Różne wzory zwłóknienia nerek wskazują na uszkodzenie odrębnych przedziałów nerkowych

edmund.chen@wecistanche.com

Abstrakcyjny:Zwłóknienie nerek jest częstym objawem i cechą charakterystyczną wielu przewlekłych choróbchoroba nerek(PChN), który pojawia się w różnych wzorach morfologicznych, co sugeruje różne przyczyny patogenne. Szerokie, widoczne makroskopowo blizny są następstwem ciężkiego uszkodzenia ogniskowego i całkowitego zniszczenia miąższu, odzwierciedlając reakcję gojenia rany w następstwie zawału. wnerka,przewlekłe uszkodzenie kłębuszków prowadzi do atrofii odpowiedniego kanalika, zwyrodnienia tego specyficznego nefronu i ostatecznie do zwłóknienia śródmiąższowego/zaniku kanalików (IF/TA). W porównaniu z tą ogniskową blizną zastępczą wywołaną przez kłębuszki, rozlane zwłóknienie niezależne od atrofii kanalików wydaje się być innym procesem patogennym.NerkaWydaje się, że zwłóknienie rozwija się w sposób specyficzny dla przedziału, ale to, czy zwłóknienie ogniskowe i rozlane ma wyraźne cechy związane z innymi zmianami kłębuszkowymi lub cewkowo-śródmiąższowymi, pozostaje niejasne. W niniejszym badaniu mieliśmy na celu analizę wzorców włóknienia nerek związanych ze zmianami nerkowymi, które bezpośrednio przyczyniają się do włóknienia nerek, aby rozwikłać wzorce włóknienia i objawy po uszkodzeniu różnych przedziałów nerkowych. Wzorynerkazwłóknienie analizowano w eksperymentalnych modelach PChN i różnych patologii nerek w korelacji z wynikami badań histopatologicznych i ultrastrukturalnych. Po wywołaniu izolowanego półksiężycowego kłębuszkowego zapalenia nerek (GN) w nefrotoksycznym surowiczym zapaleniu nerek (NTN), przewlekłe uszkodzenie kłębuszków powodowało głównie ogniskowe zwłóknienie sąsiadujące z zanikowymi kanalikami. Natomiast zastosowanie jednostronnej niedrożności moczowodu (UUO) jako modelu pierwotnego uszkodzenia przedziału cewkowo-śródmiąższowego ujawniło rozsiane zwłóknienie jako dominujący wzorzec zmian przewlekłych. Wreszcie, nefropatia indukowana kwasem foliowym (FAN) jako model pierwotnego uszkodzenia kanalików nerkowych z następczym zanikiem kanalików niezależnie od przewlekłego uszkodzenia kłębuszków w równym stopniu indukowała dominujący ogniskowy IF/TA. Analizując kilka patologii nerek, nasze dane sugerują również, że ogniskowe i rozlane zwłóknienie wydaje się przyczyniać jako zmiany przewlekłe w większości chorób nerek u ludzi, głównie obecne w przeciwciałach przeciw cytoplazmie neutrofili (ANCA) związanych z GN, toczniowym zapaleniu nerek i nefropatii IgA ( IgAN). Ogniskowa IF/TA korelowała z uszkodzeniem kłębuszków i nieodwracalnym uszkodzeniem nefronów, podczas gdy rozlane zwłóknienie w ANCA GN było wyraźnie związane z zapaleniem śródmiąższowym niezależnym od uszkodzenia kłębuszków i utraty nefronów. Analiza ultrastrukturalna ogniskowej IF/TA w porównaniu z rozlanym zwłóknieniem ujawniła różne składy macierzy, dodatkowo poparte różnymi sygnaturami kolagenu w zestawach danych transkryptomu. W odniesieniu do odległego wyniku nerkowego, jedynie zasięg ogniskowej IF/TA korelował z rozwojem schyłkowej fazychoroba nerek(ESKD) w ANCA GN. Natomiast rozproszonenerkazwłóknienie nie wiązało się z odległym wynikiem leczenia nerek. Podsumowując, przedstawiamy tutaj dowody na to, że centralny wzorzecnerkazwłóknienie wydaje się być związane z utratą nefronów i bliznowaceniem zastępczym. Natomiast rozproszony wzórnerkazwłóknienie wydaje się wynikać z pierwotnego zapalenia i urazu śródmiąższowego.

Słowa kluczowe:wzór zwłóknienia; zwłóknienie nerek; uszkodzenie nerek; zanik rurkowy; zapalenie; układowe zapalenie naczyń

CISTANCHE POPRAWI INFEKCJE NEREK/NEREK

Wstęp

Zwłóknienie nerek jest częstym objawem i cechą charakterystyczną wielu przewlekłych choróbchoroby nerek(CKD) prowadzące do etapu końcowegochoroba nerek(ESKD), niezależnie od etiologii leżącej u podstaw [1]. Ogólnie rzecz biorąc, zwłóknienie nerki (lub zwłóknienie cewkowo-śródmiąższowe) reprezentuje histomorfologię odkładania macierzy zewnątrzkomórkowej (ECM) we wszystkich stadiach PChN.Nerkazwłóknienie może mieć różne wzory morfologiczne, co sugeruje inne przyczyny patogenne [2]. Szerokie, widoczne makroskopowo blizny są następstwem ciężkiego uszkodzenia ogniskowego i całkowitego zniszczenia miąższu, odzwierciedlając odpowiedź na gojenie rany w następstwie zawału [3]. wnerkaPrzewlekłe uszkodzenie kłębuszków prowadzi do zaniku odpowiedniego kanalika, zwyrodnienia tego specyficznego nefronu i ostatecznie do zwłóknienia śródmiąższowego/zaniku kanalików (IF/TA) [4,5]. W porównaniu z tą ogniskową blizną zastępczą wywołaną przez kłębuszki, zwłóknienie niezależne od atrofii kanalików nerkowych (zwane dalej zwłóknieniem rozlanym) wydaje się być innym procesem patogenetycznym [6,7]. Atrofia kanalików jest definiowana jako utrata wyspecjalizowanego transportu i zdolności metabolicznej i zazwyczaj charakteryzuje się małymi kanalikami, komórkami nabłonka z bladą cytoplazmą lub rozszerzonymi bardzo cienkimi kanalikami. W przeciwieństwie do naszego rozumienia zwłóknienia jako tkanki bliznowatej reprezentującej niepełny proces naprawy nerek, rozlane zwłóknienie jest uważane za aktywny czynnik progresji PChN, co zasadniczo opiera się na obserwacji, że pogorszenie czynności nerek ściślej koreluje z zwłóknieniem cewkowo-śródmiąższowym niż z uszkodzeniem kłębuszków [8–11]. W oparciu o powyższe koncepcje,nerkazwłóknienie jest omawiane jako mechanizm niepełnegonerkanaprawczy lub aktywny udział w progresji PChN [12,13].NerkaWydaje się, że zwłóknienie rozwija się w sposób specyficzny dla przedziału, ale nie wiadomo, czy ogniskowe IF/TA lub rozlane zwłóknienie mają wyraźne cechy związane z innymi zmianami kłębuszkowymi lub cewkowo-śródmiąższowymi. W niniejszym badaniu mieliśmy na celu analizę wzorców włóknienia nerek związanych z wyżej wymienionymi zmianami nerkowymi (np. zmiany kłębuszkowe, kanalikowe i śródmiąższowe), które bezpośrednio przyczyniają się do włóknienia nerek.

Materiały i metody

2.1. ZwierzątWszystkie eksperymentalne badania na zwierzętach przeprowadzono za zgodą Institutional Animal Care and Use Committee of the Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) oraz University Medical Center Göttingen zgodnie z wytycznymi ARRIVE [14]. Protokoły eksperymentalne są wyszczególnione poniżej. Wielkość próbki n=5 myszy w każdej grupie nie była formalnie mocna ani z góry określona. 2.2. Nefrotoksyczne surowicze zapalenie nerek (NTN) Każdą mysz wstępnie immunizowano 200 µg owczej IgG (Capralogics, Gilbertville, IA, USA) w 200 µl kompletnego adiuwantu Freunda (Sigma, St. Louis, MO, USA) wstrzykiwano dożylnie 40 µl surowica nefrotoksyczna w 5, 6 i 7 dniu po wstępnej immunizacji. Eksperymenty zakończono 63 dni po immunizacji [15,16]. 2.3. Jednostronna niedrożność moczowodu (UUO) Myszy C57BL/6 w wieku ośmiu do dwunastu tygodni znieczulono inhalacją izofluranu i przeprowadzono znieczulenie przez podskórne wstrzyknięcie buprenorfiny. Moczowód oddzielono od otaczających tkanek, a dwa podwiązania umieszczono w odległości około 5 mm w górnych dwóch trzecich moczowodu lewej nerki w celu uzyskania niezawodnej niedrożności. Eksperymenty zakończono dziesięć dni po podwiązaniu moczowodu, jak opisano wcześniej [17].

CISTANCHE POPRAWI CHOROBY NEREK/NEREK

2.4. Nefropatia indukowana kwasem foliowym (FAN)Uszkodzenie nerek wywołano pojedynczym dootrzewnowym wstrzyknięciem kwasu foliowego (250 mg/kg masy ciała w PBS) u myszy CD1. Eksperymenty zakończono 96 dni po wstrzyknięciu.

2.5. Badana populacja Łączna liczba 112 przypadków różnych patologii nerek, w tym ostrego śródmiąższowego zapalenia nerek (AIN), kłębuszkowego zapalenia nerek związanego z przeciwciałami przeciw cytoplazmie neutrofili (ANCA GN), błoniastego GN, toczniowego zapalenia nerek, nefropatii nadciśnieniowej, nefropatii IgA (segment ogniskowej) stwardnienie kłębuszków nerkowych (FSGS) i cukrzycowechoroba nerek(DKD) zostały uwzględnione. Chociaż nie była wymagana formalna zgoda na wykorzystanie rutynowych danych klinicznych, komisja etyki Uniwersyteckiego Centrum Medycznego w Getyndze wydała pozytywną opinię (nr 22/2/14 i 28/9/17). Ponadto wszyscy pacjenci wyrazili zgodę na zbieranie danych w ramach swojej regularnej opieki medycznej. 2.6. Definicje Szacowany współczynnik filtracji kłębuszkowej (GFR) obliczono za pomocąChoroba nerekRównanie współpracy epidemiologicznej (CKD-EPI) [18]. W przypadku ANCA GN, Birmingham Vasculitis Activity Score (BVAS) wersja 3 została obliczona zgodnie z wcześniejszym opisem [19]. BVAS ocenia się w skali od 0 do 63, gdzie 0 wskazuje na brak aktywności choroby, a wyższe wyniki wskazują na aktywną chorobę. 2.7. Nerki Masson's Trichrome Stain Utrwalone formaliną, zatopione w parafinie pocięto na skrawki o grubości 3 µm i przeprowadzono barwienie w BIDMC Histopatology Core i University Medical Center w Getyndze. 2.8. Histopatologia nerek Patolodzy nerek (LS, SH i PS) oceniali wszystkie biopsje i byli ślepi na gromadzenie i analizę danych klinicznych. Analogicznie do systemu punktacji Banff, odsetek obszarów korowych objętych całkowitymnerkaZwłóknienie i ogniskowe zwłóknienie śródmiąższowe w obszarze atrofii kanalików (IF/TA) oceniano w całej próbce. Zwłóknienie rozlane niezwiązane z atrofią kanalików obliczono przez odjęcie [20]. Ponadto każdy kłębuszki oceniano oddzielnie pod kątem obecności martwicy, półksiężyców i stwardnienia ogólnego. W konsekwencji odsetek kłębuszków wykazujących którąkolwiek z tych cech obliczono jako ułamek całkowitej liczby kłębuszków w każdej biopsji nerki. W oparciu o te wyniki, podgrupy histopatologiczne według Berdena i in. (klasa ogniskowa, półksiężycowa, mieszana lub sklerotyczna) oraz ARRS według Brix et al. (niskie, średnie lub wysokie ryzyko) [21,22].

2.9. Terapia indukcyjna remisjiGlikokortykosteroidy (GC) podawano jako dożylną terapię pulsacyjną lub doustnie w schemacie zmniejszania dawki. Wymianę osocza (PEX) podawano w okresie indukcji według uznania lekarzy prowadzących. Rytuksymab (RTX) podawano w czterech dożylnych dawkach 375 mg/m2 co tydzień; RTX nie był podawany w ciągu 48 godzin przed leczeniem PEX. Cyklofosfamid (CYC) podawano w trzech dawkach dożylnych do 15 mg/kg co dwa tygodnie, a następnie co trzy tygodnie, dostosowanych do wieku i funkcji nerek. Terapię skojarzoną podawano w czterech dawkach dożylnych po 375 mg/m2 RTX co tydzień i dwóch dawkach dożylnych po 15 mg/kg CYC co dwa tygodnie. Według uznania lekarza prowadzącego terapia indukująca remisję zależała od wcześniejszych schematów i indywidualnych czynników pacjenta. RTX był preferowany u młodszych pacjentów, przy czym głównym powodem tego wyboru była toksyczność [23]. Profilaktykę w celu zapobiegania zakażeniu Pneumocystis jiroveci stosowano zgodnie z lokalną praktyką.

CISTANCHE POPRAWI NIEWYDOLNOŚĆ NEREK/NEREK

2.10. Analizy publicznie dostępnych zbiorów danych macierzowychPublicznie dostępne zbiory danych zostały przeanalizowane zgodnie z ogólnymi zaleceniami [24]. Dane z macierzy ludzkich transkryptomów przedstawiono jako log2 mediany intensywności wyśrodkowanych z bazy danych Nephroseq, w tym z Europejskiego Biobanku cDNA nerek (ERCB) od 170 pacjentów z CKD i 31 zdrowych, żyjących dawców (numer dostępu GSE69438) [25].

2.11. Metody statystyczneZmienne testowano pod kątem rozkładu normalnego za pomocą testu Shapiro–Wilka. Zmienne ciągłe o nierozkładzie normalnym są wyrażane jako mediana i rozstęp międzykwartylowy (IQR), zmienne kategoryczne są przedstawiane jako częstotliwość i odsetek. Porównania statystyczne nie były formalnie uzasadnione ani z góry określone. Do porównania międzygrupowego zastosowano test Kruskala–Wallisa. Do porównań grupowych zastosowano test U Manna–Whitneya w celu określenia różnic w medianach. Porównania nieparametryczne między grupami przeprowadzono za pomocą testu chi-kwadrat Pearsona. Korelacje analizowano za pomocą współczynnika korelacji rang Spearmana (ρ Spearmana), a analizy danych przeprowadzono za pomocą programu GraphPad Prism (wersja 8.4.3 dla macOS, oprogramowanie GraphPad, San Diego, CA, USA).

3. Wyniki

3.1. Uraz odrębnych przedziałów nerkowych powoduje różne typy zwłóknienia nerekAby wyjaśnić potencjalne mechanizmy leżące u podstaw choroby w rozwoju ogniskowego IF/TA i rozlanego zwłóknienia w wyniku uszkodzenia kłębuszków lub kanalików nerkowych, najpierw poddaliśmy myszom eksperymentalne modele pierwotnego uszkodzenia kłębuszków prowadzącego do stwardnienia kłębuszków wywołanego przez nefrotoksyczne surowicze zapalenie nerek (NTN). , rozlane uszkodzenie kanalików śródmiąższowych z powodu niewydolności pozanerkowej ze zmianami hemodynamicznymi i metabolicznymi nerek spowodowanymi jednostronną niedrożnością moczowodu (UUO) oraz specyficzny model uszkodzenia kanalików prowadzący do atrofii kanalików przez nefropatię wywołaną kwasem foliowym (FAN, ryc. 1A) [26–28 ]. Nerki w tych eksperymentalnych modelachuszkodzenie nerekzostały ocenione za pomocą barwienia trichromem Massona, ujawniając, że przewlekłe uszkodzenie kłębuszków w NTN skutkowało głównie ogniskowym IF/TA przylegającym do zanikowych kanalików (ryc. 1B, C i tabela 1). Natomiast zastosowanie UUO jako modelu pierwotnego uszkodzenia przedziału cewkowo-śródmiąższowego z towarzyszącymi zmianami zapalnymi ujawniło rozsiane zwłóknienie jako wiodący wzorzec zmian przewlekłych (ryc. 1B, C i tabela 1). Co ciekawe, FAN jako model pierwotnego uszkodzenia kanalików z następczym zanikiem kanalików niezależnie od przewlekłego uszkodzenia kłębuszków w równym stopniu indukował dominujący ogniskowy IF/TA (ryc. 1B, C i tabela 1), podkreślając tym samym rolę uszkodzenia kanalików i atrofii kanalików w rozwoju tego ogniskowego wzorca zwłóknienia.

3.2. Dystrybucja ogniskowej IF/TA i rozlanego zwłóknienia w patologiach człowiekaAby zweryfikować, czy odmienne wzorce zwłóknienia nerek są ogólnymi mechanizmami progresji choroby w odpowiedzi na przewlekłe uszkodzenie i obserwowane w patologiach nerek, przeanalizowaliśmy następnie występowanie i rozmieszczenie ogniskowych IF/TA i rozlanego zwłóknienia u różnych innych ludzichoroby nerek.W łącznej liczbie 67 biopsji nerek z różnymi patologiami nerek, w tym zapaleniem kłębuszków nerkowych związanych z cytoplazmatycznym przeciwciałem przeciw neutrofilom (ANCA GN), ostrym śródmiąższowym zapaleniem nerek (AIN), błoniastym GN, toczniowym zapaleniem nerek, nefropatią nadciśnieniową, nefropatia IgA (segment ogniskowy), stwardnienie kłębuszków nerkowych (FSGS) i cukrzycachoroba nerek(DKD), ogniskowe IF/TA i rozlane zwłóknienie mogą być obserwowane w różnym stopniu (ryc. 2A-C i tabela 2). Co ciekawe, rozlane zwłóknienie było głównie obecne w przypadkach ANCA GN, toczniowego zapalenia nerek i IgAN jakochoroby nerekz kłębuszkowym i śródmiąższowym uszkodzeniem (ryc. 2C). Odkrycia te sugerują, że w różnych patologiach nerek, w tym ANCA GN, występują różne wzorce zwłóknienia nerek, oraz że ANCA GN może służyć jako choroba modelowa do badania mechanizmów zapalnych i zwyrodnieniowych uszkodzeń różnych przedziałów nerkowych [29].

3.3. Ogniskowa IF/TA i rozlane zwłóknienie wskazują na uszkodzenie odrębnych przedziałów nerkowych w ANCA GNPonieważ odkryliśmy, że w różnych patologiach nerek występują różne wzorce włóknienia nerek, w tym ANCA GN jako choroba nerek z kłębuszkowym i zapalnym uszkodzeniem śródmiąższowym z równym rozkładem ogniskowej IF/TA i rozlanym zwłóknieniem, przeanalizowaliśmy różne wzorce włóknienia nerki w połączeniu z wynikami klinicznymi, laboratoryjnymi i histopatologicznymi w łącznej liczbie 49 biopsji nerki z potwierdzonym ANCA GN (tab. 3) [30–36]. Stopień całkowitego zwłóknienia korelował z poważnym pogorszeniem funkcji nerek, co było odzwierciedlone przez wzrost stężenia kreatyniny w surowicy i utratę współczynnika filtracji kłębuszkowej (GFR, Figura 3B). Dzięki systematycznej ocenie ANCA GN całkowite zwłóknienie korelowało ze zmniejszoną frakcją normalnych kłębuszków przypisywanych przyspieszonym półksiężycom i globalnemu stwardnieniu kłębuszków (ryc. 3C). Wśród zmian zapalnych całkowite zwłóknienie korelowało z całkowitym stanem zapalnym w ANCA GN, co nie zostało wyraźnie przypisane do zapalenia śródmiąższowego poza obszarami IF/TA lub zapalenia w obszarach zwłóknienia śródmiąższowego i atrofii kanalików (i-IF/TA, Ryc. 3C). Następnie wypreparowaliśmy zwłóknienie nerki na ogniskowe IF/TA i rozlane zwłóknienie otaczające nienaruszone kanaliki bez wyraźnych oznak atrofii kanalików do oddzielnej analizy (ryc. 3D). Co ciekawe, nie zaobserwowaliśmy bezpośredniej korelacji między ogniskowym IF/TA a rozlanym zwłóknieniem (ryc. 3E), co wskazuje na odrębną charakterystykę każdej zmiany w ANCA GN. Jak wcześniej zaobserwowaliśmy dla całkowitego zwłóknienia, IF/TA koreluje ze zmniejszoną frakcją prawidłowych kłębuszków, głównie przypisywaną globalnemu stwardnieniu kłębuszków (ryc. 3E), potwierdzając ustalony mechanizm, że przewlekłe uszkodzenie kłębuszków prowadzi do zwyrodnienia odpowiednich kanalików z atrofią kanalików i ogniskowe blizny włókniste [4]. W przeciwieństwie do tego, rozlane zwłóknienie nie korelowało z przewlekłym uszkodzeniem kłębuszków, ale z kłębuszkami w kształcie półksiężyca (ryc. 3E), co sugeruje, że rozlane zwłóknienie (niezwiązane z atrofią kanalików) leży u podstaw jeszcze nieznanych mechanizmów, które są niezależne od przewlekłego uszkodzenia kłębuszków i utraty nefronów. Systematyczna ocena stanu zapalnego nerek wykazała, że ​​rozlane zwłóknienie było specyficznie związane ze stanem zapalnym śródmiąższowym w obszarach bez zwłóknienia (ryc. 3E), podczas gdy ogniskowe IF/TA korelowało z całkowitym zapaleniem korowym, które nie było specyficznie przypisane zapaleniu śródmiąższowemu lub i-IF/TA ( Rysunek 3E). Warto zauważyć, że obie zmiany korelowały z cięższym pogorszeniem funkcji nerek (ryc. 3F), co dodatkowo potwierdza obserwację, że każda zmiana jest istotnym czynnikiem przyczyniającym się do uszkodzenia nerek i wyniku.

Rycina 3. Ogniskowa IF/TA i rozlane zwłóknienie wskazują na uszkodzenie odrębnych kompartmentów nerkowych w ANCA GN. (A) Reprezentatywne zdjęcie mikroskopowe wycinka nerki barwionego trichromem Massona w ANCA GN (podziałka skali: 200 µm). (B) Związek między całkowitym zwłóknieniem nerki a wynikami klinicznymi i laboratoryjnymi w ANCA GN przedstawiono za pomocą mapy cieplnej odzwierciedlającej średnie wartości ρ Spearmana, gwiazdki wskazują p < 0.="" 05.="" (c)="" związek="" między="" całkowitym="" zwłóknieniem="" nerki,="" kłębuszkami="" i="" stanami="" zapalnymi="" w="" anca="" gn="" pokazano="" na="" mapie="" cieplnej="" odzwierciedlającej="" średnie="" wartości="" ρ="" spearmana,="" gwiazdki="" wskazują="" p="">< 0,05.="" (d)="" przedstawiono="" reprezentatywne="" mikrofotografie="" wycinka="" nerki="" barwionego="" trichromem="" massona="" w="" anca="" gn="" z="" ogniskowym="" if/ta="" (górny="" panel)="" i="" rozlanym="" zwłóknieniem="" (dolny="" panel)="" (odcinki="" skali:="" 40="" µm).="" (e)="" związek="" między="" ogniskowym="" if/ta="" a="" rozlanym="" zwłóknieniem="" z="" objawami="" kłębuszkowymi="" i="" zapalnymi="" ilustruje="" mapa="" cieplna="" odzwierciedlająca="" średnie="" wartości="" ρ="" spearmana,="" gwiazdki="" wskazują="" p="">< 0,05.="" (f)="" związek="" między="" ogniskowym="" if/ta="" a="" rozlanym="" zwłóknieniem="" z="" objawami="" klinicznymi="" i="" laboratoryjnymi="" w="" anca="" gn="" jest="" przedstawiony="" za="" pomocą="" mapy="" cieplnej="" odzwierciedlającej="" średnie="" wartości="" ρ="" spearmana,="" gwiazdki="" wskazują="" p="">< 0,05.="" skróty:="" anca="" gn="" –="" zapalenie="" kłębuszków="" nerkowych="" z="" przeciwciał="" przeciw="" cytoplazmie="" cytoplazmatycznym;="" bvas="" —="" wskaźnik="" aktywności="" zapalenia="" naczyń="" w="" birmingham;="" crp—c="" reaktywne="" białko;="" gfr="" —="" współczynnik="" filtracji="" kłębuszkowej;="" if/ta="" —="" zwłóknienie="" śródmiąższowe/zanik="" kanalików;="" iqr="" —="" rozstęp="" międzykwartylowy;="" mpo="" —="" mieloperoksydaza;="" acr="" —="" stosunek="" albuminy="" do="" kreatyniny="" w="" moczu;="" upcr="" —="" stosunek="" białka="" w="" moczu="" do="">

3.4. Analiza ogniskowej IF/TA w porównaniu z rozlanym zwłóknieniem ujawnia odrębne składy matrycNastępnie bardziej szczegółowo przeanalizowaliśmy cechy morfologiczne ogniskowego IF/TA i rozlanego zwłóknienia w ANCA GN. Skrawki półcienkie ujawniły, że ogniskowa IF/TA otaczająca zanikowe kanaliki była bardziej zagęszczona niż luźno ułożona tkanka włóknista otaczająca zachowane nienaruszone kanaliki (Figura 4A). Transmisyjna mikroskopia elektronowa (TEM) wyjaśniła wiązki kolagenu osadzone w gęsto upakowanej macierzy zrębu (Figura 4B). W przeciwieństwie do tego, ultrastrukturalna analiza rozlanego zwłóknienia wykazała prawie nienaruszone kanaliki otoczone poszerzonym wnętrzem obrzęku z ogniskowymi wiązkami kolagenowymi, ukazując niekompletny rodzaj tkanki włóknistej (ryc. 4B). Obserwacje te wskazywały, że ogniskowe IF/TA i rozlane zwłóknienie nerek mogą różnić się składem i organizacją macierzy zewnątrzkomórkowej.

3.5. Transkryptom cewkowo-śródmiąższowy w połączeniu z atrofią kanalikową ujawnia wyraźne sygnatury kolagenowe w zwłóknieniu nerekNastępnie przeanalizowaliśmy skład ECM odzwierciedlony przez sygnatury kolagenu w zestawach danych transkryptomu z mikropreparowanych przedziałów kanalikowo-śródmiąższowych u 170 pacjentów z CKD i 31 zdrowych, żywych dawców (baza danych Nephroseq) pod kątem powiązania z ustalonymi markerami atrofii kanalików, w tym cytokeratyną-7 (kodowaną przez KRT7), -18 (KRT18) i -19 (KRT19) [25,37]. W przedziałach cewkowo-śródmiąższowych z wysoką ekspresją markerów uszkodzenia kanalików dochodziło do ekspresji głównie kolagenów COL1A1, COL1A2, COL3A1, COL4A1, COL4A2, COL5A2, COL6A3, COL16A1 i COL18A1 (ryc. 5). Natomiast odwrotną korelację zaobserwowano dla COL2A1, COL5A3, COL6A1, COL8A2, COL11A1, COL11A2, COL17A1 i COL19A1 (Rysunek 5). Wyniki te sugerują, że zwłóknienie nerek może mieć wyraźne sygnatury kolagenu w markerach uszkodzenia kanalików.

3.6. Ogniskowe IF/TA wiąże się z gorszymi długoterminowymi wynikami w ANCA GNAby uzyskać wgląd w to, czy różne wzorce zwłóknienia nerek są powiązane z odległymi wynikami leczenia nerek, porównaliśmy następnie całkowite, ogniskowe IF/TA i rozsiane zwłóknienie nerek w ANCA GN z rozwojem ESKD. Całkowite zwłóknienie nerek w ANCA GN korelowało z gorszymi odległymi wynikami leczenia nerek (tab. 4). Co ciekawe, tylko rozległość ogniskowego zwłóknienia nerki korelowała z rokowaniem nerkowym (tab. 4). W przeciwieństwie do tego, rozlane zwłóknienie nerek nie wiązało się z odległymi wynikami leczenia nerek (Tabela 4), co oznacza, że ​​różne wzorce zwłóknienia mogą również wpływać na progresję choroby i potencjalną odpowiedź na leczenie.

Dyskusja

Dotychczas rozwój zwłóknienia nerki można podzielić na dwie koncepcje: z jednej strony literatura dostarcza solidnych dowodów na to, że zwłóknienie nerki jest prostą konsekwencją nieodwracalnego uszkodzenia nefronu spowodowanego przewlekłym uszkodzeniem kłębuszków lub kanalików w atrofii kanalików i ogniskowego zwłóknienia śródmiąższowego otaczającego uszkodzone nefrony [12,13]. Tak więc ogniskowy IF/TA związany z atrofią kanalików przyczynia się do naprawy nerek, służąc jako tkanka bliznowata, zastępując w ten sposób utracone nefrony [12]. Z drugiej strony, zwłóknienie nerek może być postrzegane jako aktywny, postępujący i niszczący proces przebudowy tkanki śródmiąższowej nerek. W procesie tym fibroblasty bezpośrednio przyczyniają się do uszkodzenia nabłonka, co sugeruje prawdziwy śródmiąższowy mechanizm progresji PChN [13]. Według naszej wiedzy jest to pierwsze badanie, które systematycznie dzieli zwłóknienie nerki na dwie odrębne i niezależne manifestacje z ogniskowymi lub rozlanymi wzorcami histomorfologicznymi, wyjaśniając w ten sposób dwa różne patogenne szlaki tych zmian. Aby dostarczyć nowych informacji na temat zwłóknienia nerek, rozwoju i losu zwłóknienia nerek, zbadaliśmy trzy różne modele mysie ze znanymi jednostkami zwłóknienia nerek, aby rozwikłać wzorce zwłóknienia i objawy po uszkodzeniu różnych przedziałów nerkowych. Indukcja izolowanego półksiężycowatego GN w NTN i przewlekłe uszkodzenie kłębuszków skutkowały głównie ogniskowym zwłóknieniem sąsiadującym z zanikowymi kanalikami [26]. Obserwacje te potwierdzają koncepcję nieodwracalnego uszkodzenia nefronów, które skutkuje ogniskowym IF/TA wokół uszkodzonych nefronów [12,13]. Natomiast zastosowanie UUO jako modelu pierwotnego uszkodzenia przedziału cewkowo-śródmiąższowego z towarzyszącymi zmianami zapalnymi ujawniło rozsiane zwłóknienie jako wiodący wzorzec zmian przewlekłych [27]. Zwłóknienie nerek u myszy UUO charakteryzowało się delikatnymi włóknami kolagenowymi otaczającymi prawie nienaruszone kanaliki.

Co ciekawe, śródmiąższowe myszy UUO wykazywały nie tylko rozlane zwłóknienie, ale także liczne komórki zapalne. Ponieważ zapalenie jest odpowiedzią na uraz, ważne jest omówienie, czy zapalenie śródmiąższowe wynika z bezpośredniego uszkodzenia przedziału śródmiąższowego niezależnego od sąsiedniego nefronu. W konsekwencji rozlane zwłóknienie jest wynikiem izolowanego śródmiąższowego zapalenia nerek bez pierwotnego uszkodzenia miąższu nabłonka nerki, które może wystąpić w późniejszych stadiach progresji choroby jako cewkowo-śródmiąższowe zapalenie nerek i prawdopodobnie prowadzi do zaniku nefronów. Przekrwienie moczu w obrębie nabłonka kanalików jest głównym winowajcą w modelu UUO, prowadzącym do rozlanego zwłóknienia, zmian hemodynamicznych nerek i metabolicznych [27]. Ponieważ każde przekrwienie miąższu prowadzi do obrzęku otaczającej tkanki śródmiąższowej, rozlane uszkodzenie tkanki śródmiąższowej nerek może wyjaśniać rozległość stanu zapalnego i rozlanego zwłóknienia u myszy UUO. Wreszcie FAN jako model pierwotnego uszkodzenia kanalików z następczym zanikiem kanalików niezależnie od przewlekłego uszkodzenia kłębuszków w równym stopniu indukował dominujący ogniskowy IF/TA, tym samym podkreślając rolę uszkodzenia kanalików i atrofii kanalików w rozwoju ogniskowej IF/TA [28]. W tym modelu wiele sąsiednich nefronów wydaje się być uszkodzonych przez bezpośrednią toksyczność kanalikową, prowadzącą do rozszerzonej atrofii kanalikowej bez uszkodzenia kłębuszków nerkowych.

Po przeanalizowaniu kilku patologii nerek nasze dane sugerują również, że ogniskowe IF/TA i rozlane zwłóknienie wydają się przyczyniać się do przewlekłych zmian w większości chorób nerek u ludzi. Ogniskowa IF/TA i rozlane zwłóknienie występują głównie w ANCA GN i podkreślają postulowany mechanizm bezpośredniego uszkodzenia śródmiąższowego jako przyczyny rozlanego zwłóknienia. W ANCA GN jako choroba nerek z uszkodzeniem kłębuszków (tworzenie półksiężyca, stwardnienie kłębuszków i utrata nefronów) i uszkodzenie śródmiąższowe (z powodu stanu zapalnego), przedstawiamy tutaj dowody, że zwłóknienie cewkowo-śródmiąższowe jest albo związane z uszkodzeniem nefronów (zależne lub niezależne od bliznowacenia kłębuszków). lub pierwotne uszkodzenie śródmiąższowe (prowadzące do rozlanej włóknistej przebudowy śródmiąższowej) [22,38–41]. Co więcej, nasze dane pokazują, że ogniskowa IF/TA w ANCA GN koreluje z globalnym stwardnieniem kłębuszków, co prowadzi do stwardnienia kłębuszkowego i utraty nefronów [26]. Tutaj moglibyśmy również ujawnić, że ogniskowa blizna nerkowa reprezentuje centralny wzór zwłóknienia nerek, potwierdzając dużą ilość literatury opisującej, że przewlekłe uszkodzenie kłębuszków prowadzi do zwyrodnienia odpowiedniego kanalika z atrofią kanalików, utraty tego specyficznego nefronu i niepełnej naprawy nerek przez ogniskową bliznę zastępczą [12]. Zatem nasze dane potwierdzają, że ogniskowa IF/TA jest związana z nieodwracalnym uszkodzeniem nefronów, zależnym lub niezależnym od uszkodzenia kłębuszków nerkowych. Ogniskowe wzorce IF/TA w ludzkich biopsjach wydają się mieć podobne pochodzenie, odzwierciedlające naprawę nerek. W przeciwieństwie do tego, rozlane zwłóknienie w ANCA GN było szczególnie związane z zapaleniem śródmiąższowym. Skrawki półcienkie ujawniły tkankę włóknistą z luźno ułożonymi włóknami kolagenowymi otaczającymi prawie całkowicie nienaruszone kanaliki bez oznak prawdziwej atrofii. Warto zauważyć, że analiza TEM wykazała bardzo rzadko ułożone wiązki kolagenu w bardzo luźno zorganizowanym śródmiąższu, co sugeruje obrzękowe zmiany śródmiąższowe. Ponieważ ANCA GN jest zapaleniem naczyń wpływającym na małe naczynia, zapalenie śródmiąższowe i rozlane zwłóknienie można wyjaśnić śródmiąższowym zapaleniem naczyń z towarzyszącym przeciekiem włośniczkowym; tym samym obrzęk i zapalenie śródmiąższowe nasilają rozlane zwłóknienie śródmiąższowe [42].

CISTANCHE POPRAWI DIALIZACJĘ NEREK/NEREK

Zestawy danych transkryptomu z mikropreparowanych przedziałów cewkowo-śródmiąższowych ujawniły wyraźne sygnatury kolagenu związane z ogniskowym IF/TA związanym z atrofią kanalików i rozlanym zwłóknieniem nie związanym z atrofią kanalików, co sugeruje, że ogniskowe IF/TA i rozlane zwłóknienie nerek mogą różnić się składem ECM. Kolagen jest głównym białkiem włóknistym występującym powszechnie w macierzy pozakomórkowej. Kolageny stanowią podstawowy element strukturalny ECM i zapewniają wytrzymałość na rozciąganie, regulują adhezję komórek, wspomagają chemotaksję i migrację oraz kierują rozwojem tkanek [43]. Do tej pory opisano 28 rodzajów kolagenu. Główne typy kolagenu występujące w tkankach łącznych to typy I, II, III, V i XI. W wyciętych mikrokompartmentach kanalikowo-śródmiąższowych ogniskowe zwłóknienie związane z markerami atrofii kanalików zawierało głównie kolagen typu I, III, IV i V. Natomiast zidentyfikowaliśmy odwrotną korelację z kolagenem typu II i XI, co sugeruje, że ogniskowe IF/TA i rozlana nerka zwłóknienie może różnić się odrębnymi sygnaturami kolagenu. Na koniec pokazujemy, że całkowite zwłóknienie nerek w ANCA GN korelowało z gorszymi odległymi wynikami leczenia nerek, jak opisano wcześniej [22]. Co ciekawe, tylko rozległość ogniskowego zwłóknienia nerki korelowała ze stanem nerek. W przeciwieństwie do tego, rozlane zwłóknienie nerki nie wiązało się z odległym wynikiem leczenia nerkowego. Obserwacje te sugerują, że różne wzorce zwłóknienia mogą również wpływać na progresję choroby i potencjalną odpowiedź na leczenie.

Podsumowując, przedstawiamy tutaj dowody na to, że większość zwłóknień nerek wydaje się być związana z utratą nefronu i bliznowaceniem zastępczym, co stanowi niepełną naprawę tkanki. W przeciwieństwie do tego, rozlane zwłóknienie wydaje się być wynikiem pierwotnego zapalenia i uszkodzenia śródmiąższowego bez uszkodzenia przedziału nabłonkowego nerki. Co ciekawe, oba wzorce zwłóknienia korelowały z cięższym pogorszeniem funkcji nerek, co oznacza, że ​​każda śródmiąższowa zmiana zwłóknieniowa ma istotny wpływ na wynik. Jednocześnie koncepcja utraty funkcjonalnego miąższu prowadzącego do ogniskowego zwłóknienia zastępczego i rozlanego zwłóknienia leżących u podstaw alternatywnych mechanizmów nie została jeszcze systematycznie opisana w nerkach. Takie mechanizmy zostały jednak zgłoszone w przypadku zwłóknienia serca. Fifibroza zastępcza (scar fifibrosis) ma charakter ogniskowy i występuje po martwicy kardiomiocytów, np. po zawale mięśnia sercowego, i jest uważana za nieodwracalną, aby zapobiec pęknięciu mięśnia sercowego po zawale [44]. Z drugiej strony, rozlane włóknienie jest związane z rozlanym rozprzestrzenieniem się kolagenu pozakomórkowego bez martwicy kardiomiocytów i uważa się, że jest ono w zasadzie odwracalne [45–48].

Główne ograniczenia naszego badania to ograniczona liczba biopsji nerek w niektórych patologiach nerek, jego retrospektywny projekt oraz ograniczona możliwość przenoszenia eksperymentalnych modeli uszkodzenia nerek na ludzi. Niemniej jednak nasze główne odkrycie, że ogniskowe IF/TA i rozlane zwłóknienie są niezależnymi wzorcami zwłóknienia nerek w ANCA GN (i innych przewlekłych chorobach nerek) sugeruje, że każda zmiana ma odrębne cechy i prawdopodobnie mechanizmy w ANCA GN. Ponadto obserwacje te dodatkowo poszerzają naszą obecną wiedzę na temat współzależności między stanem zapalnym, uszkodzeniem nerek i zwłóknieniem nerek, przyczyniając się do dokładniejszego zrozumienia odpowiedzi zapalnych i potencjalnych nowych strategii terapeutycznych modulujących różne objawy zwłóknienia nerek

Wnioski

Podsumowując, przedstawiamy tutaj dowody na to, że ogniskowy wzór zwłóknienia nerek wydaje się być związany z utratą nefronu i bliznowaceniem zastępczym. W przeciwieństwie do tego, rozproszony wzór zwłóknienia nerek wydaje się wynikać z pierwotnego zapalenia i urazu śródmiąższowego