ASN中国之声 | 郑祥建教授:Foxp1/Dmrt2/Hmx2转录网络调控肾脏集合管闰细胞的分化

文摘   2024-11-14 18:08   北京  


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编者按

在备受瞩目的2024年美国肾脏病学会年会—美国肾脏周(Kidney Week 2024)上,众多中国学者大放异彩,展示了他们的卓越研究成果。其中,天津医科大学的郑祥建教授以其关于Foxp1/Dmrt2/Hmx2转录网络调控肾脏集合管闰细胞分化的研究,入选了口头报告环节。这项科研成果是首次在该研究领域取得的确凿证据。肾医线特别邀请了郑祥建教授介绍了这项研究的来龙去脉,并分享了他的科研心得以及参加此次ASN年会的深切体会。


郑祥建教授在2024年ASN年会上报告研究成果

研究摘要


Foxp1/Dmrt2/Hmx2转录网络调控肾脏集合管闰细胞的分化
Foxp1/Dmrt2/Hmx2 Transcriptional Network Regulates Intercalated Cell Differentiation in Kidney Collecting Ducts
[TH-OR63]
Presented on Thursday, October 24, 2024 5:50 PM
Author(s):  郑祥建; Yu Feng; Yanmiao Qi; Tianjin Medical University, Tianjin, China


背景

肾脏集合管由主细胞和闰细胞组成,其中闰细胞通过分泌H+和HCO3-在肾脏酸碱调节中发挥关键作用。尽管其意义重大,但控制闰细胞发育的分子机制仍不完全清楚。单细胞测序分析发现,相对于主细胞,Foxp1选择性表达于闰细胞,而DMRT2和HMX2则分别在A型闰细胞和B型闰细胞中选择性表达。

方法

为了探究Foxp1及其下游转录因子在肾小管系统中的具体作用,我们特异性地敲除了Foxp1在肾脏远端肾单位和集合管中的表达。我们研究了Foxp1对闰细胞分化和尿液酸化的影响。通过RNA测序和Chip-seq技术鉴定Foxp1靶基因。为了分析调控ICs分化的遗传网络,我们构建了Dmrt2和Hmx2组织特异性缺失小鼠,以确定Dmrt2和Hmx2在闰细胞分化中的作用。同时,将Foxp1缺失小鼠与Notch2缺失小鼠进行杂交,以探究Foxp1与Notch信号通路之间的关系。


结果

免疫组织化学染色证实Foxp1选择性表达于集合管的闰细胞中。肾小管Foxp1缺失可导致集合管闰细胞分化障碍,进而引发远端肾小管酸中毒。


ChIP-seq和Ribo-Seq分析发现,Foxp1分别与Hmx2和Dmrt2的启动子结合,并促进其表达,而Hmx2和Dmrt2这两个基因分别编码在A型和B型闰细胞中特异性表达的转录因子。


Dmrt2和Hmx2表达的基因中断分别阻断了A型和B型闰细胞的分化。Foxp1敲除阻断了由Notch2功能丧失驱动的闰细胞过度分化,但Foxp1的条件性敲入并未改变集合管中主细胞/闰细胞比例的平衡。


结论

Notch信号通路下游Foxp1参与肾脏闰细胞的分化,并参与酸碱调节。Foxp1调控下游转录因子Dmrt2和Hmx2,而这些转录因子与闰细胞不同亚型的分化有关。

研究者说


肾医线:您报告的一项研究显示,Foxp1、Dmrt2、Hmx2传导网络调控肾集合管闰细胞的分化。能否分享一下这项研究的主要成果?


郑祥建教授:维持人体体液pH值在7.35~7.45的平衡状态,对于人体的健康至关重要。肾脏负责酸碱平衡调控最重要的是肾集合管中的闰细胞。闰细胞分为A型和B型,对于闰细胞的来源和分化机制,我们尚不清楚。

大约七年前,我们注意到有教授的研究团队通过单细胞测序发现了几个在闰细胞中特异性表达的转录因子,其中包括Foxp1。受此启发,我们开始探究Foxp1是否在闰细胞的分化过程中起着调控作用。

通过组织特异性基因敲除小鼠,应用单细胞测序分析、Ribo-seq、Chip-seq等分子生物学手段,我们找到了Foxp1下游的两个转录因子Dmrt2和Hmx2,其分别负责调控A型和B型闰细胞的分化。因此,我们用遗传学手段获得了确凿证据,证明Foxp1、Dmrt2、Hmx2共同构成了一个网络,调控着A型和B型闰细胞的分化,这也是在该研究方向上的首项证据。这一发现对于理解体液pH值的稳定性和肾脏的酸碱平衡调控机制具有重要意义。

肾医线:这项研究给我们哪些启示?


郑祥建教授:基础生物学中仍有许多未解之谜等待我们去探索。有时一些重要领域或转变可能只需要一点点工作就能推动,我们不应该因为某个感兴趣的领域已经有大实验室做过工作就放弃跟踪和研究。相反,如果我们受到一些研究线索的启发,并认为这方面的生物学知识还有欠缺,我们就应该利用现有的资源和线索,去证明一些生物学的规律,这就是科研的意义。

科研有两个方向:一是增加基础的生物学的知识和认知;二是将研究成果转化为实际应用。前者就是我开展这项科研工作的出发点,我也希望这项工作能为未来的转化研究提供帮助。

肾医线:您还关注到了ASN年会上的哪些内容?


郑祥建教授:当然,我首先对自己的研究领域——酸碱平衡、水液平衡——相关的内容非常关注。这次ASN年会让我有机会与同行深入交流、相互学习。除此之外,我还对IgA肾病特别感兴趣。因为我在构建的动物模型中发现,有些动物模型存在补体特异性上升的问题,而补体上升与肾小球疾病在临床上紧密相关。受ASN年会上相关内容的启发,我今后可能在肾小球补体方面进行深入研究。另外,钾平衡影响血压的研究对我也很有启发。

总之,这次ASN年会的内容非常丰富,让我获益匪浅,拓展了我科研的方向。




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(来源:《肾医线》编辑部)


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