腎臟是哺乳動(dòng)物的重要代謝器官。腎臟由腎單位和集合管系統(tǒng)共同組成，在血壓調(diào)節(jié)和尿液生成等方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。腎臟結(jié)構(gòu)異常與先天性畸形和慢性腎病相關(guān)。目前，腎臟結(jié)構(gòu)形成過程及分子基礎(chǔ)尚不清晰。

近日，中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所劉江研究組與中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)柯玉文研究組合作，在《創(chuàng)新》（The Innovation）上在線發(fā)表了題為A high-definition spatiotemporal transcriptomic atlas of mammalian kidney development的研究論文。該研究構(gòu)建了小鼠腎臟單細(xì)胞空間轉(zhuǎn)錄組圖譜，揭示了細(xì)胞通訊在腎臟結(jié)構(gòu)建立與維持過程中的調(diào)控作用。

研究顯示，腎臟發(fā)育過程涉及40種與細(xì)胞遷移相關(guān)的細(xì)胞間通訊。研究發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)腎臟的皮質(zhì)-髓質(zhì)兩層模型不同，腎臟在發(fā)育過程中逐步形成五層結(jié)構(gòu)。其中，遷移相關(guān)的細(xì)胞間通訊驅(qū)動(dòng)這一復(fù)雜結(jié)構(gòu)建立，特別是ephrin-A5在髓質(zhì)三層結(jié)構(gòu)的形成過程中發(fā)揮重要作用。同時(shí)，五層結(jié)構(gòu)中特定細(xì)胞類型的空間分布及基因表達(dá)模式可能增強(qiáng)腎臟對(duì)低氧和高滲環(huán)境的適應(yīng)能力。進(jìn)一步，研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)rizzled 4受體對(duì)亨氏管U型結(jié)構(gòu)的形成至關(guān)重要。在成體階段，腎臟趨于穩(wěn)態(tài)，而研究?jī)H檢測(cè)到三種遷移相關(guān)的配受體對(duì)，且由于最外層祖細(xì)胞的缺失，形成穩(wěn)定的四層結(jié)構(gòu)。

上述工作生成了單細(xì)胞分辨率的小鼠腎臟時(shí)空轉(zhuǎn)錄組圖譜，揭示了細(xì)胞間通訊在器官?gòu)陌l(fā)育期的結(jié)構(gòu)建立到成體穩(wěn)態(tài)維持中的重要作用，有望為未來(lái)器官再生研究提供理論依據(jù)。

研究工作得到國(guó)家科技重大專項(xiàng)和國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等的支持。

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細(xì)胞通訊在腎臟結(jié)構(gòu)發(fā)育與穩(wěn)態(tài)維持中的調(diào)控作用

來(lái)源：中科院