肾脏常驻巨噬细胞有不同的亚种群和占领不同的微环境

巨噬细胞是免疫细胞吞噬和消化病原体,癌症细胞或细胞碎片。身上有肾脏的kidneys-like其他组织常驻巨噬细胞,或KRMs,从出生的时间。这些KRMs防止肾脏感染或损伤和帮助维持组织健康碎片或垂死的肾脏细胞的吞噬作用。

在其他器官,巨噬细胞的位置影响其功能。现在詹姆斯·乔治博士和他的同事们在伯明翰阿拉巴马大学(UAB)报告第一次鼠标肾脏包含七个不同KRM位于空间离散的微环境,人口,每个族群都有一个独特的转录组signature-a衡量基因被激活,这说明不同的功能。

UAB研究,发表在《华尔街日报》江森自控的洞察力的空间转录组,是一个应用程序自然方法被誉为2020年的方法。

肾脏中的“分层KRMs进入特定区域是未知的,”乔治说。”的空间位置巨噬细胞影响它们的功能在其他组织,如肺、脾和肝、免疫学和形状他们回应的挑战。尽管许多疾病认识联系KRMs和针对的人群拥有伟大的治疗前景,成功设计和实施这些策略是有限的,我们目前的理解KRM监管和应对损伤作为时间的函数。”

乔治,共同通讯作者Anupam Agarwal,医学博士,和UAB colleagues traced these KRMs in normal kidneys, and in kidneys after experimental injury caused by restricting the blood flow for 19 minutes. Such急性肾损伤会导致慢性肾脏疾病,所以知识的改变KRM受伤后亚种群的一个重要组成部分KRM atlas老鼠肾脏。这样的阿特拉斯将成为未来研究的参考点的角色常驻巨噬细胞系统在正常和受伤的肾脏。

受伤的肾脏进行12小时和一个,六个,损伤后28天。

“侮辱后,我们跟踪的亚种群出现重新安置在整个组织,建议由这些细胞,以应对可能的运动损伤,”乔治说。巨噬细胞有能力移动,类似于阿米巴原虫。

巨噬细胞在损伤后28天,三个亚种群主要回到他们的地点被发现在受伤之前,但四个亚种群仍然分散在整个肾脏。“因此,”乔治说,“我们的数据支持long-hypothesized急性肾损伤后免疫系统的失调,可能是一个主要因素为慢性肾脏疾病风险增加急性肾损伤后事件”。

人类已经超过100万年每个肾单位的两个肾脏。肾元是很小,肾脏的功能部件,消除血液中的液体,然后返回大部分液体回的血液,同时保留浪费尿液流经输尿管膀胱。不同的部分肾元执行不同的功能,研究人员发现,不同的巨噬细胞数量与肾单位的不同部分有关。

58304年的研究始于RNA单细胞测序KRMs隔绝整个老鼠肾脏。通过分析3000年变量的基因,他们找到了七个主要不同的亚种群,具有独特的转录组signatures-the信使rna转录从活跃的基因。

集群的差异表达基因在六表示至少有一个特定的功能。例如,乔治说,“最重要的基因本体术语集群1、3和6参与了抗菌、抗病毒和抗真菌的反应。集群包含两项相关反应铁、吞噬作用和伤口愈合,建议参与自我平衡的功能。集群0和4映射到一些术语,但是分析包含引用肿瘤坏死因子和细胞凋亡。”

“这些不同基因本体映射显示每个集群执行不同的转录程序,可以是一个函数的每个集群所在位置。”

集群的位置被发现把一个肾脏的薄片Visium空间基因表达显微镜幻灯片是四分之一英寸广场。Visium系统技术允许研究人员定位在肾脏解剖每个分组人口居住基于他们的转录组签名。

的两个集群在正常肾脏位于皮层,肾脏的外部区域。四人在髓质,皮层,下面的面积和一个乳头,或肾脏的中部地区。位置的重要性的一个例子是协调定位三个subclusters保护肾脏感染。“集群的转录组和位置1、3和6描述战略从输尿管免疫屏障,最常见的肾脏感染的起源,”乔治说。

重要的是,KRM转录组在阿特拉斯后28天伤害与许多KRM亚种群不再表达他们的原始资料和现有的在新的地方持续改变。“鉴于转录和空间分布的持续混乱以外的急性损伤,KRMs可能影响过渡到慢性肾脏疾病,”乔治说。“一个急性肾损伤事件大大增加了开发的风险慢性肾脏疾病过渡,虽然背后的机制尚不清楚。”

UAB的乔治是外科学系教授,和阿加瓦尔是医学系的教授肾脏病学会分工。Co-first研究的作者马修·d·张和爱丽丝n . Erman UAB外科学系。