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加州大学圣芭芭拉分校新闻

罢工三

对于多囊肾病(PKD)患者来说,生活可能是一个不断循环的症状:疼痛、腹胀、肾结石、高血压。在最坏的情况下,这种疾病经常导致一系列主要问题,包括肾衰竭、肝囊肿和血管问题,包括中风。根据美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)的数据,PKD是一种“相当常见的遗传病”,在美国约有60万人受其影响,更常见的常染色体显性遗传(AD)形式约占500至1000人中有一人受其影响。

加州大学圣巴巴拉分校的生物化学家托马斯·韦姆斯说:“大多数患者最终会形成这些巨大的囊性肾脏,他们需要透析或肾移植,这两种方法都不是很好选择。”同时,各种症状和并发症的治疗给医疗系统带来了沉重的经济负担,大大降低了患者的生活质量。

为了打破导致肾脏囊肿形成的循环,Weimbs实验室现在发现了一种以前未被发现的加速囊肿形成的机制。肾小管的快速扩张被认为是保护肾脏的一种反应,它以尿液的形式将废物从肾脏排出,这被发现是导致ADPKD患者囊肿快速生长的“第三次触发”。

他们的研究发表在临床研究杂志上。

肾脏是我们血液的过滤系统。血液进入肾单位(肾脏的基本功能单位),废物和液体通过肾小管,而细胞和蛋白质留在血液中。一些液体和营养物质被重新吸收进入循环,而多余的液体和废物变成尿液流到膀胱。Weimbs说,每个人的肾脏中大约有100万个这样的小管。

在这个过滤过程中,废物——如草酸钙、磷酸钙和尿酸——倾向于浓缩并沉淀成肾小管中的晶体。在健康人体内,这些数以百万计的微小晶体会形成,但会被尿液冲走,而其他因素会阻止这些晶体在小管中失控的生长和滞留。如果不加以控制,这些晶体的形成和积累可能导致肾结石。

为了准备冲洗这些晶体,肾小管被发现,它迅速膨胀,然后在晶体清除后恢复正常。根据Weimbs的说法,这种膨胀是一种以前没有被认识到的机制。

他说:“目前还不清楚这些晶体的大部分是如何被冲掉的。”他补充说,到目前为止,被卡住的晶体被认为是穿过肾脏间质组织被重新吸收的,但他的团队的研究表明,大多数晶体并非如此。

根据这项研究,在正常功能的肾脏中,小管扩张被视为一种保护机制。草酸盐晶体的沉积尤其会触发调控细胞生长和增殖的蛋白信号通路(mTOR和Src/STAT3)的快速激活,同时伴随着整个小管系统的快速扩张,从而将微晶体逐出。

Weimbs解释说:“在基因上预先形成囊肿的肾脏中,我们发现这些晶体可以引起同样的扩张,但是这些小管并没有恢复正常,而是过度生长形成囊肿。”

在ADPKD患者中,快速而持续的小管扩张被视为导致囊肿形成的“第三次打击”。根据膀胱发生的“第三次撞击”模型,形成单个囊肿必须发生三个事件:前两个是基因突变,第三个是生理损伤/修复反应,导致肾小管过度补偿,导致充满液体的囊泡形成。Weimbs说,对肾脏的创伤和其他损害相当罕见,但这种微晶体可能在ADPKD患者中呈现一种持续性和相关类型的损伤,可能引发损伤/修复反应。

研究人员的结果表明,与传统的假设相反,组织结构的异常或ADPKD进展过程中的代谢异常会导致肾结石的增加,相反的情况可能是:更多的晶体导致ADPKD的进展。此外,根据研究,ADPKD的进展和肾结石的形成可能是相互促进的。

这就开启了这样一种可能性:同样行之有效的控制肾结石的方法也可能被证明对减缓ADPKD的进展有效。Weimbs说:“我们的研究表明,癌症的发展速度至少在一定程度上是由饮食等因素决定的。”他说,预防肾结石的建议,如避免某些食物,增加水的摄入量和枸橼酸盐处方治疗,也可能证明对多囊肾病患者有益。

UCSB的Jacob A. Torres(第一作者)、Mina Rezaei、Caroline Broderick和骆is Lin也对该研究进行了研究;梅奥临床医学院王晓芳、托雷斯;德国波恩大学儿童医院的Bernd Hoppe;俄克拉荷马大学的小本杰明·d·考利(Benjamin D. Cowley Jr.);意大利墨西拿大学的维琴佐·萨维卡;佛罗里达大学的赛义德·汗;阿拉巴马大学的Ross P. Homes和Michael Mrug。

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://www.news.ucsb.edu/2019/019597/strike-three