USC干细胞科学家揭示了男性和女性肾脏形成方式的关键差异

南加州大学的研究人员已经完成了肾脏的详细解构,首次揭示了性别差异以及器官中更多信息的亲密肖像。通过帮助区分肾脏疾病如何影响男性和女

南加州大学的研究人员已经完成了肾脏的详细解构,首次揭示了性别差异以及器官中更多信息的亲密肖像。

USC干细胞科学家揭示了男性和女性肾脏形成方式的关键差异

通过帮助区分肾脏疾病如何影响男性和女性,这一发现可能使3700万患有肾脏疾病的美国人受益。他们可以帮助医生查明与疾病有关的基因。它们可以帮助科学家对DNA进行重新编程以操纵​​细胞,并使新的组织因疾病而丢失。

“我们所做的是,第一次将复杂的器官带入单细胞成分,然后鉴定出每个细胞内部发生的所有遗传活性,然后以前所未有的细节水平重建肾脏。”南加州大学Eli and Edythe Broad再生医学和干细胞研究中心主任Andrew McMahon。“现在,任何人都可以访问我们的在线数据库,查明表达哺乳动物基因组中任何基因的肾脏细胞类型。”

该研究今天发表在《发育细胞》上。麦克马洪是第一作者,南加州大学凯克医学院和宾夕法尼亚大学的同事也加入了会议。

在实验室中,研究人员将注意力集中在小鼠肾脏上,因此将结果转化为人类的确切性尚不清楚。尽管如此,基于小鼠器官的研究已被证明可以加速对人类疾病的了解。先前已经报道了哺乳动物肾脏关键组成部分的结构相似性和性别差异-包括小鼠,大鼠和人类。

肾脏研究是USC干细胞计划的优先事项。肾脏疾病影响了15%的美国成年人,在种族和性别相关的肾脏损伤和疾病敏感性方面存在显着差异。根据疾病控制与预防中心的数据,每天有超过240人死于透析。

为了解构肾脏,McMahon和他的团队结合了成年雄性和雌性小鼠肾脏细胞的单细胞RNA测序,并将其与实验室中的细胞培养物进行了比较。结果是对器官进行了详细的逐个细胞观察。

他们发现,在与激素调节,肾脏疾病和肾脏关键的生理活动有关的基因表达中,性别之间存在明显差异。例如,他们注意到编码调节血压的酶的基因中的性别之间存在差异。这种差异在肾单位的近端肾小管区域尤为明显,肾单位是重吸收必需因子(例如葡萄糖和金属离子)和药物排毒的主力组织。

麦克马洪说:“这些结果表明,需要更好地了解人类肾脏内的性多样性。”“我们知道小鼠和人类之间在急性肾损伤的敏感性上有相似之处-男性处于明显的劣势-而且性别差异可能会影响药物研究和肾脏毒素的损害。”

的确,美国国立卫生研究院强调,研究需要考虑性别差异。性别影响疾病,治疗的风险以及人们对药物的反应方式。但是,过去,科学家们研究男性生理学并将发现应用于妇女,因此,诸如新的USC研究之类的研究强调了生物学差异的重要性。

麦克马洪说:“深刻的区别区分了男性和女性的肾脏。肾脏是人体平衡水分的调节剂,而且由于女性生育后代,为了母亲和后代的利益,母亲中可能存在重要的差异。”

他说,这些发现可以通过增进对可能影响药物试验,药物毒性和细胞重编程的遗传程序的理解而有益于人类健康。

包含该数据的可搜索数据库,即肾脏细胞浏览器,将使世界各地的研究人员能够在正确的肾脏解剖结构下研究每个细胞中的基因表达。麦克马洪说,想要研究与疾病相关的基因的临床医生可以进入数据库,查看哪些细胞表达该基因,从而改善基因,细胞与疾病之间的联系。

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