Contacte: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

1Departament de Patologia, Hospital Xiangya, Universitat Central Sud, Changsha, Hunan 410008, Xina;

2Departament de Bioinformàtica i Ciència de Dades, Singleron Biotechnologies, Nanjing, Jiangsu 210032, Xina;

3Centre for Inflammatory Diseases, Departament de Medicina de la Universitat de Monash, Centre Mèdic Monash, Clayton, VIC 3168, Austràlia;

4Departament de Nefrologia, Hospital Xiangya, Universitat Central Sud, Changsha, Hunan 410008, Xina;

5Departament de Trasplantament d'Òrgans, Hospital Xiangya, Universitat Central Sud, Changsha, Hunan 410008, Xina;

6 Departament deRonyóTrasplantament, The Second Xiangya Hospital of Central South University, Changsha, Hunan 410011, Xina.

Cistanche pot millorar la funció renal

Resum

Antecedents: Des del 2019, una novel·lacoronavirusanomenada novel·la del 2019coronavirus(2019-nCoV) ha sorgit a tot el món. A part de

febre i complicacions respiratòries, agudesronyós'han observat lesions en alguns pacients ambcoronavirusmalaltia 2019. A més, segons les recents troballes, el virus s'ha detectat a l'orina. S'ha proposat que l'enzim convertidor d'angiotensina II (ACE2) serveixi com a receptor per a l'entrada de 2019-nCoV, que és el mateix que el de la síndrome respiratòria aguda severa. Aquest estudi tenia com a objectiu investigar la possible causa del dany renal i la ruta potencial de la infecció per 2019-nCoV al sistema urinari.

Mètodes: Hem utilitzat els dos publicatsronyói dades de l'atles de cèl·lules de la bufeta i nous independentsronyóDades de seqüenciació d'ARN unicel·lular generades internament per avaluar l'expressió del gen ACE2 en tots els tipus de cèl·lules en ronyons i bufetas sans. Els coeficients de correlació de Pearson entre ACE2 i tots els altres gens es van generar per primera vegada. Aleshores, els gens amb valors de r superiors a 0.1 i valors de P inferiors a 0.01 es van considerar gens de coexpressió significatius amb ACE2.

Resultats: els nostres resultats van mostrar l'expressió enriquida d'ACE2 en tots els subtipus de cèl·lules del túbul proximal (PT) delronyó. L'expressió ACE2 es va trobar en el 5,12 per cent, el 5,80 per cent i el 14,38 per cent de les cèl·lules del túbul contornejat proximal, les cèl·lules PT i les cèl·lules del túbul recte proximal, respectivament, en tres publicacions.ronyóconjunts de dades de l'atles cel·lular. A més, l'expressió ACE2 també es va confirmar en el 12,{8}}5 per cent, el 6,80 per cent i el 10,20 per cent de les cèl·lules del túbul contornejat proximal, el PT i el túbul recte proximal, respectivament, en les nostres dues mostres de ronyó sans. Per a l'anàlisi de dades públiques de tres mostres de bufeta, l'expressió ACE2 era baixa però detectable a les cèl·lules epitelials de la bufeta. Només el 0,25 per cent i l'1,28 per cent de les cèl·lules intermèdies i les cèl·lules paraigua, respectivament, tenien expressió ACE2. Conclusió: aquest estudi ha proporcionat proves bioinformàtiques de la ruta potencial de la infecció per 2019-nCoV al sistema urinari. Paraules clau: 2019-nCoV; lesió renal aguda; enzim convertidor d'angiotensina 2; Bufeta; COVID-19; ronyó; anàlisi de la seqüència d'ARN; Anàlisi unicel·lular

Introducció El 2019, van sorgir casos misteriosos de pneumònia i es van estendre ràpidament per tot el món. L'anàlisi de seqüenciació profunda i les investigacions etiològiques van confirmar llavors que el patogen era un tipus de nou identificatcoronavirusque havia estat etiquetat com a nou coronavirus del 2019 (2019-nCoV). La ràpida propagació del 2019-nCoV ha provocat l'esclat de pneumònia a tot el món, cosa que la converteix en una greu amenaça per a la seguretat de la salut pública internacional en un curt període de temps.[1-3] A partir d'anàlisis bioinformàtiques, s'ha demostrat que el 2019-genoma del nCoV és un 88 per cent idèntic a dos coronavirus similars a la síndrome respiratòria aguda severa (SARS) derivats dels ratpenats (bat-SL-CoVZC45 i bat-SL CoVZXC21), un 79 per cent idèntic al SARS-CoV i un 50 per cent. idèntic al coronavirus de la síndrome respiratòria de l'Orient Mitjà (MERS-CoV).[4] Les anàlisis estructurals de proteïnes ho van revelar

2019-nCoV tenia un domini d'unió al receptor similar al del SARS-CoV, unint-se directament a l'enzim convertidor d'angiotensina II (ACE2), cosa que suggereix fortament que 2019-nCoV utilitza ACE2 com a receptor, I

Els símptomes més comuns de la infecció per 2019-nCoV són febre i tos en la majoria dels pacients, amb símptomes de molèsties toràciques, dispnea progressiva o síndrome de dificultat respiratòria aguda (SDRA) en pacients greus. Agutronyós'ha informat de lesions (IRA) en un nombre reduït de pacients amb infecció confirmada per {{0}}nCoV. Les troballes de laboratori de 99 pacients infectats amb 2019-nCoV van mostrar que tres pacients (3 per cent) tenien diferents graus d'augment de la creatinina sèrica. En un altre estudi d'observació clínica, quatre (10 per cent) de 41 pacients, incloent dos de 13 ( El 15 per cent dels pacients de les unitats de cures intensives (UCI) i dos dels 28 (7 per cent) pacients no UCI van mostrar una creatinina sèrica elevada.renalfracàs, tal com es mostra en una anàlisi de 88 morts relacionades amb la malaltia del coronavirus 2019 (COVID-19),[iil A més, l'última investigació va confirmar que el 27,06 per cent (23/85) dels pacients presentaven una malaltia aguda.renalEs va observar una insuficiència i una necrosi tubular aguda severa mitjançant la tinció d'hematoxilina-eosina en sis pacients post mortem. L'antigen 2019-nCo V també es va detectar en túbuls renals per immunohistoquímica (IHC).12] A més, {{4} }}nCoV es va detectar en mostres d'orina mitjançant la reacció en cadena quantitativa de polímer-asa en temps real d'un pacient amb una infecció per 2019-nCoV.134I No obstant això, per què i com 2019-nCoV indueix AKI a l'orina segueix sent molt desconegut. A més, si el 2019. nCoV es pot transmetre a través del tracte urinari segueix sent una pregunta en gran part sense resposta. Com que l'ACE2 té un paper important en 2019-nCoVinfecció, hem volgut identificar la composició i proporció cel·lular que expressa l'ACE2- en humans normals.ronyonsi bufetes mitjançant transcriptomes unicel·lulars per explorar les possibles vies d'infecció del 2019-nCoV i el paper de l'ACE2 en la infecció del sistema del tracte uninari.

La seqüenciació d'ARN unicel·lular (scRNA-Seq) s'ha aplicat àmpliament en la investigació de 2019-nCoV a causa de la seva capacitat per perfilar l'expressió gènica de tots els tipus de cèl·lules en diversos teixits de manera imparcial a una alta resolució. L'expressió d'ACE2 s'ha investigat a les cèl·lules alveolars de tipus 2 conegudes del pulmó, així com en colangiocits hepàtics, cèl·lules epitelials esofàgiques i enterocits [15-171absorbents de l'ili i el còlon mitjançant scRNA-Seq. Aquests resultats van demostrar la utilitat potencial de scRNA-Seq per desemmascarar els possibles tipus de cèl·lules objectiu de 2019-nCoV. Com que la infecció del sistema urinari i les seves possibles conseqüències podrien ser essencials per a l'atenció del pacient durant i després de la infecció, vam utilitzar dos conjunts de dades de transcriptoma scRNA-Seq en salutronyonsi un conjunt de dades en bufetes sanes per investigar els patrons d'expressió dels tipus cel·lulars al sistema urinari.

Mètodes

Adquisició i tractament de conjunts de dades públiques

Matrius d'expressió gènica de dades de scRNA-Seq de normalronyonsde tres donants sans es van descarregar de Gene Expression Omnibus (GSE131685). Vam reproduir l'anàlisi aigües avall utilitzant el codi proporcionat per l'autor al document original.

Hem obtingut les dades scRNA-Seq de teixits de bufeta sans de tres pacients amb càncer de bufeta del Gene Expression Omnibus (GSE108097). Per ser coherent amb elronyóconjunts de dades, hem aplicat Harmony (el mètode Harmony és un algorisme per realitzar la integració de conjunts de dades de genòmica unicel·lular per a la correcció per lots i la metaanàlisi, que és ràpid, sensible i precís. També pot eliminar la influència del conjunt de dades d'origen des de la incrustació.1]per integrar mostres i realitzar anàlisis aigües avall mitjançant Seurat (versió 3.1, Satija Lab, https://satijalab.org/seurat/). Tota l'expressió gènica es va normalitzar i escalar mitjançant NormalizeData i ScaleData (NormalizeData és una funció de Seurat que pot normalitzar les dades de recompte presents en un assaig determinat. ScaleData és una funció de Seurat que pot escalar i centrar gens al conjunt de dades, estandarditzar l'interval de valors d'expressió a través de tots els gens.), Top 20 FindVariableFeautres va seleccionar 00 gens variables per a l'anàlisi de components principals. L'anàlisi de clúster mitjançant FindClusters es va realitzar reduint primer la matriu d'expressió gènica als primers 20 components principals i després utilitzant una resolució de 0,3 f. o agrupació basada en gràfics.

Processament de mostres de ronyó

RonyóLes mostres es van obtenir en un sol lloc mitjançant biòpsia de falca i agulla dels ronyons de donant viu després de l'eliminació del donant i abans de la implantació al receptor.Ronyóles mostres es van obtenir en un sol lloc mitjançant biòpsia de falca i agulla de donant viuronyonsdesprés de la retirada del donant i abans de la implantació en el receptor. Tots els procediments amb participants humans es van realitzar d'acord amb els estàndards ètics del Comitè d'Ètica de l'Hospital Xiangya de la Universitat Central del Sud (número d'aprovació de l'IRB 201711836) i amb la Declaració d'Hèlsinki de 1964 i les seves modificacions posteriors o estàndards ètics comparables. Les mostres de biòpsia renal es van eliminar amb solució salina tampó fosfat (PBS) estèril després de l'adquisició.

Dissociació de teixits

FrescronyóEl teixit es va transferir immediatament a la solució de preservació de teixits GEXSCOPE (Singleton Biotechnologies, Nanjing, província de Jiangsu, Xina) a 2 graus C a 8 graus. Les mostres es van digerir en 2 ml de solució de dissociació de teixits GEXSCOPE (Singleron Biotechnologies) a 37C per a 37C. min en un tub de centrífuga de 15-ml amb agitació contínua després de rentar-se tres vegades amb una solució de sal equilibrada de Hanks i tallar-los en trossos d'aproximadament 1 a 2 mm. Posteriorment, les restes cel·lulars i altres impureses es van filtrar amb un colador estèril de 40-micres (Corning, NY, EUA). Les cèl·lules es van centrifugar a 300 × g i 4 graus durant 5 min. Els pellets de cèl·lules es van tornar a suspendre en 1 ml de PBS (HyClone, Marlborough, MA, EUA). Per eliminar els glòbuls vermells.2mLGEXSCOPE Es va afegir tampó de lisi de glòbuls vermells (Singleton Biotechnologies) a la suspensió cel·lular i es va incubar a 25 graus durant 10 min. A continuació, es va centrifugar la barreja a 500 × g durant 5 min i el pellet cel·lular es va tornar a suspendre en PBS. Les cèl·lules es van comptar amb un comptador de cèl·lules automatitzat TC20 (Bio-Rad, Hercules, CA, EUA).

Preparació de la biblioteca i anàlisi de dades de scRNA-Seq La suspensió unicel·lular es va sotmetre a la preparació i seqüenciació de la biblioteca unicel·lular, tal com es va descriure anteriorment.[19] Per ser coherents amb les dades públiques utilitzades anteriorment, hem aplicat un flux de treball d'anàlisi aigües avall similar.[18] Hem modificat el nombre de components principals a 20 i hem utilitzat una resolució de 0,6 per obtenir resultats d'agrupament de tipus cel·lular comparables amb el públic.ronyódades. Els tipus de cèl·lules es van anotar en funció dels marcadors canònics de la literatura.[18,20] Anàlisis de coexpressió, enriquiment de vies i interacció de proteïnes Per a cada conjunt de dades, vam utilitzar totes les cèl·lules dels tipus cel·lulars seleccionats i vam calcular els gens coexpressats amb ACE2 (tres

Figura 1: Anàlisi unicel·lular del públicronyódades de tres donants. (A) Trama UMAP que revela les anotacions de tipus cel·lular de tres mostres. (B) La composició cel·lular de tres mostres de ronyó sans. Les cèl·lules dels túbuls contornejats proximals representaven el 48,3%, el 52,6% i el 38,5%; Les cèl·lules PT representaven el 26,3%, el 36,9% i el 43,7%; i les cèl·lules del túbul recte proximal representaven el 7,6 per cent, el 2,1 per cent i el 5,8 per cent. (C) Gràfic de punts que mostra marcadors canònics utilitzats per a la classificació de tipus cel·lular. L'abscissa representa cada tipus de cèl·lula, l'ordenada representa els gens marcadors, el color del punt de la figura representa el nivell d'expressió i la mida del punt representa la proporció d'expressió gènica a la cèl·lula. (D) Els patrons d'expressió gènica de l'ACE2 de tots els tipus de cèl·lules detectades a laronyó. El tipus de cel·la es representa horitzontalment i el valor d'expressió ACE2 es representa verticalment. Cada punt representa una cel·la. Les cèl·lules que van expressar principalment ACE2 a les mostres de ronyó són cèl·lules PT. ACE2: enzim convertidor d'angiotensina II; PT: túbul proximal; UMAP: Aproximació i projecció de varietats uniformes.

Figura 2: Anàlisi unicel·lular de les dues mostres de biòpsia renal. (A) Anotacions de tipus cel·lular visualitzades per UMAP. Els diferents tipus de cel·les estan codificats per colors i es van afegir noms de cel·les. (B) Visualització UMAP específica de la mostra de dues mostres. Els tipus de cèl·lules es distingeixen per diferents colors. (C) Mapa de calor de marcadors canònics aplicats per a l'assignació de tipus cel·lular. El tipus de cèl·lula es representa horitzontalment, la llista de gens es representa verticalment i el nivell d'expressió es representa amb color a la figura. (D) Trama de violí que mostra els senyals d'expressió dels tipus de cèl·lules renals. El tipus de cel·la es representa horitzontalment i el valor d'expressió ACE2 es representa verticalment. Cada punt de dispersió representava una cel·la. Les cèl·lules que van expressar principalment ACE2 a les mostres de ronyó són cèl·lules PT. ACE2: enzim convertidor d'angiotensina II; PT: túbul proximal; UMAP: Aproximació i projecció de varietats uniformes.

cèl·lules del túbul proximal [PT] per al ronyó i cèl·lules paraigua per a la bufeta). Els coeficients de correlació de Pearson entre ACE2 i tots els altres gens es van generar per primera vegada. Aleshores, els gens amb valors de r superiors a 0.1 i valors de P inferiors a 0.01 es van considerar gens de coexpressió significatius amb ACE2. Hem eliminat els gens mitocondrials per a les següents anàlisis d'enriquiment de vies i interacció proteïna-proteïna (PPI). Per als conjunts de dades de ronyó, hem utilitzat els gens coexpressats en almenys dos de cada tres tipus de cèl·lules del PT, el túbul recte proximal i les cèl·lules del túbul convolut proximal en un diagrama de Venn. Es van quedar un total de 126 i 65 gens per als conjunts de dades de ronyó públics i privats, respectivament. Per al conjunt de dades de la bufeta, el conjunt final contenia 372 gens. Les anàlisis d'enriquiment de les vies de l'ontologia gènica (GO) i l'enciclopèdia de Kyoto de gens i genomes (KEGG) es van aplicar mitjançant el paquet R ClusterProfiler (versió 3.8.1, Bioconductor, https://bioconductor.org/packages/release/bioc/html/clusterPro). filer.html). Les vies amb un valor P_adj inferior a 0,05 es van considerar com a significativament enriquides. Per a l'anàlisi de l'IPP, es van combinar dos conjunts finals de gens de dos conjunts de dades de ronyó per formar una 170-llista de gens. L'anàlisi PPI es va predir a partir de les interaccions conegudes de gens amb termes GO rellevants al paquet R STRINGdb (versió 1.20.0, https://string-db.org/). A partir de les dades de la xarxa d'interacció de proteïnes gèniques amb regulació diferencial, la xarxa PPI es va exportar mitjançant el programari Cytoscape (versió 3.4,https://cytoscape.org/).

Figura 3: conjunt de dades unicel·lulars de bufeta pública. (A) Visualització bidimensional de l'atles de cèl·lules vesicals per UMAP. Els diferents tipus de cel·les estan codificats per colors i es van afegir els noms de les cel·les. (B) Patró d'expressió dels marcadors canònics utilitzats per identificar els tipus de cèl·lules de la bufeta. L'eix X representa cada tipus de cèl·lula, l'eix Y representa gens marcadors, el color del punt de la figura representa el nivell d'expressió i la mida del punt representa la proporció d'expressió gènica a la cèl·lula. (C) Expressió d'ACE2 en 12 subgrups de cèl·lules del conjunt de dades de la bufeta. El tipus de cel·la es troba a l'eix horitzontal i el valor d'expressió ACE2 es representa verticalment. Cada punt de dispersió representava una cel·la. L'ACE2 s'expressa en cèl·lules paraigua en mostres de bufeta.

ACE2: enzim convertidor d'angiotensina II; UMAP: Aproximació i projecció de varietats uniformes.

Cistanche pot millorar la funció renal

Anàlisi estadística

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 >S'han seleccionat {{0}},25. La correlació de Pearson es va utilitzar per analitzar gens significativament co-expressats amb ACE2 i es va utilitzar un valor P inferior a 0, 01 per identificar gens significativament co-expressats amb ACE2. Per a les dades scRNA-Seq, R (versió 3.5.1, https://www.r-project.org/) va completar l'anàlisi estadística i les xifres.

Resultats

Patrons d'expressió d'ACE2 als ronyons Mitjançant l'anàlisi del conjunt de dades de transcriptoma unicel·lular públic de cèl·lules renals humanes normals de tres donants, vam trobar que l'expressió ACE2 es distribuïa entre diversos tipus de cèl·lules. En particular, ACE2 es va enriquir principalment en cèl·lules PT, incloent-hi tant túbuls envolupats com túbuls rectes [Figura 1A-1D]. Els altres subtipus de nefrona, com el conducte col·lector i el túbul distal, així com les cèl·lules immunitàries, van mostrar una expressió gènica extremadament baixa.

Per validar aquest resultat, vam analitzar més mostres de ronyó normals de dos donants sans. Les 4736 cèl·lules es van classificar en nou tipus de cèl·lules, que es superposaven molt a les dades públiques, inclosos set subtipus específics de nefrona basats en gens marcadors canònics [Figura 2A]. El PT (CUBN, SLC13A3 i SLC22A8) es va classificar en túbul contornejat proximal i túbul recte proximal en funció de diferents nivells d'expressió de marcadors.[18,20] Recollint cèl·lules principals del conducte (AQP2), recollint cèl·lules intercalades del conducte. (ATP6V0D2) i cèl·lules epitelials parietals glomerulars (KRT8 i KRT18) també es van anotar, i aquests resultats estan en línia amb el resultat anterior. A més, vam identificar un grup de bucles de cèl·lules Henle (UMOD, SLC12A1 i CLDN16), que estava absent al conjunt de dades públics. A més, es van trobar l'estroma i les cèl·lules immunitàries, compostes per un petit nombre de cèl·lules endotelials (CD34 i PECAM1) i monòcits (CD14, FCN1 i VCAN), [Figura 2B]. Els gens marcadors representatius de totes les subpoblacions es representen a la figura 2C.

Tal com es va observar al conjunt de dades públics, vam observar una expressió ACE2 regulada a totes les cèl·lules PT en comparació amb altres tipus de cèl·lules [Figura 2D]. Quantitativament, l'expressió ACE2 també es va confirmar en el 12, 05 per cent, el 6, 79 per cent i el 10, 20 per cent de les cèl·lules del túbul contornejat proximal, PT i túbul recte proximal, respectivament, en les nostres dues mostres de ronyó normals. L'anàlisi IHC anterior [21] va indicar una distribució espacial complexa de l'expressió de la proteïna ACE2 concentrada a la vora del pinzell dels PT.

Patró d'expressió de l'ACE2 a la bufeta

A partir del conjunt de dades de la bufeta pública de 12 tipus de cèl·lules [Figura 3A i 3B], vam trobar una baixa expressió d'ACE2 en tots els tipus de cèl·lules epitelials. La concentració d'ACE2 semblava tenir una tendència decreixent des de la capa externa de l'epiteli de la bufeta (cèl·lules paraigua) fins a la capa interna (cèl·lules basals) amb les cèl·lules intermèdies entremig. Altres tipus de cèl·lules, com les cèl·lules endotelials i immunitàries, són majoritàriament negatives per a ACE2 [Figura 3C]. El percentatge de cèl·lules paraigua a la bufeta que expressaven ACE2 (1,3 per cent) era inferior al de l'epiteli renal. Una anàlisi prèvia de pacients amb SARS va indicar que el virus SARS (SARS-CoV) va poder sobreviure a l'orina a nivells detectables.[22,23] La detecció de SARS-CoV a l'orina va implicar la possibilitat d'alliberar virus de les cèl·lules epitelials de la bufeta infectades. , que està d'acord amb la nostra anàlisi anterior.

Anàlisi funcional de gens co-expressats amb ACE2

En ambdós conjunts de dades de ronyó, vam trobar un gran nombre de gens coexpressats amb ACE2, especialment a les cèl·lules del túbul recte proximal [Figura 4A i 4D]. Els gens coexpressats es van enriquir en múltiples components cel·lulars (CC) relacionats amb la membrana [Figura 4B i 4E]. En particular, la vora del pinzell i les membranes de la vora del pinzell eren termes CC significativament enriquits, la qual cosa s'alinea bé amb les ubicacions cel·lulars d'ACE2 detectades per anàlisi immunohistoquímica.[21] Els termes KEGG enriquits incloïen les funcions normals de l'ACE2, com ara el sistema renina-angiotensina, PT

Figura 4: Anàlisi funcional dels gens relacionats amb l'ACE al ronyó. (A, D) Diagrama de Venn dels gens de coexpressió ACE2 de tres cèl·lules PT al públicronyódataset (Data 1) and the private kidney dataset (Data 2). (B, E) Analysis of ACE2 co-expression genes in each cell (expression related to >2 tipus de cel·les) per a l'enriquiment del terme GO CC a les dades 1 i les dades 2. L'eix X representa els valors P transformats en log. (C, F) Anàlisi dels gens de coexpressió ACE2 per a l'enriquiment del terme KEGG a les dades 1 i les dades 2. El terme en vermell és el camí comú entre els conjunts de dades. ACE2: enzim convertidor d'angiotensina II; CC: Components cel·lulars; GO: Ontologia genètica; KEGG: Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes; PT: túbul proximal.

Figura 5: anàlisi funcional dels gens relacionats amb l'ACE2-a la bufeta. (A) Anàlisi dels gens de coexpressió ACE2 en cèl·lules paraigua de la bufeta per a l'enriquiment del terme GO CC. L'eix X representa els valors P transformats en logaritme. (B) Anàlisi dels gens de coexpressió ACE2 a les cèl·lules paraigua de la bufeta per a l'enriquiment del terme KEGG. (C, D) Xarxes de PPI que mostren les relacions entre ACE2 i els seus gens relacionats als ronyons i bufetes. La mida del node (gen) representa el nombre de socis d'interacció (veïns). L'amplada de la línia i el color (estret a ample corresponent al blau al vermell) són proporcionals a la força d'interacció a la base de dades STRING. ACE2: enzim convertidor d'angiotensina II; CC: Components cel·lulars; GO: Ontologia genètica;

KEGG: Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes; PPI: interacció proteïna-proteïna.

recuperació de bicarbonat, absorció de minerals i múltiples vies relacionades amb el metabolisme [Figura 4C i 4F]. Els resultats van confirmar que l'ACE2 i els seus gens relacionats són essencials per mantenir la funcionalitat del ronyó.[24] Per al conjunt de dades de la bufeta, els resultats d'enriquiment de CC i KEGG eren generalment coherents amb els dels ronyons, on estaven implicades proteïnes de membrana i funcions renals com l'absorció i el metabolisme [Figura 5A i 5B]. Hem realitzat anàlisis PPI per a ACE2 i els seus gens co-expressats en tots dosronyói la bufeta, tal com es mostra a les figures 5C i 5D. Si aquestes proteïnes que interaccionen estan implicades en els canvis patògens de les infeccions de cèl·lules paraigua i PT no està clar i s'ha d'investigar més. Discussió L'AKI en la infecció 2019-nCoV i SARS-CoV La COVID-19 és una nova malaltia infecciosa amb una velocitat de transmissió formidable. Tot i que la majoria d'aquests pacients presenten símptomes respiratoris, també s'ha informat d'una àmplia gamma de símptomes no respiratoris, que demostren que altres òrgans es veuen afectats durant la malaltia. En l'anàlisi de les característiques clíniques dels pacients infectats amb 2019- nCoV, s'ha confirmat el dany de la funció renal[9,10] i és continu.ronyóEl tractament de substitució va ser necessari en aproximadament el 9 per cent dels 99 pacients infectats.[9] Gabarre et al[25] van revisar sistemàticament l'IRA en pacients crítics amb COVID-19. A més, s'han observat lesions renals i disfunció renal en altrescoronavirusassociat amb infeccions respiratòries, especialment dues betacoronavirus(SARS-CoV i MERS-CoV),[26] que són genèticament similars a 2019-nCoV.[4,8] Un estudi anterior va informar que 36 (6,7 per cent) de 536 pacients amb SARS van desenvolupar AKI i 33 dels 36 pacients (91,7 per cent) amb disfunció renal van morir.[27] És important destacar que els fragments de SARS-CoV s'han detectat mitjançant una reacció en cadena de la polimerasa en mostres d'orina d'alguns pacients.[28] A més, s'ha observat una infecció i replicació persistents per SARS-CoV alronyóparticularment en cèl·lules epitelials tubulars in vitro, [29] indicant que el dany renal en pacients amb SARS podria ser degut a una infecció viral directa a les cèl·lules diana, excepte per altres desencadenants, com la resposta immune de l'hoste, la pneumònia severa i el SDRA. Tot i que és molt semblant patogènic al SARS-CoV, el mecanisme detallat de l'afectació renal del 2019-nCoV encara no està clar.

Cistanche pot millorar la funció renal

Anàlisi de l'expressió d'ACE2 al sistema urinari

L'etiologia de l'IRA en SARS sembla ser multifactorial i encara incerta, que es pensava que tenia una certa correlació amb l'alta expressió d'ACE2 al ronyó.[29,30] scRNA-seq, un nou enfocament que s'utilitza cada cop més en els ronyons. el camp de la biologia i la medicina, pot analitzar tipus cel·lulars i gens d'expressió a nivell cel·lular. Basat en la nostra anàlisi unicel·lular tant en normalronyons(tant el públic com les nostres dades) i les bufetes, vam trobar nivells detectables d'ACE2 tant al ronyó com a la bufeta. De manera similar a les nostres dades, Deng i els seus companys[31] van analitzar el públicronyódades i va suggerir que el ronyó té un alt risc de patircoronavirusinfecció. A més, a les nostres dades, vam trobar que les cèl·lules PT tenen percentatges d'expressió més alts que les cèl·lules epitelials de la bufeta, cosa que pot indicar que el ronyó és més susceptible a la infecció per 2019-nCoV que la bufeta. En comparació amb els nivells d'expressió d'ACE2 al sistema de digestió,[15] la menor expressió d'ACE2 al sistema urinari podria suggerir menys pacients amb símptomes relacionats amb els renals, cosa que es correlaciona positivament amb les observacions dels pacients amb SARS. L'anàlisi de la coexpressió i la via va revelar funcions crítiques de l'ACE2 al sistema urinari, que poden explicar la disfunció del ronyó causada pels virus d'unió a l'ACE2-. A més, l'expressió ACE2 a les cèl·lules exteriors (cèl·lules PT en túbuls renals i cèl·lules paraigua a l'epiteli de la bufeta) també pot ser una de les causes de la presència de virus a l'orina.

Importància de l'estudi

L'AKI, que s'ha demostrat que és un predictor d'alta mortalitat en pacients amb SARS,[27] també pot provocar dificultats de tractament, empitjorar les condicions i fins i tot ser un indicador de pronòstic negatiu per a la supervivència dels pacients infectats amb 2019-nCoV. . El present estudi va proporcionar proves directes de la possible infecció de cèl·lules epitelials renals amb 2019-nCoV, la qual cosa demana més atenció als pacients amb COVID-19 amb AKI, especialment durant un brot extens i l'epidèmia global continua deteriorant-se. . A més, la distribució de l'ACE2 al sistema urinari i la seva detecció[32] en mostres d'orina va donar a entendre la necessitat de fer proves de virus en mostres d'orina de pacients amb COVID-19, la qual cosa podria reduir el risc de transmissió fins a cert punt. Els nostres resultats també s'han de veure en termes de les seves limitacions. En primer lloc, vam analitzar l'expressió ACE2 només en mostres individuals sanes i la manca de mostres de pacients amb COVID-19 és la principal limitació. A més, no vam incloure una cohort de validació per confirmar les nostres troballes. Es necessiten proves més directes d'experiments in vitro i mostres de pacients.

Finançament Aquest treball va comptar amb el suport del Projecte de la Comissió de Salut de la província de Hunan (núm. C2019184) i la Fundació Nacional de Ciències Naturals de la Xina (núm. 81800641).

Conflictes d'interessos Cap.