Atalydd JAK yn Blocio Signalau JAK-STAT-APOL1 a achosir gan cytocinau mewn celloedd glomerwlaidd a phodocytopathi mewn Organoidau Arennau Dynol

Haniaethol

Mae haint COVID{0}} yn achosicwymp capilarïau glomerwlaiddacolli podocytes, terfynu yn aclefyd yr arennau difrifola elwirneffropathi cysylltiedig â COVID{0}(COVAN). Nid yw mecanwaith gwaelodol COVID{0}} yn hysbys. Fe wnaethom ddamcaniaethu bod cytocinau a achosir gan COVID-19 yn sbarduno mynegiant APOL1 pathogenig trwy signalau JAK-STAT, gan arwain at golli podocyt a ffenoteip COVAN. Yma, yn seiliedig ar naw achos COVAN a brofwyd gan fiopsi, fe wnaethom ddangos am y tro cyntaf yr AP hwnnwMae protein OL1 yn cael ei fynegi'n helaeth mewn podocytau aendothelaidd glomerwlaiddcelloedd (GECs) arennau COVAN ond nid mewn rheolyddion. At hynny, roedd mwyafrif (77.8%) o gleifion COVAN yn cario dauAPOL1alelau risg. Fe wnaethom ddangos bod cytocinau ailgyfunol a achosir gan SARS-CoV-2 yn gweithredu'n synergyddol i yrruAPOL1mynegiant trwy'r llwybr JAK-STAT mewn podocytau dynol sylfaenol, GECs, amicro-organoidau arennauyn deillio o gludwr o ddauAPOL1alelau risg ond cawsant eu rhwystro gan atalydd JAK1/{2-, baricitinib. Fe wnaethom ddangos am y tro cyntaf bod signalau JAK-STAT-APOL1 a achosir gan cytocin yn lleihau hyfywedd podocytau organoid yr arennau ond wedi'i achub gan baricitinib. Gyda'n gilydd, mae ein canlyniadau yn cefnogi'r casgliad bodSytocinau a achosir gan COVID-19-yn ddigonol i yrru podocytopathi sy'n gysylltiedig â COVAN trwy signalau JAK-STAT-APOL1 a gallai'r atalydd JAK rwystro'r broses bathogenig hon. Mae'r canfyddiadau hyn yn awgrymu y gallai fod manteision therapiwtig i atalyddion JAK ar gyfer rheoli podocytopathi cyfryngol APOL a achosir gan cytocin.

Gwasanaeth Cefnogol Wecistanche - Yr allforiwr cistanche mwyaf yn Tsieina:

E-bost:wallence.suen@wecistanche.com

Whatsapp/Ffôn:+86 15292862950

Siop Am Fwy o Fanylion:

https://www.xjcistanche.com/cistanche-shop

CAEL DYFYNIAD O'R CISTANCHE ORGANIG NATURIOL GYDA 25% ECHINACOSIDE A 9% ACTEOSIDE AR ​​GYFER Haint YR ARennau

Rhagymadrodd

Mae methiant yr arennau yn gymhlethdod dinistriol oHaint COVID{0}}. Mae hyd at 50% o dderbyniadau cleifion mewnol a 70% o dderbyniadau COVID-19 uned gofal dwys yn cael eu cymhlethu gan anaf acíwt i'r arennau (AKI), sydd yn ei dro yn cynyddu marwolaethau gan 30-50% (1, 2). Datgelodd cyfres o achosion biopsi arennau mai cwymp glomerwlopathi yw'r diagnosis histopathologig mwyaf cyffredin mewn AKI sy'n gysylltiedig â COVID (3). Nodwedd nodedig o glomerwlopathi cwympo (COVAN talfyredig) sy'n gysylltiedig â COVID yw ei ragdybiaeth bron yn unigryw ar gyfer Americanwyr Affricanaidd neu Dduon sy'n cario dau alel risg o Apolipoprotein L1 (APOL1) (3, 4). Daeth y ddau alel risg (a enwir G1 a G2) i'r amlwg fel amrywiadau codio yn y genyn APOL1 ac yn rhoi amddiffyniad rhag trypanosomiasis Affricanaidd. Fodd bynnag, mae cludo G1G1, G2G2, neu G1G2 (a elwir yn genoteipiau risg uchel) yn cynyddu'r risg o sbectrwm o glefyd yr arennau ac yn esbonio llawer o'r risg gormodol o glefyd yr arennau nad yw'n ddiabetig ymhlith Americanwyr Affricanaidd (5-8). Amcangyfrifir bod 13% o Americanwyr Affricanaidd yn cario genoteipiau APOL1 risg uchel (7). Yn ystod y pandemig COVID-19, canfu astudiaethau fod 92% rhyfeddol o achosion COVAN a brofwyd gan fiopsi mewn cludwyr genoteipiau APOL1 risg uchel, ac roedd angen dialysis ar 61% ohonynt adeg cyflwyno (3, 9). Mae'r canfyddiadau hyn yn sefydlu amrywiadau APOL1 fel cyfrannwr mawr at y gwahaniaeth hiliol mewn canlyniadau iechyd COVID{39}}. Er gwaethaf y cysylltiad trawiadol hwn, mae'r mecanwaith cellog sy'n cysylltu genoteipiau APOL1 risg uchel â haint SARS CoV a pathogenesis glomerwlopathi cwympo COVAN yn anhysbys o hyd.

Mae'r cysylltiad epidemiolegol cryf rhwng y genoteip APOL1 risg uchel a COVAN wedi arwain at y rhagdybiaeth bod COVID-19-wedi achosi mynegiant o APOL1 G1 neu G2 mewn podocytau a chelloedd endothelaidd glomerwlaidd - mae'r celloedd arennau wedi'u heffeithio wrth gwympo pathogenesis glomerwlopathi sy'n gyrru glomerwlopathi. COVAN. Ategwyd y ddamcaniaeth hon gan adroddiadau diweddar bod gorfynegiant trawsgenig o alelau risg APOL1 mewn podocytau llygoden neu gelloedd endothelaidd glomerwlaidd wedi achosi podocytopathi, endotheliopathi, glomerwlopathi, ac amlygiadau clinigol o fethiant yr arennau (10-14). Mae'r modelau clefyd murine hyn yn awgrymu y byddai'r mecanwaith sy'n sail i fynegiad APOL1 a achosir gan COVID-10 yn darged therapiwtig posibl ar gyfer COVID-19. Fodd bynnag, mae dau beth anhysbys pwysig. Yn un, nid yw'n hysbys a yw mynegiant protein APOL1 yn cael ei uwchreoleiddio yng ngolmerwli cleifion â COVAN. Dau, nid yw'n hysbys a yw SARS-CoV-2 yn cymell mynegiant APOL1 yn uniongyrchol trwy haint firaol mewn celloedd arennau neu'n anuniongyrchol trwy effeithiau storm cytocin a achosir gan SARS-CoV.

Methiant i ganfod SARS-CoV-2 ynbiopsïau arennau o COVANcleifion yn darparu cefnogaeth anuniongyrchol i'r ddamcaniaeth bod COVAN yn debygol o ddeillio o effeithiau storm cytocin yn hytrach na heintiad firaol uniongyrchol parenchyma'r arennau. Mae gronynnau firaol SARS-CoV-2 wedi'u canfod yn achlysurol mewn sbesimenau arennau awtopsi lle na ellid eithrio effaith ddryslyd awtolysis meinwe (3, 4, 15, 16). Mae nifer o cytocinau llidiol a chemocinau wedi'u nodi i gael eu huwchreoleiddio yn ysera o gleifion gyda COVID-19a/neu COVAN (4, 17, 18). Mae'r rhestr hon yn cynnwys cytocinau fel interferons alpha, beta, gama, a TNF y gwyddys yn flaenorol eu bod yn dadreoleiddio mynegiant APOL1. Fodd bynnag, mae'r rhestr hefyd yn cynnwys nifer o cytocinau llidiol sy'n cael eu huwchreoleiddio'n gadarn gan haint COVID-19. Nid yw'n hysbys a oes gan y cytocinau hyn effeithiau ychwanegyn, synergaidd neu elyniaethus ar fynegiant APOL1 a podocytopathi cysylltiedig.

Yn yr astudiaeth gyfredol, aethom i'r afael â'r bylchau gwybodaeth hyn trwy drosoli biopsïau arennau a gafwyd gan naw claf â COVAN a dwy aren rheoli dynol i ymchwilio i weld a yw protein APOL1 yn cael ei fynegi mewn COVAN ac arennau rheoli, ac ymhle. Gwnaethom broffilio deunaw o sytocinau a achosir gan COVID i nodi wyth cytocin a oedd yn ddigonol, yn absenoldeb SARS-CoV-2, i ysgogi mynegiant APOL1 yn synergyddol mewn celloedd glomerwlaidd dynol sylfaenol ac achosi podocytopathi mewn micro- arennau dynol organoidau. Mae'r astudiaeth hon nid yn unig yn cynnig y prawf cyntaf mewn model arbrofol sy'n deillio o bobl bod storm cytocin COVID-19 yn achosi mynegiant APOL1 a phosocytopathi, mae hefyd yn nodi'r llwybr signalau cyffredin sy'n cyfryngu'r effeithiau pathogenig. Mae gan yr astudiaeth hon oblygiadau a allai effeithio ar strategaethau ar gyfer sgrinio a thrin COVID-19 mewn cleifion Du a Sbaenaidd. Mae'n codi cwestiynau am ddiogelwch interfferonau atodol fel therapi COVID-19 mewn unigolion Du a Sbaenaidd sy'n cario genoteipiau APOL1 risg uchel (19, 20).

Canlyniadau

Mae mynegiant APOL1 yn cael ei uwchreoleiddio mewn podocytau a chelloedd endothelaidd glomerwlaidd cleifion COVAN. Er mwyn ymchwilio i weld a yw cleifion â diagnosis biopsi o COVAN wedi cynyddu mynegiant protein APOL1 yn eu podocytes a’u celloedd endothelaidd glomerwlaidd (GECs), fe wnaethom berfformio cyd-staenio imiwn-histocemegol o APOL1, synaptopodin (protein sy’n gysylltiedig ag actin o bodosytau gwahaniaethol), a CD31 (marciwr cell endothelaidd) ar fiopsïau arennau dau glaf â diagnosis COVAN (Ffigur 1). Roedd mynegiant APOL1 yn helaeth mewn glomeruli o ddau achos 1, a gafodd ei fiopsi ddeg mis ar ôl diagnosis COVID-19 (Ffigur 1A-F), ac achos 6, a gafodd ei fiopsi naw diwrnod ar ôl diagnosis COVID-19 (Ffigur 1G-L). Yn y ddau glaf, roedd staenio APOL1 cryf mewn podocytau synaptopodin-positif (saeth; Ffigur 1B, E, H, a K) ac ar hyd CD31-endotheliwm glomerwlaidd positif (pen saeth; Ffigur 1C, F, I, ac L). ). Mae presenoldeb protein APOL1 mewn podocytes a GECs ar adegau 9 diwrnod a 10 mis ar ôl diagnosis o haint COVID-19 yn awgrymu bod mynegiant APOL1 yn cael ei ysgogi'n gynnar ac y gallai barhau yn y glomeruli am sawl mis, ymhell ar ôl y COVID sy'n sbarduno{{ 27}} haint wedi datrys.

Mae mynegiant APOL1 yn cael ei uwchreoleiddio ym meinwe biopsi achosion COVAN ond nid mewn rheolyddion. Er mwyn gwerthuso cyffredinolrwydd y canfyddiadau imiwn-histocemegol hyn ymhellach, fe wnaethom nodi cyfanswm o naw achos COVAN gyda meinwe biopsi ar gael ar gyfer genoteipio ac IHC (Ffigur 2) yn ogystal â dau glaf rheoli, gan gynnwys un rheolaeth awtopsi o glaf a gafodd COVID{{2 }} haint ond ni ddatblygodd AKI (Ffigur 2B a 2C). Roedd nodweddion histopathologig clasurol COVAN yn cynnwys cwymp twmpath capilari glomerwlaidd gyda hypertroffedd podocyte cyfagos ac amlhau, yn aml gyda defnynnau adamsugno protein podocyte sy'n gysylltiedig â phroteinwria glomerwlaidd (Supple Fig1 a Supple Fig2). Roedd staenio IHC APOL1 yn absennol ym mhob glomeruli o reolaethau (Ffigur AC) ond yn bresennol yng ngolmerwli pob un o'r naw claf COVAN (Ffigur 2D-X). Roedd staenio APOL1 yn helaeth yn cytoplasm podocytes, GECs, ac mewn rhai celloedd epithelial parietal (Ffigur 2N, cylch stwnsh) (Ffigur 1, Ffigur 2 a Suppl Ffig3). Gellid gweld protein APOL1 mewn glomeruli gyda chapilarïau agored yn ogystal ag mewn ardaloedd lle mae glomerwlaidd yn cwympo. Mae'n debyg bod presenoldeb ymddangosiadol protein APOL1 o fewn rhai lwmen capilari yn cynrychioli cylchredeg APOL1, a gynhyrchir yn bennaf gan yr afu (21). Ar ben hynny, gwelwyd APOL1 hefyd mewn capilarïau peritubwl ac mewn celloedd epithelial tiwbaidd wedi'u hanafu (sterisks). Mae penodoldeb ac arwyddocâd y canfyddiad olaf hwn yn aneglur. Yn nodedig, roedd gan saith o’r naw achos COVAN genoteip APOL1 risg uchel (Ffigur 2D-V). Roedd y ddau achos arall, achos 9 ac achos 4, yn cynnwys genoteipiau risg isel G0G{0 (Ffigur 2W a 2X). Er ei fod o genoteip risg isel, roedd mynegiant achos 9 APOL1 yn debyg i fynegiant y saith achos risg uchel (Ffigur 2W). Dim ond dau glomeruli oedd rhag ofn 4 sleid biopsi arennau, ac roedd mynegiant APOL1 yn is yn y glomeruli hyn (Ffigur 2X). Gyda'i gilydd, mae'r canfyddiadau hyn yn dangos bod mynegiant gwaelodol yr aren APOL1 yn isel mewn glomeruli o unigolion heb anaf glomerwlaidd, hyd yn oed pan fydd gan yr unigolyn haint COVID-19; tra bod mynegiant APOL1 yn cael ei ddadreoleiddio mewn podocytes a GECs wrth osod COVAN mewn 89% o'n hachosion.

Fel y dangosir yn Nhabl 1, nododd saith o'r naw claf (77.8%) â COVAN a brofwyd gan fiopsi eu hunain fel Affricanaidd Americanaidd. Roedd chwech o'r saith claf hyn (85.7%) yn cario genoteipiau APOL1 risg uchel (pedwar G1G1, un G1G2, un G2G2). Mewn cymhariaeth, mae 13% o Americanwyr Affricanaidd yn cario genoteip APOL1 risg uchel. Nododd y ddau glaf arall eu hunain fel Gwyn Sbaenaidd ond yn nodedig, roedd gan un ohonynt genoteip risg uchel APOL1 hefyd. Yn gyfan gwbl, roedd saith o'r naw claf COVAN (77.8%) yn cario genoteipiau APOL1 risg uchel. Oed canolrifol yr achosion oedd 51 oed (ystod 37-60). Datblygodd pob un o'r naw achos anaf acíwt i'r arennau ac roedd ganddynt raddau amrywiol o broteinwria, yn amrywio o ystod isneffrotig i ystod neffrotig (1.4- 14 g/24awr). Perfformiwyd y rhan fwyaf o fiopsïau o leiaf 1 mis ar ôl haint COVID-19, ac eithrio achos 6 a gafodd ei fiopsi 9 diwrnod ar ôl prawf PCR positif. Ni chafodd biopsi un claf ei ddilyn tan 10 mis ar ôl yr haint yn eilaidd i adferiad anghyflawn. Roedd pob un o'r naw biopsïau claf yn arddangos glomerwlopathi cwympo, anaf tiwbaidd, a llid interstitial. Ni welwyd cynhwysiad reticular tiwbaidd endothelaidd yn unrhyw un o'r achosion. Yn nodedig, yn y ddau fiopsi COVAN a brofwyd am haint firaol uniongyrchol SARS-CoV-2 gan IHC a hybrideiddio in situ, ni chanfuwyd unrhyw firws (data heb ei ddangos).

COVID ailgyfunol{0}}Mae cytocinau anwythol yn dadreoleiddio mynegiant APOL1 yn synergyddol mewn celloedd endothelaidd glomerwlaidd sylfaenol a phosocytes. Er mwyn ymchwilio i weld a yw storm cytocin a achosir gan COVID-19-yn ddigonol i ysgogi mynegiant APOL1 mewn celloedd glomerwlaidd dynol, fe wnaethom feithrin podocytau dynol sylfaenol wedi'u hynysu o gelloedd endothelaidd arennau'r rhoddwr ymadawedig a phrif gelloedd endothelaidd glomerwlaidd dynol (GECs) mewn 1 o 18 o cytocinau a chemocinau yn flaenorol adroddwyd ei fod yn uchel yn serwm cleifion â SARS-CoV-2 (Ffigur 3A) (4, 17). Cadarnhawyd hunaniaeth podocyt gyda marcwyr podocyte lluosog gan gynnwys tiwmor Wilms1, synaptopodin, nephrin, a phodocalyxin (Ffigur 3B a Suppl Ffig 4A-B). Cadarnhawyd hunaniaeth GEC trwy fynegiant PECAM1 mewn perthynas âaren embryonig dynol293 cells (HEK) (Figure 3C). Induced APOL1 expression was quantitated by qPCR and immunoblot after 48hr treatment in GECs (Figure 3D and 3F) and podocytes (Figure 3E and 3G). Consistent with prior report (22), we found that interferons (gamma > beta > alpha) robustly induced expression of APOL1 in both GECs and in podocytes. Similarly, we found that TNF also induced a modest APOL1 expression in GECs and podocytes. Unexpectedly, we found that three cytokines-IL-6, IL-1β, and IL-18, which were previously unrecognized as inducers of APOL1 expression, also individually induced modest APOL1 expression in GECs or podocytes. Notably, the combination of all 18 recombinant cytokines produced a synergistic upregulation of APOL1 that was an order of magnitude higher than that produced by any of the interferons alone (Figure 3D). These effects were not only observed with cytokine concentration of 50ng/mL (Figures 3D and 3E) but also at 20ng/mL and 10ng/mL (Supplemental Figure 5). Cytokine conditions inducing >Cafodd trawsgrifiad APOL1 1.5 plyg o'i gymharu â rheolaeth a driniwyd gan y cyfryngau eu dadansoddi ymhellach ar gyfer arwyddocâd. Aseswyd arwyddocâd gan ddefnyddio prawf-t heb ei baru gyda chywiriad Holm-Sidak ar gyfer cymariaethau lluosog. Y gwerthoedd-P a adroddwyd yw'r gwerthoedd-p wedi'u haddasu. Mae'r canlyniadau hyn yn ehangu'r rhestr o cytocinau ffisiolegol sy'n gallu ysgogi mynegiant APOL1 y tu hwnt i'r interfferonau adnabyddus a TNF. Yn bwysig, mae'r canfyddiadau hefyd yn awgrymu y gallai synergedd cytocinau a achosir gan COVID fod yn fwy perthnasol ar gyfer rheoleiddio APOL1 nag effaith cytocinau ynysig yn unig.

Mae signalau JAK-STAT yn cyfrynguMynegiant APOL1 a achosir gan COVID-19-cytocin. Gwnaethom ymchwilio nesaf i weld a yw cytocinau a achosir gan COVID-19 yn dadreoleiddio mynegiant APOL1 trwy lwybr signalau mewngellol cyffredin y gellid ei ddefnyddio fel targed therapiwtig. Adroddwyd yn flaenorol bod sefydlu interfferon o APOL1 yn cael ei gyfryngu gan JAK-STAT1/2 (22, 23). Dangoswyd bod signalau drwy'r derbynnydd IL-6 yn cael ei gyfryngu gan STAT3, ac adroddir bod IL-1 a TNF yn actifadu STAT3 yn anuniongyrchol (24, 25). O ddiddordeb, adroddodd Meliambro et al yn ddiweddar ddadreoleiddio ffosffo-STAT3 ym meinwe biopsi achos o COVAN a neffropathi sy'n gysylltiedig â HIV (HIVAN) o'i gymharu â rheolaeth (26). Yn seiliedig ar y wybodaeth gefndir hon, fe wnaethom ddamcaniaethu mai llwybrau JAK1/2-STAT1/2/3 yw prif gyfryngwyr effeithiau sytocinau a achosir gan COVID wrth yrru mynegiant APOL1. I brofi'r ddamcaniaeth hon, fe wnaethom bennu cyflwr y llwybrau signalau hyn trwy fesur y STAT1, 2, a 3 ffosfforyleiddio mewn lysadau GECs ar ôl eu meithrin mewn cytocinau unigol neu gyfunol am 48 awr (Ffigur 3F). Cynyddodd interfferonau Math I (IFN ac IFN ) ffosfforyleiddiad STAT1-3 tra bod IFN wedi uwchreoleiddio ffosfforyleiddiad o STAT 1 a 3. Roedd IL-1 , TNF, ac IL-6 yn cynyddu ffosfforyleiddiad o STAT3 yn unig. Cynyddodd cytocinau cyfunol ffosfforyleiddiad STAT1-3. Gan wybod mai JAK1 a JAK2 yw'r cinesau protein sylfaenol i fyny'r afon sy'n ffosfforyleiddio STAT1-3, fe wnaethom ddamcaniaethu y byddai atal JAK1/2 yn rhwystro mynegiant APOL1 a achosir gan "holl cytocinau". Yn gyson â'r rhagfynegiad hwn, canfuom fod atalydd JAK1/{{{{{2-}atalydd penodol, baricitinib, wedi lleihau mynegiant APOL1 mRNA ac APOL1 yn sylweddol gan GECs a podocytau cynradd wedi'u trin â holl cytocinau (Ffigur 3D G). Gyda'i gilydd, mae'r canlyniadau hyn yn dangos mai signalau JAK-STAT yw'r prif lwybr sy'n cyfryngu mynegiant APOL1 a achosir gan cytocinau COVID.

Mae cytocinau a achosir gan COVID-19-yn ddigon i ysgogi mynegiant APOL1 mewn micro-organoidau arennau dynol sy'n deillio o iPSC trwy'r llwybr JAK-STAT. Mae micro-organoid yr arennau dynol yn llwyfan profedig ar gyfer modelu clefyd yr arennau dynol a hwyluso cyfieithu clinigol. Gofynnwyd a oedd y canlyniadau a gawsom o bodosytau dynol sylfaenol a GECs yn rhai y gellir eu cyffredinoli a'u dilysu gan fodel micro-organoid arennau sy'n deillio o bobl. Felly, cynhyrchwyd micro-organoidau arennau o fôn-gelloedd lluosog ysgogedig (iPSCs) cludwr Americanaidd Affricanaidd o genoteip G1G2 APOL1 i ymchwilio i reoleiddio, mynegiant a chanlyniadau APOL1 yn y model hwn (Ffigur 4A). Fe wnaethom feithrin micro-organoidau arennau yn IFN 10ng/mL neu gyfuniad o wyth cytocin (IFN , IFN , IFN , IL-18, IL-8, IL-6, TNF, IL{{18) }} ) yr un ar 10ng/mL naill ai yn absenoldeb neu bresenoldeb baricitinib, 10µM am 24 awr. Dewiswyd yr wyth cytocin hyn oherwydd eu bod yn rheoleiddio mynegiant APOL1 yn yr arbrofion blaenorol. Cadarnhawyd podocytau a chelloedd epithelial tiwbaidd yn y micro-organoidau arennau (Ffigur 4B). Yn gyson â'r llenyddiaeth (27), roedd celloedd endothelaidd yn cael eu tangynrychioli ym micro-organoidau'r arennau (data heb ei ddangos). Canfuom fod mynegiant protein APOL1 gwaelodol yn isel mewn micro-organoidau. Achosodd triniaeth IFN fynegiant APOL1 sylweddol, gyda'r dwysedd uchaf wedi'i gydleoli i ardaloedd o farciwr podocyte, podocalyxin. Fe wnaeth y coctel o sytocinau achosi mynegiant APOL1 rhy fawr a chadarn trwy'r strwythur micro-organoid o'i gymharu â thriniaethau eraill. Ni ddangosodd grwpiau a gafodd eu trin ag IFN ynghyd â baricitinib a'r holl cytocinau ynghyd â baricitinib unrhyw fynegiad APOL1, yn gyson ag ataliad llwyr o effaith cytocin. Roedd y mynegiant APOL1 mewn podocytau micro-organoid arennau yn atgoffa rhywun o'r hyn a welwyd mewn podocytau cleifion COVAN. Fodd bynnag, yn wahanol i arennau COVAN lle na welwyd unrhyw fynegiant APOL1 arwyddocaol mewn celloedd epithelial tiwbaidd iach, mynegodd celloedd epithelial tiwbaidd micro-organoid yr arennau E-Cadherin-positif APOL1. Gallai'r gwahaniaeth hwn fod oherwydd gwahaniaethau mewn derbynyddion cytocin bilen neu ffactorau epigenetig sy'n effeithio ar fynegiant protein yn tiwbiau anaeddfed micro-organoidau'r arennau. I grynhoi, mae micro-organoidau arennau dynol sy'n deillio o iPSC sydd wedi'u meithrin â chytocinau a achosir gan COVID yn dangos dadreoleiddiad cadarn o brotein pathogenig G1G2 APOL1 a rhwystrwyd y mynegiant gan ataliad y signalau JAK-STAT.

Fe wnaeth signalau JAK-STAT-APOL1 a ysgogwyd gan cytocin leihau hyfywedd podocytau micro-organoid yr arennau a achubwyd gan atalydd JAK. Yn olaf, gofynnwyd a yw'r G1G2 APOL1 a fynegir mewn micro-organebau arennau yn amharu ar hyfywedd podocyte. Fe wnaethom ddamcaniaethu y byddai protein amrywiolyn APOL1 a achosir gan cytocin yn achosi colled podocyte - ffenoteip nodweddiadol o COVAN. I brofi'r ddamcaniaeth hon, gwnaethom ynysu podocytau o ficro-organoidau arennau a gynhyrchwyd o iPSCs cludwr G1G2. Cafodd y podocytau eu meithrin yn IFN (10ng/mL), neu gyfuniad o wyth cytocin (10ng/ml yr un), ym mhresenoldeb ac absenoldeb baricitinib (10µM) am 96 awr (Ffigur 5A a B). Roedd triniaeth cytocin yn ysgogi mynegiant APOL1 yn gadarn a rhwystrwyd y mynegiant hwn gan baricitinib, yn gyson â'n harbrofion cynharach (Ffigur 5C). Yn unol â hyn, achosodd triniaeth cytocin golled podocyte sylweddol fel y nodir gan assay hyfywedd a chyfanswm ATP cellog (Ffigur 5D a 5E). Yn rhyfeddol, achubodd baricitinib y golled podocyte a achosir gan cytocin yn llwyr. Gyda'i gilydd, mae'r canlyniadau hyn yn cefnogi'r casgliad bod cytocinau a achosir gan COVID-19- yn sbarduno signalau JAK-STAT-APOL1 sydd yn ei dro yn achosi anaf a cholled podocyt. Mae effaith amddiffynnol rhwystr JAK ar hyfywedd podocyt yn cefnogi'r ddamcaniaeth hon yn gryf.

Trafodaeth

Prif gasgliadau'r astudiaeth gyfredol yw bod nifer o sytocinau a achosir gan COVID-19- y tu hwnt i interfferonau yn gweithredu'n synergyddol trwy signalau JAK-STAT i yrru mynegiant pathogenig APOL1, gan arwain at anaf a cholled podocyt sy'n cael ei rwystro gan ataliad JAK. Yn seiliedig ar gyfres o achosion, rydym yn dangos am y tro cyntaf bod protein APOL1 yn cael ei fynegi'n helaeth mewn podocytes a GECs cleifion sy'n cael diagnosis o COVID-19 ond nid yn glomeruli rheolyddion iach nac o COVID-19-positif ond rheolaeth COVAN-negyddol. Mewn tri model arbrofol, rydym yn dangos bod cytocinau ailgyfunol wedi'u huwchreoleiddio mewn haint COVID-19 yn ddigon i ysgogi mynegiant APOL1 cadarn, ac yn annisgwyl, bod y synergedd cryf a gynhyrchir gan gyfuniad o cytocinau wedi'i gyfryngu'n bennaf trwy lwybr signalau mewngellol cyffredin. Gyda’i gilydd, mae ein tystiolaeth arbrofol yn cefnogi’n gryf berthynas achosol rhwng signalau JAK-STAT-APOL1 a achosir gan cytocin a ffenoteip glomerwlaidd in vivo COVAN ac mae’n cefnogi ymchwiliad pellach i’r targed therapiwtig hwn.

Mae amlder cynyddol genoteip APOL1 risg uchel (77.8%) ymhlith cleifion â COVAN yr ydym yn adrodd amdanynt yma yn cyd-fynd ag adolygiad patholeg aml-ganolfan rhyngwladol diweddar a nododd genoteip APOL1 risg uchel mewn 91.7% o gleifion COVAN (3). O ystyried mai amlder genoteip risg uchel APOL1 ym mhoblogaeth gyffredinol America Affricanaidd yw 13% (28), mae darganfod amledd o 77-90% yn COVAN yn ddwys ac yn debyg i'r amledd 60-70% a adroddwyd yn Neffropathi sy'n gysylltiedig â HIV (HIVAN) (28-31). Mae bodolaeth y 20-30% sy'n weddill o achosion COVAN (a HIVAN) nad oes ganddynt genoteipiau APOL1 risg uchel yn awgrymu y posibilrwydd o pathomecaniaeth annibynnol APOL neu'r posibilrwydd y bydd rhai achosion gall COVID-19-mynegiant supraffisiolegol o G0 APOL1 achosi podocytopathi hefyd. Bydd angen astudiaethau pellach er mwyn dosrannu'r posibiliadau hyn. Serch hynny, rydym yn dangos yn flaenorol ynaren embryonig dynol(HEK) celloedd gyda tetracycline-inducible APOL1 mynegiant system sy'n cytotoxicity o APOL1 yn amrywiad- a dos-ddibynnol (32, 33). Adroddodd ymchwilwyr eraill mewn systemau tebyg sy'n seiliedig ar gelloedd (34). At hynny, nid yn unig y mae modelau llygoden trawsenynnol APOL1 wedi dilysu’r cysylltiad achosol rhwng alelau risg APOL1 ac anaf podocyt, ond maent wedi dangos bod graddau’r podocytopathi yn cydberthyn â lefelau mynegiant APOL1 (10, 12-14, 35) . Mae ein darganfyddiad bod wyth allan o naw achos COVAN wedi dangos mynegiant glomerwlaidd APOL1 cadarn o'i gymharu â rheolaethau ac mae'r dystiolaeth bod mynegiant o alelau risg APOL1 mewndarddol yn achosi podocytopathi mewn micro-organoidau arennau dynol yn cefnogi'r cysylltiad achosol rhwng APOL1 a podocytopathi. I'r gwrthwyneb, mae diffyg APOL1 yn y glomeruli o COVID-19 positif ond rheolaeth awtopsi AKI-negyddol G0G0 yn awgrymu nad yw haint COVID-19 heb anwythiad APOL1 yn yrrwr digonol oclefyd COVAN.