糖尿病性腎疾患におけるタンパク質翻訳とカルボン酸異化プロセスの変化Ⅱ
Jul 05, 2024
3. 結果
3.1.人間の被験者
腎臓組織DKDを有する18人の被験者とDKDを持たない9人の参照被験者からのサンプルDKDを入手して研究しました（表1）。組織採取時の平均年齢は、DKD患者では55.0歳、基準腎摘出患者では50.0歳であった。 DKDの被験者は61.1%が女性、27.8%が黒人でした。ほとんどのDKD被験者は結節性糸球体硬化症を患っており、約半数では足細胞の足突起が80％以上消失していた。ネフローゼ範囲のタンパク尿は、DKD 被験者の 55.6% で観察されました。ベースライン eGFR は 63.2 ± 26.2 mL/分でした。被験者は、平均47.7ヶ月の追跡期間中に平均14.5mL/分/年のeGFRを失った。分子比較グループとして、9 つの参照腎摘出標本が得られました。これらのサンプルは盲検法によって評価されました。腎臓病理学者(CP) と表示されませんでした組織学的証拠に特有の糖尿病の腎臓病気;ただし、臨床的および人口統計データ人種、タンパク尿、eGFR などは利用できませんでした。
3.2.糖尿病ヒト糸球体および近位尿細管における差次的遺伝子発現および経路解析
DKD グループと参照グループで、差次的な遺伝子発現と経路の分析を実施しました。差次的に発現された遺伝子（DEG）は、両方のグループのレーザー顕微解剖糸球体および近位尿細管で同定されました（補足表S1; https://doi.org/10.6084/m9.figshare.14450190.v1、アクセス23） 2022 年 1 月）。 DKDでは、ネフリン(NPHS1、3-倍減少、p= 1.0×10−4)やホスホリパーゼCε1(PLCE1、2.{{18})などの既知の糸球体マーカーが下方制御されていた。 }倍減少、p=3.3 × 10−4 )。同様に、ナトリウム - 水素交換補因子 3 (PDZK1、4.2- 倍減少、p=1.9 × 10−5 ) およびナトリウム - リン酸共輸送体 (SLC34A1、 3.2- 倍の減少、p=8.1 × 10−4 ) は DKD で下方制御されており、おそらく慢性損傷を反映しています。
我々は、DKD のヒト糸球体および近位尿細管および参照サンプルにおけるトランスクリプトグラム ネットワーク分析を介して経路の濃縮を調べました。この分析には、差次的発現の大きさ、効果の方向、有意性のレベル、既知のタンパク質間相互作用に従って x 軸に沿って並べられたタンパク質コード遺伝子の近接性が組み込まれています。糸球体の最も豊富な経路には、GTPase 媒介シグナル伝達 (p=4.3 × 10−6 ) および G タンパク質共役受容体 (GPCR) リガンド結合 (p=8.1 × 10− 6）。近位尿細管では、最上位の経路はロドプシン様受容体 (p=4.1 × 10−6 ) と嗅覚シグナル伝達 (p=1.9 × 10−4 ) でした。興味深いことに、リボソーム (翻訳) 経路は糸球体と近位尿細管の両方で豊富でした (図 1)。差次的に調節される経路の完全なリストは補足表 S2 に含まれています。 (https://doi.org/10.6084/m9.figshare.14450196.v1、2022 年 1 月 23 日にアクセス)
DKD サンプルに豊富に含まれる翻訳経路の影響の方向を決定するために、糸球体と近位尿細管の両方について、KEGG 相当経路であるリボソーム hsa03010 の経路図を作成しました。アミノ酸および誘導体の翻訳および代謝に関与する遺伝子 GO 経路は、186 個の遺伝子のうちそれぞれ 130 個と 87 個の重複を持ち、リボソーム KEGG 経路と一致しています。リボソーム遺伝子の全体的な発現は、DKD 被験者の糸球体と近位尿細管の両方で上方制御されました (図 2)。
3.3.糖尿病マウスの腎臓で翻訳が変化する
ヒト DKD 生検標本における経路濃縮の重要性をより深く理解するために、バルク RNA シーケンスを使用して、バックグラウンド対照株と比較した db マウスにおける差次的発現を調べました。糖尿病マウスと対照マウス間の経路解析（9週齢時）により、最も多く濃縮されている経路はcGMPプロテインキナーゼGシグナル伝達（p= 2.0 × 10−）であることが明らかになった。 6) (図 3A)。濃縮された経路の中には、翻訳関連リボソーム生合成 (p=0.047) があり、これはヒト DKD 経路濃縮データセットと「重複」していました。転写と翻訳を調節するタンパク質の発現の増加の機能的影響を直接調べるために、db マウスとバックグラウンド コントロール マウスの腎臓でポリリボソーム プロファイリングを実行しました。このアッセイは、リボソームによる mRNA の占有に基づいて翻訳の一般的なレベルを定量化します。ポリリボソームプロファイリングにより、ポリソームとモノソームの曲線下面積比が、対照マウス（7.73、比の差について p < 0.05）と比較して糖尿病マウス（9.76）で増加していることが実証され、これはマウスにおける全体的な翻訳の増加と一致しています。糖尿病における腎臓(図3B)。
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