru valin af FindVariableFeautres til greiningar á aðalþáttum. Klasagreining með FindClusters var framkvæmd með því að minnka genatjáningarfylki fyrst í fyrstu 20 aðalhlutana og síðan nota upplausnina 0,3 f eða línuritsbundin þyrping.

Úrvinnsla nýrnasýnis

Nýrasýni voru tekin á einum stað með fleyg- og nálarsýni úr nýrum lifandi gjafa eftir að þau voru fjarlægð úr gjafanum og fyrir ígræðslu í þega.Nýrasýni voru tekin á einum stað með fleyg- og nálarsýni úr lifandi gjafanýrueftir brottnám frá gjafa og fyrir ígræðslu í þega. Allar aðgerðir sem tóku þátt í mannlegum þátttakendum voru framkvæmdar í samræmi við siðareglur siðanefndar Xiangya sjúkrahússins í Central South University (IRB samþykki númer 201711836) og með 1964 yfirlýsingunni frá Helsinki og síðari breytingum hennar eða sambærilegum siðferðilegum stöðlum. Nýrnasýni úr vefjasýni voru tekin úr dauðhreinsuðu fosfatbuffi saltvatni (PBS) eftir töku.

Losun vefja

Fersktnýruvefur var strax fluttur í GEXSCOPE" vefjavörnunarlausn (Singleton Biotechnologies, Nanjing, Jiangsu héraði, Kína) við 2 gráður C til 8 gráður. Sýnin voru melt í 2 ml af GEXSCOPE" vefjagreiningarlausn (Singleron Biotechnologies) við 37C í 15 gráður mín. í 15-mL skilvinduröri með stöðugri hristingu eftir að hafa verið þvegin með Hanks jafnvægissaltlausn þrisvar sinnum og skorinn í um það bil 1 til 2 mm bita. Í kjölfarið voru frumurusl og önnur óhreinindi síuð með 40-míkróna dauðhreinsuðu sigti (Corning, NY, USA). Frumurnar voru skilgreindar við 300×g og 4 gráður í 5 mín. Frumukögglar voru endursviflausnir í 1 ml af PBS (HyClone, Marlborough, MA, Bandaríkjunum). Til að fjarlægja rauð blóðkorn.2mLGEXSCOPE Red Blood Cell Lysis Buffer (Singleton Biotechnologies) var bætt við frumusviflausnina og ræktuð við 25 gráður í 10 mín. Blandan var síðan skilin í skilvindu við 500×g í 5 mínútur og frumukillan var endurleyst í PBS. Frumur voru taldar með TC20 sjálfvirkum frumuteljara (Bio-Rad, Hercules, CA, Bandaríkjunum).

Bókasafnsundirbúningur og gagnagreining á scRNA-Seq Einfrumu sviflausnin var undirbúin einfrumusafn og raðgreiningu eins og áður hefur verið lýst.[19] Til að vera í samræmi við opinberu gögnin sem notuð eru hér að ofan, beittum við svipaðri niðurstreymisgreiningarvinnuflæði.[18] Við breyttum fjölda aðalþátta í 20 og notuðum upplausnina 0,6 til að fá sambærilegar niðurstöður frumuklasa og almenningurnýrugögn. Frumugerðir voru merktar út frá kanónískum merkjum í bókmenntum.[18,20] Samtjáning, auðgun ferla og próteinvíxlverkunargreiningar Fyrir hvert gagnasafn notuðum við allar frumur af völdum frumugerðum og reiknuðum út samtjáð gen með ACE2 (þrjú

Mynd 1: Einfrumugreining á almenninginýrugögn frá þremur gjöfum. (A) UMAP plot sem sýnir frumutegundarskýringar þriggja sýna. (B) Frumusamsetning þriggja heilbrigðra nýrnasýna. Nærliggjandi píplufrumur voru 48,3 prósent, 52,6 prósent og 38,5 prósent; PT frumur voru 26,3 prósent, 36,9 prósent og 43,7 prósent; og nærliggjandi beinpíplufrumur voru 7,6 prósent, 2,1 prósent og 5,8 prósent. (C) Punktallot sem sýnir kanónísk merki sem notuð eru til flokkunar frumutegunda. Abscissa táknar hverja frumugerð, ordinatan táknar merkjagen, liturinn á punktinum á myndinni táknar tjáningarstigið og stærð punktsins táknar hlutfall genatjáningar í frumunni. (D) Genatjáningarmynstur ACE2 af öllum greindum frumutegundum ínýru. Frumugerðin er táknuð lárétt og ACE2 tjáningargildið er táknað lóðrétt. Hver punktur táknar eina reit. Þær frumur sem aðallega tjáðu ACE2 í nýrnasýnunum eru PT frumur. ACE2: Angiotensin-umbreytandi ensím II; PT: Proximal tubule; UMAP: Samræmd margvísleg nálgun og vörpun.

Mynd 2: Einfrumugreining á nýrnasýnunum tveimur. (A) Skýringar frumutegundar sýndar með UMAP. Mismunandi frumugerðir eru litakóðaðar og frumanöfnum var bætt við. (B) Sýnissértæk UMAP sjónmynd af tveimur sýnum. Frumugerðir eru aðgreindar með mismunandi litum. (C) Hitakort af kanónískum merkjum sem beitt er fyrir úthlutun frumutegunda. Frumugerðin er táknuð lárétt, genalistinn er táknaður lóðrétt og tjáningarstigið er táknað með lit á myndinni. (D) Fiðluplottur sem sýnir tjáningarmerki nýrnafrumutegunda. Frumugerðin er táknuð lárétt og ACE2 tjáningargildið er táknað lóðrétt. Hver dreifipunktur táknaði eina frumu. Þær frumur sem aðallega tjáðu ACE2 í nýrnasýnunum eru PT frumur. ACE2: Angiotensin-umbreytandi ensím II; PT: Proximal tubule; UMAP: Samræmd margvísleg nálgun og vörpun.

proximal tubule [PT] frumur fyrir nýru og regnhlífarfrumur fyrir þvagblöðru). Pearson fylgnistuðlar milli ACE2 og allra annarra gena voru fyrst myndaðir. Síðan voru gen með r gildi stærri en 0.1 og P gildi minni en 0.01 talin marktæk samtjáningargen með ACE2. Við fjarlægðum hvatbera gen fyrir eftirfarandi leiða auðgun og prótein-prótein samspil (PPI) greiningar. Fyrir nýrnagagnasöfn notuðum við samtjáð gen í að minnsta kosti tveimur af þremur frumutegundum PT, nærliggjandi beinum píplum og nærlægum píplufrumum í Venn skýringarmynd. Alls voru 126 og 65 gen eftir fyrir opinbera og einkarekna nýragagnasöfnin, í sömu röð. Fyrir þvagblöðrugagnasafnið innihélt lokasettið 372 gen. Gene Ontology (GO) og Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) ferli auðgunargreininga var beitt með því að nota R pakkann ClusterProler (útgáfa 3.8.1, Bioconductor, https:// bioconductor.org/packages/release/bioc/html/clusterPro filer.html). Ferðir með P_adj gildi minna en 0.05 voru taldir verulega auðgaðir. Fyrir PPI greiningu voru tvö lokasett af genum úr tveimur nýrnagagnasettum sameinuð til að mynda 170-genalista. PPI greiningu var spáð út frá þekktum samskiptum gena með viðeigandi GO hugtökum í R pakkanum STRINGdb (útgáfa 1.20.0, https://string-db.org/). Byggt á misjafnlega uppstýrðum genapróteinsamskiptanetsgögnum var PPI netið flutt út með Cytoscape hugbúnaði (útgáfa 3.4,https://cytoscape.org/).

Mynd 3: Almenn þvagblöðru einfruma gagnasafn. (A) Tvívíð sjónmynd af blöðrufrumuatlasi með UMAP. Mismunandi frumugerðir eru litakóðaðar og frumanöfnum var bætt við. (B) Tjáningarmynstur kanónískra merkja sem notuð eru til að bera kennsl á blöðrufrumugerðir. X-ásinn táknar hverja frumutegund, Y-ásinn táknar merkigen, liturinn á punktinum á myndinni táknar tjáningarstigið og stærð punktsins táknar hlutfall genatjáningar í frumunni. (C) ACE2 tjáning yfir 12 frumu undirhópa í þvagblöðru gagnasafninu. Frumugerðin er á lárétta ásnum og ACE2 tjáningargildið er táknað lóðrétt. Hver dreifipunktur táknaði eina frumu. ACE2 er tjáð í regnhlífarfrumum í þvagblöðrusýnum.

ACE2: Angiotensin-umbreytandi ensím II; UMAP: Samræmd margvísleg nálgun og vörpun.

Cistanche getur bætt nýrnastarfsemi

tölfræðigreining

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 voru valdir. Pearson fylgni var notuð til að greina marktækt samtjáð gen með ACE2 og P-gildi minna en 0,01 var notað til að greina marktækt samtjáð gen með ACE2. Fyrir scRNA-Seq gögnin var tölfræðileg greining og tölur lokið af R (útgáfa 3.5.1, https://www.r-project.org/).

Niðurstöður

Tjáningarmynstur ACE2 í nýrum Með því að greina opinbera einfrumu umritsgagnasafnið af eðlilegum nýrnafrumum úr mönnum frá þremur gjöfum, komumst við að því að ACE2 tjáning dreifðist yfir margar frumugerðir. Athyglisvert var að ACE2 var að mestu auðgað í PT-frumum, þar með talið bæði snúnum píplum og beinum píplum [Mynd 1A-1D]. Hinar nýrnaundirgerðir, eins og safnrás og fjarpípla, auk ónæmisfrumna, sýndu allar mjög litla genatjáningu.

Til að sannreyna þessa niðurstöðu greindum við frekar eðlileg nýrnasýni frá tveimur heilbrigðum gjöfum. 4736 frumurnar voru flokkaðar í níu frumugerðir, sem skarast mjög opinberum gögnum, þar á meðal sjö nýrnasértækar undirgerðir byggðar á kanónískum merkjagenum [Mynd 2A]. PT (CUBN, SLC13A3, og SLC22A8) var flokkað í nærlægar krókapípla og nærbeina pípla byggt á mismunandi tjáningarstigum merkja.[18,20] Safnaðu aðalfrumum í gangrásum (AQP2), safnaðu innfléttuðum frumum (ATP6V0D2), og gauklaþekjuþekjufrumur (KRT8 og KRT18) voru einnig skýrðar og þessar niðurstöður eru í samræmi við fyrri niðurstöðu. Ennfremur greindum við þyrping af lykkjum af Henle frumum (UMOD, SLC12A1 og CLDN16), sem var fjarverandi í opinberu gagnasafninu. Að auki fundust stroma og ónæmisfrumurnar, samsettar úr litlum fjölda æðaþelsfrumna (CD34 og PECAM1) og einfruma (CD14, FCN1 og VCAN), [Mynd 2B]. Fulltrúi merki gen fyrir alla undirhópa eru teiknuð á mynd 2C.

Eins og fram kom í opinberu gagnasafninu, sáum við uppstýrða ACE2 tjáningu í öllum PT frumum samanborið við aðrar frumugerðir [Mynd 2D]. Megindlega séð var ACE2 tjáning einnig staðfest í 12,05 prósentum, 6,79 prósentum og 10,20 prósentum frumna í nærliggjandi, krókótta píplum, PT og nærbeinni píplum, í sömu röð, í okkar eigin tveimur heilbrigðu eðlilegu nýrnasýnum. Fyrri IHC greining [21] gaf til kynna flókna staðbundna dreifingu á ACE2 próteintjáningu sem var einbeitt í burstamörkum PTs.

Tjáningarmynstur ACE2 í þvagblöðru

Byggt á opinberu þvagblöðru gagnasafni 12 frumutegunda [Mynd 3A og 3B], fundum við litla tjáningu á ACE2 í öllum þekjufrumugerðum. Styrkur ACE2 virtist hafa minnkandi tilhneigingu frá ytra lagi þvagblöðruþekju (regnhlífar) yfir í innra lag (grunnfrumur) með millifrumum á milli. Aðrar frumugerðir, eins og æðaþels- og ónæmisfrumur, eru að mestu neikvæðar fyrir ACE2 [Mynd 3C]. Hlutfall regnhlífarfrumna í þvagblöðru sem tjáir ACE2 (1,3 prósent) var lægra en í nýrnaþekju. Fyrri greining á SARS-sjúklingum benti til þess að SARS-veiran (SARS-CoV) gæti lifað af í þvagi við greinanlegt magn. [22,23] Greining á SARS-CoV í þvagi gaf í skyn möguleika á losun veirunnar frá sýktum þekjufrumum í þvagblöðru. , sem er í samræmi við greiningu okkar hér að ofan.

Virknigreining á samtjáðum genum með ACE2

Í báðum nýrnagagnasöfnum fundum við mikinn fjölda gena sem voru tjáð samhliða ACE2, sérstaklega í nærliggjandi beinum píplafrumum [Mynd 4A og 4D]. Samtjáð genin voru auðguð á mörgum himnutengdum frumuþáttum (CC) [Mynd 4B og 4E]. Sérstaklega voru burstamörk og burstamörkarhimnur verulega auðgað CC hugtök, sem samræmist vel frumu staðsetningu ACE2 sem greind var með ónæmisvefjaefnagreiningu.[21] Auðguðu KEGG hugtökin innihéldu eðlilega virkni ACE2, svo sem renín-angíótensín kerfið, PT

Mynd 4: Virknigreining á ACE-tengdum genum í nýrum. (A, D) Venn skýringarmynd af ACE2 samtjáningargenum frá þremur PT frumum hjá almenninginýrudataset (Data 1) and the private kidney dataset (Data 2). (B, E) Analysis of ACE2 co-expression genes in each cell (expression related to >2 frumugerðir) fyrir GO CC hugtakaauðgun í gögnum 1 og gögnum 2. X-ásinn táknar log-umbreytt P gildi. (C, F) Greining á ACE2 samtjáningargenum fyrir auðgun KEGG tíma í gögnum 1 og gögnum 2. Hugtakið í rauðu er sameiginleg leið milli gagnasettanna. ACE2: Angiotensin-umbreytandi ensím II; CC: Cellular hluti; GO: Gene Ontology; KEGG: Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes; PT: Proximal tubule.

Mynd 5: Virknigreining á ACE2-tengdum genum í þvagblöðru. (A) Greining á ACE2 samtjáningargenum í regnhlífarfrumum í þvagblöðru fyrir GO CC tíma auðgun. X-ásinn táknar log-umbreytt P-gildi. (B) Greining á ACE2 samtjáningargenum í regnhlífafrumum í þvagblöðru fyrir KEGG tíma auðgun. (C, D) PPI net sem sýna tengslin milli ACE2 og skyldra gena þess í nýrum og þvagblöðrum. Stærð hnútsins (gensins) táknar fjölda samskiptafélaga (nágranna). Línubreiddin og liturinn (mjór til breiður sem samsvarar bláum til rauðum) eru í réttu hlutfalli við víxlverkunarstyrkinn í STRING gagnagrunninum. ACE2: Angiotensin-umbreytandi ensím II; CC: Cellular hluti; GO: Gene Ontology;

KEGG: Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes; PPI: Prótein-prótein samskipti.

bíkarbónat endurheimt, frásog steinefna og margar umbrotstengdar leiðir [Mynd 4C og 4F]. Niðurstöðurnar staðfestu að ACE2 og tengd gen þess eru nauðsynleg til að viðhalda virkni nýrna.[24] Fyrir gagnagrunninn fyrir þvagblöðru voru CC og KEGG auðgunarniðurstöður almennt í samræmi við niðurstöður nýrna, þar sem himnuprótein og nýrnastarfsemi eins og frásog og umbrot komu við sögu [Mynd 5A og 5B]. Við gerðum PPI greiningu fyrir ACE2 og samtjáð gen þess í báðumnýruog þvagblöðru, eins og sýnt er á mynd 5C og 5D. Hvort þessi víxlverkandi prótein taka þátt í sjúkdómsvaldandi breytingum á PT og regnhlífafrumusýkingum er óljóst og þarf að rannsaka frekar. Umræða AKI í 2019-nCoV og SARS-CoV sýkingu COVID-19 er nýr smitsjúkdómur með ógurlegan smithraða. Þó að flestir þessara sjúklinga séu með einkenni frá öndunarfærum, hefur einnig verið greint frá fjölmörgum einkennum sem ekki eru frá öndunarfærum, sem sýna fram á að önnur líffæri verða fyrir áhrifum meðan á sjúkdómnum stendur. Í greiningu á klínískum einkennum sjúklinga sem eru sýktir af 2019- nCoV hefur nýrnastarfsemi verið staðfest,[9,10] og stöðugtnýruÞörf var á uppbótarmeðferð hjá u.þ.b. 9 prósent allra 99 sýktra sjúklinga.[9] Gabarre et al[25] skoðuðu kerfisbundið AKI hjá bráðveikum sjúklingum með COVID-19. Að auki hefur verið vart við nýrnaskaða og skerta nýrnastarfsemi hjá öðrumkórónuveirurtengist öndunarfærasýkingum, sérstaklega tveimur betakórónuveirur(SARS-CoV og MERS-CoV),[26] sem eru erfðafræðilega svipuð 2019-nCoV.[4,8] Fyrri rannsókn greindi frá því að 36 (6,7 prósent) af 536 sjúklingum með SARS þróuðu AKI og 33 af öllum 36 sjúklingum (91,7 prósent) með skerta nýrnastarfsemi dóu.[27] Mikilvægt er að SARS-CoV brot hafa greinst með pólýmerasa keðjuverkun í þvagsýnum sumra sjúklinga.[28] Ennfremur hefur verið vart við þráláta SARS-CoV sýkingu og afritun ínýrusérstaklega í pípulaga þekjufrumum in vitro, [29] sem gefur til kynna að nýrnaskemmdir hjá sjúklingum með SARS gætu stafað af beinni veirusýkingu í markfrumum nema öðrum kveikjum, svo sem ónæmissvörun hýsilsins, alvarlegri lungnabólgu og ARDS. Þó að það sé mjög svipað sjúkdómsvaldandi og SARS-CoV, er ítarlegt fyrirkomulag nýrnaþátttöku 2019-nCoV enn óljóst.

Cistanche getur bætt nýrnastarfsemi

Greining á ACE2 tjáningu í þvagi

Orsök AKI í SARS virðist vera margþætt og enn óviss, sem var talið hafa ákveðna fylgni við mikla tjáningu ACE2 í nýrum.[29,30] scRNA-seq, ný nálgun sem er í auknum mæli notuð í sviði líffræði og læknisfræði, getur greint frumugerðir og tjáningargen á frumustigi. Byggt á einfrumugreiningu okkar í báðum eðlilegumnýru(bæði almenningur og gögn okkar) og þvagblöðrur fundum við greinanlegt magn ACE2 bæði í nýrum og þvagblöðru. Svipað og gögnin okkar greindu Deng og félagar[31] opinberleganýrugögnum og bentu til þess að nýrun séu í mikilli hættu ákórónaveirasýkingu. Þar að auki, í gögnum okkar, komumst við að því að PT frumur hafa hærri tjáningarprósentu en þekjufrumur í þvagblöðru, sem gæti bent til þess að nýrun séu næmari fyrir 2019-nCoV sýkingu en þvagblöðru. Í samanburði við tjáningarmagn ACE2 í meltingarkerfinu, [15] gæti lægri tjáning ACE2 í þvagkerfinu bent til færri sjúklinga með nýrnatengd einkenni, sem er í jákvæðri fylgni við athuganir fyrir SARS sjúklinga. Samtjáningin og leiðargreiningin leiddi í ljós mikilvæga virkni ACE2 í þvagkerfinu, sem gæti skýrt vanstarfsemi nýrna af völdum ACE2-bindandi veira. Þar að auki getur ACE2 tjáning í ytri frumum (PT frumur í nýrnapíplum og regnhlífarfrumur í þekjuþekju) einnig verið ein af orsökum veira í þvagi.

Mikilvægi rannsóknarinnar

AKI, sem hefur reynst spá fyrir um háa dánartíðni hjá SARS-sjúklingum,[27] getur einnig leitt til erfiðleika við meðferð, versnandi ástands og jafnvel verið neikvæður forspárvísir fyrir lifun 2019-nCoV sýktra sjúklinga . Þessi rannsókn gaf beinar vísbendingar um hugsanlega sýkingu nýrnaþekjufrumna með 2019-nCoV, sem kallar á meiri athygli á COVID-19 sjúklingum með AKI, sérstaklega meðan á umfangsmiklum faraldri stendur og heimsfaraldurinn heldur áfram að versna . Að auki gaf dreifing ACE2 í þvagkerfinu og greiningu þess[32] í þvagsýnum í skyn að nauðsynlegt væri að prófa vírusa í þvagsýnum COVID-19 sjúklinga, sem gæti dregið að einhverju leyti úr hættu á smiti. Niðurstöður okkar verða líka að skoða með hliðsjón af takmörkunum þeirra. Í fyrsta lagi greindum við ACE2 tjáningu aðeins í heilbrigðum einstökum sýnum og skortur á sýnum frá sjúklingum með COVID-19 er helsta takmörkunin. Ennfremur settum við ekki inn löggildingarhóp til að staðfesta niðurstöður okkar. Beinari sönnunargögn úr in vitro tilraunum og sjúklingasýnum er þörf.

Fjármögnun Þessi vinna var styrkt af Heilbrigðisnefnd Hunan-héraðs (nr. C2019184) og National Natural Science Foundation of China (nr. 81800641).

Hagsmunaárekstrar Engir.