Science:迄今为止最完整、最详细的肾脏功能基因“图谱”

时间:2025年2月13日
来源:AAAS

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宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院(Perelman School of Medicine)的研究人员发表在《科学》(Science)杂志上的一项新研究显示,超过1000个基因可能成为肾脏疾病患者的潜在治疗靶点。通过创建迄今为止最完整、最详细的肾脏功能基因“图谱”,研究人员为更精确的肾脏疾病诊断、预防策略和治疗方法铺平了道路。

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根据宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的研究人员发表在《科学》杂志上的一项新研究,超过1000个基因可能成为肾脏疾病患者的可能治疗靶点。通过创建迄今为止最完整、最详细的肾脏功能基因“图谱”,研究人员为更精确的肾脏疾病诊断、预防策略和治疗方法铺平了道路。此外,他们还创建了一个“肾脏疾病遗传记分卡”,医生可以与患者一起使用它来查看哪些特定的基因和变异最有可能与特定患者的肾脏疾病有关。

“肾功能障碍是一个主要的全球健康问题,我们的研究结果揭示了潜在疾病风险的特定基因和生物学途径,”共同资深作者Katalin Susztak博士说,“挨个研究近1000个人体肾脏样本和数十万个肾细胞,是提供‘幕后’更清晰图景的关键。”

慢性肾病影响着世界上近10%的人口,而且发病率还在上升。目前还没有治愈方法,目前的治疗方法只能减缓疾病进展。一旦肾脏不能满足人体过滤血液、清除废物和调节电解质的需要,患有这种疾病的人通常需要进行透析或移植。根据器官共享联合网络(UNOS)的数据,在任何时候,都有大约9万人在等待肾脏移植。此外,在美国,每天有13人因等待肾脏而死亡。但根据这项研究的见解,新的有效或预防性治疗方法可能即将出现。

瞄准关键的肾细胞

在这些发现中,Susztak和她的同事发现近端小管细胞是致病变异的一个“温床”。这些细胞发挥着各种肾脏功能的作用,包括水和电解质的重吸收,以及不同化学物质和化合物的分泌,因此这些细胞的变异可能会通过阻碍这些基本功能而导致疾病。

“确定哪些细胞与疾病真正相关是至关重要的,”第一作者Hongbo Liu博士说,他是宾夕法尼亚大学肾电解质和高血压部门的前博士后,现在是罗切斯特大学的研究助理教授。“通过创建数千个肾细胞的单细胞图谱,我们能够‘放大’并发现某些遗传变异是如何破坏关键肾细胞类型的调节机制的。”

除了放大,研究人员还观察了更大的画面,发现一些基因区域有两种变体,一种是编码或指令中构建必需身体蛋白质的变体,另一种是不编码蛋白质或改变蛋白质序列的变体,而这些序列可以控制蛋白质的合成量。

“这是这项研究的关键突破,”Hongbo Liu说。“超过600个基因有这两种变异类型,并且有不止一种变异类型使我们强烈怀疑这些基因是肾脏疾病的原因。在我们强调的基因中,具有两种变异类型的基因应该首先得到进一步研究。”

肾脏疾病研究的未来

这些发现为可能直接影响肾脏疾病患者或有肾脏疾病风险的人的临床护理的研究奠定了基础。事实上,有fda批准的药物,用于治疗其他疾病,这些药物也会影响这项研究中的一些基因。这意味着科学家们应该研究重新利用或改进一些现有药物是否有可能阻止这种疾病的进展,甚至修复肾脏。

此外,研究人员表示,除了能够了解那些患肾脏疾病的风险更高的人之外,他们的工作还代表了精准医学的潜力和力量。

Susztak说:“虽然疾病的结果和症状往往非常相似,但我们对身体机制和基因的研究越多,我们就越能理解疾病的独特和不同的起源。”“很有可能,医学将继续变得更加个性化,为每个人量身定制,这意味着未来对严重疾病和病症的治疗将更有效。”

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