慢性腎臟病(CKD)是一個(gè)全球性的重大醫(yī)學(xué)挑戰(zhàn)，其共同的病理終點(diǎn)是腎纖維化。在大多數(shù)CKD中，起始的損傷通常作用于腎臟的上皮細(xì)胞，例如腎小管細(xì)胞。然而，最終執(zhí)行纖維化“施工”任務(wù)的卻是間質(zhì)中的間充質(zhì)細(xì)胞，特別是表達(dá)血小板衍生生長(zhǎng)因子受體β(PDGFR-β)的成纖維細(xì)胞。那么，連接上皮損傷與間質(zhì)纖維化的“橋梁”是什么？PDGF家族的配體之一——PDGF-B，被認(rèn)為是關(guān)鍵的促纖維化因子，但其在腎臟疾病中究竟由哪種細(xì)胞產(chǎn)生并發(fā)揮關(guān)鍵作用，一直懸而未決。是來(lái)源于損傷的小管細(xì)胞本身，還是間質(zhì)細(xì)胞自產(chǎn)自銷(xiāo)，抑或是循環(huán)中血小板帶來(lái)的“外援”？闡明PDGF-B的細(xì)胞來(lái)源及其在細(xì)胞間通訊中的功能關(guān)聯(lián)，對(duì)于理解腎纖維化的啟動(dòng)機(jī)制和開(kāi)發(fā)精準(zhǔn)治療策略至關(guān)重要。

為了回答這些問(wèn)題，來(lái)自德國(guó)亞琛工業(yè)大學(xué)醫(yī)院病理研究所的Barbara Mara Klinkhammer等研究人員在《Kidney International》上發(fā)表了一項(xiàng)研究。他們綜合運(yùn)用了轉(zhuǎn)錄組分析、細(xì)胞特異性基因敲除小鼠模型、多種腎纖維化模型以及單細(xì)胞測(cè)序和空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)等技術(shù)，深入探究了PDGF-B在腎臟中的細(xì)胞特異性功能。

研究首先對(duì)人和小鼠腎臟組織的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。隨后，研究人員構(gòu)建了三組細(xì)胞特異性敲除小鼠模型，分別在小鼠的腎小管上皮細(xì)胞(Pax8Cre::Pdgfb)、腎臟間充質(zhì)細(xì)胞(Foxd1Cre::Pdgfb)以及巨核細(xì)胞/血小板(Pf4Cre::Pdgfb)中條件性敲除Pdgfb基因。將這些小鼠分別置于三種不同病因（輸尿管梗阻、缺血再灌注損傷、腺嘌呤飲食）誘導(dǎo)的腎纖維化模型中，評(píng)估其表型和纖維化程度。研究還利用了人類腎臟活檢樣本（來(lái)自亞琛大學(xué)醫(yī)院病理研究所的匿名樣本）進(jìn)行驗(yàn)證，并通過(guò)單細(xì)胞RNA測(cè)序和細(xì)胞間相互作用分析、熒光原位雜交、數(shù)字病理學(xué)（Pathomics）以及批量RNA測(cè)序和通路分析等方法來(lái)闡明機(jī)制。

對(duì)公共單細(xì)胞RNA測(cè)序數(shù)據(jù)庫(kù)和研究者自身模型的分析顯示，在健康和纖維化的人、鼠腎臟中，PDGFB/Pdgfb的表達(dá)模式存在顯著差異。在健康腎臟中，其表達(dá)主要局限于內(nèi)皮細(xì)胞和常駐巨噬細(xì)胞。而在纖維化疾病狀態(tài)下，PDGFB/Pdgfb表達(dá)顯著上調(diào)，特別是在腎小管上皮細(xì)胞和間質(zhì)周細(xì)胞中。體外實(shí)驗(yàn)也證實(shí)，用促纖維化的TGF-β或促炎的LPS刺激原代腎小管細(xì)胞，可誘導(dǎo)Pdgfb表達(dá)上調(diào)。這些數(shù)據(jù)提示，內(nèi)皮細(xì)胞、上皮細(xì)胞或間充質(zhì)細(xì)胞都可能是PDGF-B的潛在來(lái)源，此外，血小板也是一個(gè)重要的腎外來(lái)源。

這是本研究最核心的發(fā)現(xiàn)。研究人員構(gòu)建了在腎小管上皮細(xì)胞等表達(dá)Pax8的細(xì)胞中特異性敲除Pdgfb的小鼠模型。在三種不同的腎纖維化模型（單側(cè)輸尿管梗阻、缺血再灌注損傷、2,8-二羥基腺嘌呤腎病）中，與對(duì)照組相比，小管特異性敲除小鼠的腎臟纖維化均顯著減輕。具體表現(xiàn)為：周管間質(zhì)中PDGFR-β⁺細(xì)胞的活化和增殖減少，α平滑肌肌動(dòng)蛋白(αSMA)和III型膠原的表達(dá)降低。重要的是，這種抗纖維化效應(yīng)是特異性的，并未伴隨腎臟功能、細(xì)胞死亡或炎癥標(biāo)志物的顯著改變。這表明，小管來(lái)源的PDGF-B通過(guò)一個(gè)相對(duì)特異的通路驅(qū)動(dòng)纖維化。

為了闡明機(jī)制，研究者通過(guò)熒光原位雜交進(jìn)行空間共定位分析，發(fā)現(xiàn)在纖維化腎臟中，表達(dá)Pdgfb的腎小管細(xì)胞與周?chē)�表達(dá)Pdgfrb的間質(zhì)細(xì)胞在空間上緊密相鄰，形成了“促纖維化生態(tài)位”。令人驚訝的是，有時(shí)單個(gè)Pdgfb陽(yáng)性的損傷小管細(xì)胞就足以誘導(dǎo)其周?chē)�形成一個(gè)被Pdgfrb陽(yáng)性細(xì)胞環(huán)繞的生態(tài)位。這些周細(xì)胞/成纖維細(xì)胞同時(shí)也表達(dá)其他間充質(zhì)和促纖維化標(biāo)志物，如αSMA、轉(zhuǎn)膠蛋白、腱生蛋白C和骨膜蛋白。對(duì)人類腎臟圖譜計(jì)劃數(shù)據(jù)的分析進(jìn)一步證實(shí)，在CKD患者腎臟中，PDGFB⁺的近端小管與PDGFRB⁺的成纖維細(xì)胞之間的相互作用顯著增強(qiáng)。配體-受體相互作用分析發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞外基質(zhì)-整合素連接是該生態(tài)位中細(xì)胞間通訊的重要方式。此外，PDGFB⁺的小管細(xì)胞表現(xiàn)出獨(dú)特的轉(zhuǎn)錄特征，包括DCDC2和腎臟損傷分子-1(Kim-1)等“適應(yīng)不良”小管標(biāo)志物的高表達(dá)，而在小管特異性敲除小鼠中，這些標(biāo)志物的表達(dá)降低。這些數(shù)據(jù)共同描繪了一幅圖景：損傷的、適應(yīng)不良的小管細(xì)胞通過(guò)分泌PDGF-B，以旁分泌方式“招募”并激活周?chē)�的周�?xì)胞/成纖維細(xì)胞，形成局部促纖維化微環(huán)境，驅(qū)動(dòng)纖維化進(jìn)展。

盡管在纖維化中間充質(zhì)細(xì)胞也上調(diào)表達(dá)PDGF-B，但特異性敲除間充質(zhì)細(xì)胞（表達(dá)Foxd1的細(xì)胞）中的Pdgfb，對(duì)健康或纖維化（單側(cè)輸尿管梗阻模型）小鼠的腎臟均未產(chǎn)生顯著影響。其腎臟病理、炎癥和纖維化指標(biāo)與對(duì)照組無(wú)異。這表明，盡管存在共表達(dá)，間充質(zhì)細(xì)胞來(lái)源的PDGF-B的自分泌信號(hào)在腎纖維化中并不扮演關(guān)鍵角色，其纖維化驅(qū)動(dòng)作用遠(yuǎn)小于小管來(lái)源的PDGF-B。

血小板是PDGF-B的重要儲(chǔ)存庫(kù)。然而，特異性敲除血小板（表達(dá)Pf4的細(xì)胞）中的Pdgfb后，小鼠在健康狀態(tài)下或單側(cè)輸尿管梗阻誘導(dǎo)的纖維化模型中，均未表現(xiàn)出腎臟表型、纖維化程度或炎癥狀態(tài)的顯著差異。盡管模型腎臟中總的PDGF-BB蛋白水平因血小板來(lái)源缺失而降低，但這并未轉(zhuǎn)化為纖維化結(jié)局的改變。這說(shuō)明，在研究的腎纖維化模型中，血小板來(lái)源的PDGF-B是冗余的，并非驅(qū)動(dòng)纖維化的必要條件。

本研究系統(tǒng)地闡明了PDGF-B在腎纖維化中的細(xì)胞特異性作用，得出了明確而具有轉(zhuǎn)化意義的結(jié)論：在腎纖維化過(guò)程中，損傷的腎小管上皮細(xì)胞是致病性PDGF-B的主要細(xì)胞來(lái)源。這些小管細(xì)胞通過(guò)旁分泌PDGF-B/PDGFR-β信號(hào)軸，激活周?chē)�表達(dá)PDGFR-β的周細(xì)胞/成纖維細(xì)胞，從而啟動(dòng)并驅(qū)動(dòng)局部“促纖維化生態(tài)位”的形成，最終導(dǎo)致間質(zhì)纖維化。相比之下，間充質(zhì)細(xì)胞的自分泌信號(hào)或血小板來(lái)源的PDGF-B在此過(guò)程中作用甚微。

這項(xiàng)研究的重要意義在于：首先，它精準(zhǔn)定位了腎纖維化關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因子PDGF-B的“責(zé)任細(xì)胞”，解決了該領(lǐng)域長(zhǎng)期存在的疑問(wèn)，將上皮損傷與間質(zhì)纖維化通過(guò)一個(gè)明確的分子通路（旁分泌PDGF信號(hào)）直接聯(lián)系起來(lái)。其次，研究揭示了“單個(gè)損傷小管細(xì)胞即可驅(qū)動(dòng)生態(tài)位形成”的精細(xì)時(shí)空動(dòng)力學(xué)，強(qiáng)調(diào)了早期、局部干預(yù)的可能性。再者，研究明確排除了血小板來(lái)源PDGF-B在經(jīng)典腎纖維化模型中的核心作用，有助于未來(lái)治療策略更精準(zhǔn)地聚焦于腎臟內(nèi)在機(jī)制。最后，這些發(fā)現(xiàn)為開(kāi)發(fā)針對(duì)PDGF-B/PDGFR-β軸，特別是干擾小管-間質(zhì)細(xì)胞對(duì)話的新型抗纖維化療法，提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和極具前景的靶點(diǎn)。該研究遵循了國(guó)際腎臟病學(xué)會(huì)關(guān)于臨床前動(dòng)物研究的共識(shí)指南，在多個(gè)模型、不同性別和年齡的小鼠中驗(yàn)證了結(jié)論，增強(qiáng)了其科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性和臨床轉(zhuǎn)化潛力。