Alterazioni nella traduzione delle proteine ​​e processi catabolici degli acidi carbossilici nella malattia renale diabetica Ⅱ

3. Risultati

3.1. Soggetti umani

Tessuto renalecampioni provenienti da 18 soggetti con DKD e 9 soggetti di riferimento senzaDKDsono stati acquisiti e studiati (Tabella 1). L'età media all'acquisizione del tessuto era di 55,0 anni nei soggetti con DKD e 50,0 nei soggetti sottoposti a nefrectomia di riferimento. I soggetti con DKD erano per il 61,1% donne e per il 27,8% neri. La maggior parte dei soggetti con DKD presentava glomerulosclerosi nodulare e circa la metà presentava una cancellazione superiore all'80% dei processi del piede podocitario. La proteinuria nel range nefrosico è stata osservata nel 55,6% dei soggetti con DKD. L'eGFR basale era 63,2 ± 26,2 ml/min. I soggetti hanno perso in media 14,5 ml/min/anno di eGFR durante la durata del follow-up, ovvero in media di 47,7 mesi. Come gruppo di confronto molecolare, sono stati ottenuti nove campioni di nefrectomia di riferimento. Questi campioni sono stati valutati in ciecopatologo renale(CP) e non si è presentatoevidenza istologicaspecifico perrene diabeticomalattia; tuttavia, clinico edati demograficiquali razza, proteinuria ed eGFR non erano disponibili.

NUOVE ERBE PER RENE DIABETICOMALATTIA

3.2. Espressione genica differenziale e analisi del percorso nel glomerulo umano diabetico e nel tubulo prossimale

L'espressione genica differenziale e le analisi del percorso sono state eseguite nel DKD e nei gruppi di riferimento. I geni differenzialmente espressi (DEG) sono stati identificati nei glomeruli microdissezionati al laser e nei tubuli prossimali di entrambi i gruppi (Tabella supplementare S1; https://doi.org/10.6084/m9.figshare.14450190.v1, accesso 23 gennaio 2022). I marcatori glomerulari noti erano sottoregolati nella DKD, inclusa la nefrina (NPHS1, 3-diminuzione di volte, p=1.0 × 10−4 ) e la fosfolipasi C epsilon 1 (PLCE1, 2.{{18} }diminuzione di pieghe, p=3.3 × 10−4 ). Allo stesso modo, i marcatori del tubulo prossimale, incluso il cofattore 3 di scambio sodio-idrogeno (PDZK1, diminuisce di 4,2-volte, p=1,9 × 10−5) e il cotrasportatore sodio-fosfato (SLC34A1, La diminuzione di 3.2-volte, p=8.1 × 10−4 ) era sottoregolata nella DKD, probabilmente riflettendo un danno cronico.

Abbiamo esaminato l'arricchimento del percorso tramite un'analisi della rete del trascrittogramma nel glomerulo umano e nel tubulo prossimale di DKD e campioni di riferimento. Questa analisi incorpora l'entità dell'espressione differenziale, la direzione dell'effetto, il livello di significatività e la vicinanza dei geni codificanti proteine ​​ordinati lungo l'asse x secondo le interazioni proteina-proteina note. Le vie più arricchite del glomerulo includevano la trasduzione del segnale mediata dalla GTPasi (p=4.3 × 10−6) e il legame del ligando del recettore accoppiato alle proteine ​​G (GPCR) (p=8.1 × 10− 6). Nel tubulo prossimale, le vie principali erano i recettori simili alla rodopsina (p=4.1 × 10−6) e la segnalazione olfattiva (p=1.9 × 10−4). È interessante notare che il percorso ribosomiale (traduzione) è stato arricchito sia nel glomerulo che nel tubulo prossimale (Figura 1). Un elenco completo di percorsi regolati in modo differenziale è incluso nella Tabella Supplementare S2; (https://doi.org/10.6084/m9.figshare.14450196.v1, accesso il 23 gennaio 2022)

Per determinare la direzione dell'effetto per i percorsi di traduzione arricchiti nei campioni DKD, è stato compilato lo schema della vista del percorso del percorso equivalente KEGG, ribosoma hsa03010, sia per il glomerulo che per il tubulo prossimale. I geni all'interno della traduzione e del metabolismo degli aminoacidi e dei derivati ​​delle vie GO si allineavano con la via ribosomiale KEGG con una sovrapposizione di 130 e 87 geni su 186, rispettivamente. L'espressione complessiva dei geni ribosomiali era sovraregolata sia nel glomerulo che nei tubuli prossimali dei soggetti DKD (Figura 2).

3.3. La traduzione è alterata nel rene del topo diabetico

Per comprendere meglio il significato dell'arricchimento del percorso nei campioni bioptici DKD umani, abbiamo interrogato l'espressione differenziale nel topo db rispetto a un ceppo di controllo di fondo utilizzando il sequenziamento di RNA in massa. L'analisi del percorso (a 9 settimane di età) tra i topi diabetici rispetto al ceppo di controllo ha rivelato che il percorso arricchito superiore era la segnalazione della cGMP-proteina chinasi G (p=2.0 × 10− 6) (Figura 3A). Tra i percorsi arricchiti c'era la biogenesi ribosomiale correlata alla traduzione (p=0.047), che "si sovrapponeva" al set di dati di arricchimento del percorso DKD umano. Per esaminare direttamente la conseguenza funzionale dell'aumento della trascrizione e dell'espressione delle proteine ​​che regolano la traduzione, abbiamo eseguito la profilazione poliribosomiale sui reni di topi db e di controllo di fondo. Questo test quantifica il livello generale di traduzione basato sull'occupazione dell'mRNA da parte dei ribosomi. La profilazione poliribosomiale ha dimostrato che il rapporto area sotto la curva polisoma-monosoma è aumentato nei topi diabetici (9,76) rispetto ai topi di controllo (7,73, p <0,05 per la differenza dei rapporti), in linea con l'aumento della traduzione globale nei topi di controllo.renale nel diabete(Figura 3B).

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