Ulike mønstre av nyrefibrose tyder på skade på forskjellige nyrerom

edmund.chen@wecistanche.com

Abstrakt:Nyre fifibrose er en vanlig manifestasjon og kjennetegn på et bredt utvalg av kroniskenyresykdom(CKD) som vises i forskjellige morfologiske mønstre, noe som antyder distinkte patogene årsaker. Brede makroskopisk synlige arr er følgene av alvorlig fokal skade og fullstendig parenkymal ødeleggelse, noe som gjenspeiler en sårhelingsrespons som en konsekvens av infarkt. Inyre,kronisk glomerulær skade fører til atrofi av korresponderende tubuli, degenerasjon av dette spesifikke nefronet, og til slutt interstitiell fifibrose/tubulær atrofi (IF/TA). Sammenlignet med dette glomerulus-induserte fokale erstatningsarret, ser diffus fifibrose uavhengig av tubulær atrofi ut til å være en annen patogen prosess.Nyrefifibrose ser ut til å utvikle seg på en kompartmentspesifikk måte, men hvorvidt fokal og diffus fifibrose har distinkte egenskaper assosiert med andre glomerulære eller tubulointerstitielle lesjoner forblir unnvikende. I denne studien hadde vi som mål å analysere nyrefibrotiske mønstre relatert til nyreskader, som direkte bidrar til nyrefibrogenese, for å avdekke fibrotiske mønstre og manifestasjoner ved skade på distinkte nyreavdelinger. Mønstre avnyrefifibrose ble analysert i eksperimentelle modeller av CKD og ulike nyrepatologier i korrelasjon med histopatologiske og ultrastrukturelle funn. Etter induksjon av isolert halvmåneglomerulonefritt (GN) i nefrotoksisk serumnefritt (NTN), resulterte kronisk glomerulær skade i overveiende fokal fifibrose ved siden av atrofiske tubuli. Derimot avslørte bruk av unilateral ureteral obstruksjon (UUO) som en modell for primær skade på det tubulointerstitielle avdelingen diffus fifibrose som det dominerende mønsteret av kroniske lesjoner. Til slutt, folsyreindusert nefropati (FAN) som en modell av primær tubulær skade med påfølgende tubulær atrofi uavhengig av kronisk glomerulær skade induserte like mye dominerende fokal IF/TA. Ved å analysere flere nyrepatologier, tyder våre data også på at fokal og diffus fifibrose ser ut til å bidra som kroniske lesjoner i de fleste menneskers nyresykdom, hovedsakelig tilstede i antinøytrofile cytoplasmatiske antistoffer (ANCA)-assosiert GN, lupus nefritis og IgA nefropati ( IgAN). Fokal IF/TA korrelerte med glomerulær skade og irreversibel skade på nefroner, mens diffus fifibrose i ANCA GN var eksplisitt assosiert med interstitiell betennelse uavhengig av glomerulær skade og nefrontap. Ultrastrukturell analyse av fokal IF/TA versus diffus fifibrose avslørte distinkte matrisesammensetninger, ytterligere støttet av forskjellige kollagensignaturer i transkriptomdatasett. Med hensyn til langsiktig nyreutfall, var det kun omfanget av fokal IF/TA som korrelerte med utviklingen av sluttstadietnyresykdom(ESKD) i ANCA GN. I kontrast, diffusnyrefifibrose var ikke assosiert med det langsiktige nyreutfallet. Avslutningsvis gir vi her bevis på at et fokusmønster avnyrefifibrose ser ut til å være assosiert med nefrontap og erstatningsarrdannelse. Derimot et diffust mønster avnyrefifibrose ser ut til å skyldes primær interstitiell betennelse og skade.

Nøkkelord:fibrose mønster; nyrefibrose; nyreskade; rørformet atrofi; betennelse; systemisk vaskulitt

CISTANCHE VIL FORBEDRE NYRE-/NYREINFEKSJON

Introduksjon

Nyre fifibrose er en vanlig manifestasjon og kjennetegnet på et bredt utvalg av kroniskenyresykdommer(CKD) som fører til sluttfasennyresykdom(ESKD), uavhengig av den underliggende etiologien [1]. Generelt representerer nyrefifibrose (eller tubulointerstitiell fifibrose) histomorfologien til ekstracellulær matrise (ECM) avsetning i alle stadier av CKD.Nyrefifibrose kan vises i forskjellige morfologiske mønstre, noe som tyder på andre patogene årsaker [2]. Brede makroskopisk synlige arr er følgene av alvorlig fokal skade og fullstendig parenkymal ødeleggelse, noe som gjenspeiler en sårhelingsrespons som en konsekvens av infarkt [3]. Inyre, fører kronisk glomerulær skade til atrofi av den korresponderende tubulus, degenerasjon av dette spesifikke nefronet, og til slutt interstitiell fifibrose/tubulær atrofi (IF/TA) [4,5]. Sammenlignet med dette glomerulus-induserte fokale erstatningsarret, ser fifibrose uavhengig av tubulær atrofi (i det følgende referert til som diffus fifibrose) ut til å være en annen patogen prosess [6,7]. Tubulær atrofi er definert som tap av spesialisert transport og metabolsk kapasitet og er typisk preget av små tubuli, epitelceller med blek cytoplasma eller utvidede svært tynne tubuli. I motsetning til vår forståelse av fifibrose som arrvev som representerer en ufullstendig nyrereparasjonsprosess, anses diffus fifibrose som en aktiv bidragsyter til CKD-progresjon, som i hovedsak er basert på observasjonen at nedgangen i nyrefunksjonen korrelerer nærmere med tubulointerstitiell fifibrose i stedet for. med glomerulær skade [8–11]. Basert på konseptene ovenfor,nyrefifibrose diskuteres enten som en mekanisme for ufullstendignyrereparasjon eller en aktiv bidragsyter til CKD-progresjon [12,13].Nyrefifibrose ser ut til å utvikle seg på en kompartmentspesifikk måte, men om fokal IF/TA eller diffus fifibrose har distinkte egenskaper assosiert med andre glomerulære eller tubulointerstitielle lesjoner er fortsatt unnvikende. I denne studien hadde vi som mål å analysere nyrefibrotiske mønstre relatert til de nevnte nyrelesjonene (f.eks. glomerulære, tubulære og interstitielle lesjoner), som direkte bidrar til nyrefibrogenese.

Materialer og metoder

2.1. DyrAlle eksperimentelle dyrestudier ble utført med godkjenning fra Institutional Animal Care and Use Committee ved Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) og University Medical Center Göttingen i samsvar med ARRIVE-retningslinjene [14]. Eksperimentelle protokoller er detaljert nedenfor. En prøvestørrelse på n=5 mus i hver gruppe ble ikke formelt drevet eller forhåndsspesifisert. 2.2. Nefrotoksisk serumnefritt (NTN) Hver mus ble opprinnelig pre-immunisert med 200 µg saue-IgG (Capralogics, Gilbertville, IA, USA) i 200 µL komplett Freunds adjuvans (Sigma, St. Louis, MO, USA) intravenøst ​​injisert med µL 40 nefrotoksisk serum på dag 5, 6 og 7 etter pre-immunisering. Eksperimentene ble avsluttet 63 dager etter immunisering [15,16]. 2.3. Unilateral Ureteral Obstruksjon (UUO) Åtte til tolv uker gamle C57BL/6-mus ble bedøvet med isofluraninhalasjon, og analgesi ble utført ved subkutan buprenorfininjeksjon. Urinlederen ble separert fra omgivende vev, og to ligaturer ble plassert ca. 5 mm fra hverandre i de øvre to tredjedeler av urinlederen i venstre nyre for å oppnå pålitelig obstruksjon. Eksperimenter ble avsluttet ti dager etter ureterligering som beskrevet tidligere [17].

CISTANCHE VIL FORBEDRE NYRE/NYRESYKDOM

2.4. Folsyre-indusert nefropati (FAN)Nyreskade ble indusert med en enkelt intraperitoneal injeksjon av folsyre (250 mg/kg kroppsvekt i PBS) i CD1-mus. Eksperimenter ble avsluttet 96 dager etter injeksjon.

2.5. Studiepopulasjon Et totalt antall på 112 tilfeller av ulike nyrepatologier, inkludert akutt interstitiell nefritis (AIN), antinøytrofil cytoplasmatisk antistoff-assosiert assosiert glomerulonefritt (ANCA GN), membranøs GN, lupus nefritis, hypertensiv nefropati, IgA-nefropati (IgA-nefropati) glomerulosklerose (FSGS) og diabetikerenyresykdom(DKD) ble inkludert. Selv om det ikke var nødvendig med formell godkjenning for bruk av rutinemessige kliniske data, ble det gitt en positiv uttalelse fra den etiske komiteen ved University Medical Center Göttingen (nr. 22/2/14 og 28/9/17). Videre samtykket alle pasienter til datainnsamling som en del av deres vanlige medisinske behandling. 2.6. Definisjoner Den estimerte glomerulære filtrasjonshastigheten (GFR) ble beregnet ved bruk av ChronicNyresykdomEpidemiology Collaboration (CKD-EPI) ligning [18]. For tilfeller av ANCA GN ble Birmingham Vasculitis Activity Score (BVAS) versjon 3 beregnet som beskrevet tidligere [19]. BVAS vurderes på en skala fra 0 til 63, med en 0 som indikerer fravær av sykdomsaktivitet og høyere score indikerer aktiv sykdom. 2.7. Massons Trichrome Stain Formalinfikserte, parafininnstøpte nyrer ble seksjonert ved 3 µm, og farging ble utført ved BIDMC Histopathology Core og University Medical Center Göttingen. 2.8. Nyrehistopatologi Nyrepatologer (LS, SH og PS) evaluerte alle biopsier og ble blindet for klinisk datainnsamling og analyse. Analogt med Banffs scoringssystem, prosentandelen av kortikale områder påvirket av totaltnyrefibrose og fokal interstitiell fibrose i området med tubulær atrofi (IF/TA) ble vurdert innenfor hele prøven. Diffus fibrose som ikke er relatert til tubulær atrofi ble beregnet ved subtraksjon [20]. I tillegg ble hver glomerulus skåret separat for tilstedeværelsen av nekrose, halvmåner og global sklerose. Følgelig ble prosentandelen glomeruli med noen av disse funksjonene beregnet som en brøkdel av det totale antallet glomeruli i hver nyrebiopsi. Basert på disse skåringene, ble histopatologisk undergruppering ifølge Berden et al. (fokal, halvmåne, blandet eller sklerotisk klasse) og ARRS ifølge Brix et al. (lav, middels eller høy risiko) ble utført [21,22].

2.9. Remisjon induksjonsterapiGlukokortikoider (GC) ble administrert enten som intravenøs pulsterapi eller oralt med en nedtrappingsplan. Plasmautveksling (PEX) ble administrert i induksjonsperioden etter skjønn fra behandlende leger. Rituximab (RTX) ble administrert i fire intravenøse doser på 375 mg/m2 hver uke; RTX ble ikke administrert innen 48 timer før PEX-behandling. Cyklofosfamid (CYC) ble administrert i tre intravenøse doser opp til 15 mg/kg annenhver uke og hver tredje uke etter det, justert for alder og nyrefunksjon. Kombinasjonsbehandling ble gitt i fire intravenøse doser ved 375 mg/m2 RTX hver uke og to intravenøse doser ved 15 mg/kg CYC annenhver uke. Etter behandlende legers skjønn var remisjonsinduksjonsterapi avhengig av tidligere regimer og individuelle pasientfaktorer. RTX ble foretrukket hos yngre pasienter, med toksisitet som hovedårsaken til dette valget [23]. Profylakse for å forhindre Pneumocystis jiroveci-infeksjon ble gitt i henhold til lokal praksis.

CISTANCHE VIL FORBEDRE NYRE-/NYREFEILT

2.10. Analyser av offentlig tilgjengelige array-datasettOffentlig tilgjengelige datasett ble analysert i henhold til generelle anbefalinger [24]. Humant transkriptomarray-data er vist som log2 median sentrerte intensiteter hentet fra Nephroseq-databasen, inkludert European Renal cDNA Biobank (ERCB) fra 170 CKD-pasienter og 31 friske levende givere (aksesjonsnummer GSE69438) [25].

2.11. Statistiske metoderVariabler ble testet for normalfordeling ved bruk av Shapiro–Wilk-testen. Ikke-normalfordelte kontinuerlige variabler uttrykkes som median og interkvartilområde (IQR), kategoriske variabler presenteres som frekvens og prosent. Statistiske sammenligninger var ikke formelt drevet eller forhåndsspesifisert. For sammenligning mellom grupper ble Kruskal–Wallis-testen brukt. For gruppesammenligninger ble Mann–Whitney U-test brukt for å bestemme forskjeller i medianer. Ikke-parametriske sammenligninger mellom grupper ble utført med Pearsons kjikvadrattest. Korrelasjoner ble analysert ved å bruke Spear mans rangkorrelasjonskoeffisient (Spearmans ρ), og dataanalyser ble utført med GraphPad Prism (versjon 8.4.3 for macOS, GraphPad Software, San Diego, CA, USA).

3. Resultater

3.1. Skade på distinkte nyredeler resulterer i forskjellige mønstre av nyrefibroseFor å avklare potensielle underliggende sykdomsmekanismer i utviklingen av fokal IF/TA og diffus fifibrose som et resultat av glomerulær eller tubulær skade, utfordret vi først mus med eksperimentelle modeller for primær glomerulær skade som førte til glomerulær sklerose indusert av nefrotoksisk serumnefritt (NTN) , diffus tubulointerstitiell skade på grunn av postrenal svikt med nyrehemodynamiske og metabolske endringer forårsaket av unilateral ureteral obstruksjon (UUO), og en spesifikk modell av tubulær skade som fører til tubulær atrofi ved folsyreindusert nefropati (FAN, figur 1A) [26–28 ]. Nyrene i disse eksperimentelle modellene avnyreskadeble vurdert ved Massons trikromfarging som avslørte at kronisk glomerulær skade i NTN resulterte i overveiende fokal IF/TA ved siden av atrofiske tubuli (figur 1B, C og tabell 1). Derimot avslørte bruk av UUO som en modell for primær skade på det tubulointerstitielle avdelingen med tilhørende inflammatoriske lesjoner diffus fifibrose som det ledende mønsteret av kroniske lesjoner (figur 1B, C og tabell 1). Interessant nok induserte FAN som en modell for primær tubulær skade med påfølgende tubulær atrofi uavhengig av kronisk glomerulær skade en dominerende fokal IF/TA (Figur 1B, C og Tabell 1), og understreket dermed rollen som tubulær skade og tubulær atrofi for utviklingen. av dette fokale fifibrosemønsteret.

3.2. Fordeling av fokal IF/TA og diffus fibrose i humane patologierFor å verifisere om distinkte mønstre av nyrefifibrose er generelle sykdomsprogresjonsmekanismer som respons på kronisk skade og observert i nyrepatologier, analyserte vi deretter forekomsten og distribusjonen av fokal IF/TA og diffus fifibrose hos forskjellige andre mennesker.nyresykdommer.I et totalt antall på 67 nyrebiopsier med forskjellige nyrepatologier, inkludert antinøytrofil cytoplasmatisk antistoff-assosiert glomerulonefritt (ANCA GN), akutt interstitiell nefritis (AIN), membranøs GN, lupus nefritis, hypertensiv nefropati, IgA-segmental nefropati), glomerulosklerose (FSGS) og diabetikerenyresykdom(DKD), fokal IF/TA og diffus fifibrose kunne observeres i varierende grad (Figur 2A–C og Tabell 2). Interessant nok var diffus fifibrose hovedsakelig tilstede i tilfeller av ANCA GN, lupus nefritt og IgAN somnyresykdommermed glomerulær og interstitiell skade (Figur 2C). Disse funnene tyder på at distinkte mønstre av nyrefifibrose er tilstede i forskjellige nyrepatologier, inkludert ANCA GN, og at ANCA GN kan tjene som en modellsykdom for å studere inflammatoriske og degenerative skademekanismer til forskjellige nyreavdelinger [29].

3.3. Fokal IF/TA og diffus fibrose er tegn på skade på distinkte nyreavdelinger i ANCA GNFordi vi fant at distinkte mønstre av nyrefifibrose er tilstede i ulike nyrepatologier, inkludert ANCA GN som nyresykdom med glomerulær og inflammatorisk interstitiell skade med lik fordeling av fokal IF/TA og diffus fifibrose, analyserte vi distinkte mønstre av nyrefifibrose i assosiasjon med kliniske, laboratorie- og histopatologiske funn innen totalt 49 nyrebiopsier med bekreftet ANCA GN (tabell 3) [30–36]. Omfanget av total fifibrose korrelerte med alvorlig forverring av nyrefunksjonen, noe som ble reflektert av økningen av serumkreatinin og tap av glomerulær filtrasjonshastighet (GFR, figur 3B). Ved systematisk å skåre ANCA GN, korrelerte total fifibrose med en redusert andel av normale glomeruli tilskrevet akselererte halvmåner og global glomerulær sklerose (figur 3C). Blant inflammatoriske lesjoner korrelerte total fifibrose med total betennelse i ANCA GN som ikke eksplisitt tilskrives interstitiell betennelse utenfor områder av IF/TA eller betennelse i områder med interstitiell fifibrose og tubulær atrofi (i-IF/TA, figur 3C). Vi dissekerte deretter nyrefifibrose i fokal IF/TA og diffus fifibrose rundt intakte tubuli uten fremtredende tegn på tubulær atrofi for separat analyse (figur 3D). Interessant nok observerte vi ingen direkte korrelasjon mellom fokal IF / TA og diffus fifibrose (figur 3E), noe som impliserte distinkte egenskaper ved hver lesjon i ANCA GN. Som vi tidligere observerte for total fifibrose, korrelerte IF/TA med en redusert andel av normale glomeruli, hovedsakelig tilskrevet global glomerulær sklerose (Figur 3E), noe som bekrefter den etablerte mekanismen at kronisk glomerulær skade fører til degenerasjon av de tilsvarende tubuli med tubulær atrofi og fokal fibrotisk arrdannelse [4]. Derimot korrelerte ikke diffus fifibrose med kronisk glomerulær skade, men med halvmåne glomeruli (figur 3E), noe som antyder at diffus fifibrose (ikke relatert til tubulær atrofi) ligger til grunn for ennå ukjente mekanismer som er uavhengige av kronisk glomerulær skade og nefrontap. Systematisk skåring av nyrebetennelse viste at diffus fifibrose var spesifikt assosiert med interstitiell betennelse i ikke-fibrotiske områder (Figur 3E), mens fokal IF/TA korrelerte med total kortikal betennelse som ikke spesifikt ble tilskrevet interstitiell betennelse eller i-IF/TA ( Figur 3E). Det er verdt å merke seg at begge lesjonene korrelerte med mer alvorlig forverring av nyrefunksjonen (figur 3F), noe som ytterligere støtter observasjonen om at hver lesjon er en vesentlig bidragsyter til nyreskade og resultat.

Figur 3. Fokal IF/TA og diffus fifibrose indikerer skade på distinkte nyreavdelinger i ANCA GN. (A) Representativt mikrofotografi av Massons trikromfargede nyreseksjon i ANCA GN (skalalinje: 200 µm). (B) Sammenheng mellom total nyrefifibrose, kliniske funn og laboratoriefunn i ANCA GN er vist ved et varmekart som gjenspeiler gjennomsnittsverdier av Spearmans ρ, stjerner indikerer p < 0.05.="" (c)="" assosiasjon="" mellom="" total="" nyrefifibrose,="" glomerulære="" og="" inflammatoriske="" funn="" i="" anca="" gn="" er="" vist="" ved="" et="" varmekart="" som="" reflekterer="" gjennomsnittsverdier="" av="" spearmans="" ρ,="" stjerner="" indikerer="" p="">< 0,05.="" (d)="" representativt="" mikrofotografi="" av="" massons="" trikromfargede="" nyreseksjon="" i="" anca="" gn="" med="" fokal="" if/ta="" (øvre="" panel)="" og="" diffus="" fifibrose="" (nedre="" panel)="" vises="" (skalastreker:="" 40="" µm).="" (e)="" assosiasjon="" mellom="" fokal="" if/ta="" og="" diffus="" fifibrose="" med="" glomerulære="" og="" inflammatoriske="" funn="" er="" illustrert="" ved="" et="" varmekart="" som="" reflekterer="" gjennomsnittsverdier="" av="" spearmans="" ρ,="" stjerner="" indikerer="" p="">< 0,05.="" (f)="" assosiasjon="" mellom="" fokal="" if/ta="" og="" diffus="" fifibrose="" med="" kliniske="" funn="" og="" laboratoriefunn="" i="" anca="" gn="" er="" vist="" ved="" et="" varmekart="" som="" reflekterer="" gjennomsnittsverdier="" av="" spearmans="" ρ,="" stjerner="" indikerer="" p="">< 0,05.="" forkortelser:="" anca="" gn—antineutrofil="" cytoplasmatisk="" antistoff="" glomerulonefritt;="" bvas—birmingham="" vaskulitt="" aktivitetspoeng;="" crp—c="" reaktivt="" protein;="" gfr—glomerulær="" filtrasjonshastighet;="" if/ta—interstitiell="" fifibrose/tubulær="" atrofi;="" iqr—interkvartilt="" område;="" mpo—myeloperoksidase;="" acr—urin="" albumin/kreatinin="" rasjon;="" upcr—urin="" protein/kreatinin="">

3.4. Analyse av fokal IF/TA versus diffus fibrose avslører distinkte matrisesammensetningerDeretter analyserte vi de morfologiske egenskapene til fokal IF/TA og diffus fifibrose i ANCA GN mer detaljert. Semitynne seksjoner avslørte at fokal IF/TA rundt atrofiske tubuli var mer kondensert enn det løst anordnede fibrotiske vevet som omgir bevarte intakte tubuli (Figur 4A). Transmisjonselektronmikroskopi (TEM) belyste kollagenbunter innebygd i en tettpakket stromalmatrise (figur 4B). Derimot viste ultrastrukturell analyse av diffus fifibrose nesten intakte tubuli omgitt av en utvidet ødematøs indre med fokale kollagene bunter som avslørte en ufullstendig type fibrotisk vev (figur 4B). Disse observasjonene impliserte at fokal IF/TA og diffus nyrefifibrose kan variere når det gjelder ECM-sammensetning og organisering.

3.5. Tubulointerstitielt transkriptom i forbindelse med tubulær atrofi avslører distinkte kollagensignaturer i nyrefibroseVi analyserte deretter ECM-sammensetningen reflektert av kollagensignaturer i transkriptomdatasett fra mikrodisseksjonerte tubulointerstitielle rom hos 170 CKD-pasienter og 31 friske levende donorer (Nephroseq-database) for en assosiasjon med etablerte markører for tubulær atrofi, inkludert cytokeratin-7 (kodet av KRT7), -18 (KRT18) og -19 (KRT19) [25,37]. I tubulointerstitielle rom med høy ekspresjon av tubulære skademarkører ble kollagener COL1A1, COL1A2, COL3A1, COL4A1, COL4A2, COL5A2, COL6A3, COL16A1 og COL18A1 hovedsakelig uttrykt (figur 5). Derimot ble en invers korrelasjon observert for COL2A1, COL5A3, COL6A1, COL8A2, COL11A1, COL11A2, COL17A1 og COL19A1 (figur 5). Disse resultatene antyder at nyrefifibrose kan ha distinkte kollagensignaturer i markører for tubulær skade.

3.6. Focal IF/TA er assosiert med dårligere langsiktig resultat i ANCA GNFor å få innsikt i om distinkte mønstre av nyrefifibrose er assosiert med langsiktige nyreutfall, sammenlignet vi deretter total, fokal IF/TA og diffus nyrefifibrose i ANCA GN med utviklingen av ESKD. Total nyrefifibrose i ANCA GN korrelerte med verre langsiktige nyreutfall (tabell 4). Interessant nok korrelerte bare omfanget av fokal nyrefifibrose med nyreutfall (tabell 4). I motsetning til dette, assosierte ikke diffus nyrefifibrose med langsiktige nyreutfall (tabell 4), noe som antyder at distinkte fifibrosemønstre også kan påvirke sykdomsprogresjonen og potensiell behandlingsrespons.

Diskusjon

Til dags dato kan utviklingen av nyrefifibrose deles inn i to konsepter: på den ene siden gir litteraturen solide bevis for at nyrefifibrose er den enkle konsekvensen av irreversibel skade på nefronet, enten på grunn av kronisk glomerulær eller tubulær skade, begge resulterer i i tubulær atrofi og fokal interstitiell fifibrose rundt skadede nefroner [12,13]. Således bidrar fokal IF/TA assosiert med tubulær atrofi til reparasjon av nyrene ved å tjene som arrvev, og dermed erstatte nefroner som allerede er tapt [12]. På den annen side kan nyrefifibrose sees på som en aktiv, progressiv og skadelig remodelleringsprosess av nyreinterstitium. I denne prosessen bidrar fibroblaster direkte til epitelskade, noe som tyder på en ekte interstitiell mekanisme for CKD-progresjon [13]. Så vidt vi vet, er dette den første studien som systematisk dissekerer nyrefifibrose i to distinkte og uavhengige manifestasjoner med fokale eller diffuse histomorfologiske mønstre, og derved belyse to forskjellige patogene veier for disse lesjonene. For å gi ny innsikt i feltet nyrefibrogenese, utviklingen og skjebnen til nyrefifibrose, undersøkte vi tre forskjellige musemodeller med kjente enheter av nyrefifibrose for å avdekke fibrotiske mønstre og manifestasjoner ved skade på distinkte nyreavdelinger. Induksjon av en isolert halvmåne GN i NTN, og kronisk glomerulær skade, resulterte i overveiende fokal fifibrose ved siden av atrofiske tubuli [26]. Disse observasjonene støtter konseptet om irreversibel nefronskade som resulterer i fokal IF/TA rundt skadede nefroner [12,13]. Derimot avslørte bruk av UUO som en modell for primær skade på det tubulointerstitielle avdelingen med tilhørende inflammatoriske lesjoner diffus fifibrose som det ledende mønsteret av kroniske lesjoner [27]. Nyrefifibrose hos UUO-mus var preget av delikate kollagenfibre som omgir nesten intakte tubuli.

Interstitium av UUO-mus viste ikke bare diffus fifibrose, men også rikelig med inflammatoriske celler. Siden betennelse er en respons på skade, er det viktig å diskutere om interstitiell betennelse skyldes direkte skade på det interstitielle rommet uavhengig av nabonefronet. Følgelig resulterer diffus fifibrose fra isolert interstitiell nefritis uten primær skade på nyreepitelparenkymet, som kan oppstå i senere stadier av sykdomsprogresjonen som tubulointerstitiell nefritis, og sannsynligvis fører til atrofiske nefroner. Urinopphopning i det tubulære epitelsystemet er den primære skyldige i UUO-modellen, noe som fører til diffus fifibrose, nyrehemodynamiske og metabolske endringer [27]. Siden hver overbelastning av parenkymet fører til ødem i det omkringliggende interstitium, kan diffus ødematøs skade av nyreinterstitium forklare omfanget av betennelsen og diffus fifibrose hos UUO-mus. Til slutt induserte FAN som en modell av primær tubulær skade med påfølgende tubulær atrofi uavhengig av kronisk glomerulær skade en dominerende fokal IF/TA, og understreket dermed rollen som tubulær skade og tubulær atrofi for utviklingen av fokal IF/TA [28]. I denne modellen så det ut til at flere nærliggende nefroner ble skadet av direkte tubulær toksisitet, noe som førte til utvidet tubulær atrofi uten glomerulær skade.

Etter analysen av flere nyrepatologier, tyder våre data også på at fokal IF/TA og diffus fifibrose ser ut til å bidra som kroniske lesjoner i de fleste menneskers nyresykdom. Fokal IF/TA og diffus fifibrose er hovedsakelig tilstede i ANCA GN og understreker den postulerte mekanismen for direkte interstitiell skade som årsak til diffus fifibrose. I ANCA GN som nyresykdom med glomerulær skade (halvmånedannelse, glomerulær sklerose og nefrontap) og interstitiell skade (på grunn av betennelse), gir vi her bevis på at tubulointerstitiell fifibrose enten er assosiert med nefronskade (avhengig av eller uavhengig av glomerulær arrdannelse) eller primær interstitiell skade (som fører til en diffus fibrotisk interstitiell remodellering) [22,38–41]. Videre viser dataene våre at fokal IF/TA i ANCA GN korrelerte med global glomerulær sklerose, noe som resulterer i glomerulær sklerose og nefrontap [26]. Her kunne vi også avsløre at fokal nyrearrdannelse representerer det sentrale mønsteret av nyrefifibrose, og bekrefter en stor overflod av litteratur som beskriver at kronisk glomerulær skade fører til degenerasjon av den tilsvarende tubulus med tubulær atrofi, tap av dette spesifikke nefronet og ufullstendig nyreparasjon av et fokalt erstatningsarr [12]. Dermed bekrefter våre data at fokal IF/TA er assosiert med irreversibel skade på nefroner, enten avhengig eller uavhengig av glomerulær skade. De fokale IF/TA-mønstrene i humane biopsier ser ut til å være av lignende opprinnelse, noe som gjenspeiler nyreparasjon. Derimot var diffus fifibrose i ANCA GN spesifikt assosiert med interstitiell betennelse. Semitynne seksjoner avslørte fibrotisk vev med løst anordnede kollagenfibre som omgir nesten helt intakte tubuli som mangler tegn på ekte atrofi. Merk at TEM-analyse viste svært tynt arrangerte kollagenbunter i et veldig løst organisert interstitium, noe som tyder på ødematøse interstitielle endringer. Fordi ANCA GN er en vaskulitt som påvirker små kar, kan interstitiell inflammasjon og diffus fifibrose forklares på grunn av interstitiell vaskulitt med en ledsaget kapillærlekkasje; derved forverrer ødem og interstitiell inflammasjon diffus interstitiell fifibrose [42].

CISTANCHE VIL FORBEDRE NYRE/NYRE DIALYSEN

Transkriptomdatasett fra mikrodisseksjonerte tubulointerstitielle rom avslørte distinkte kollagensignaturer assosiert med fokal IF/TA assosiert med tubulær atrofi og diffus fifibrose som ikke er relatert til tubulær atrofi, noe som antyder at fokal IF/TA og diffus nyrefifibrose kan variere i ECM-sammensetning. Kollagen er et stort rikelig fibrøst protein i den ekstracellulære matrisen. Kollagener utgjør det primære strukturelle elementet i ECM og gir strekkstyrke, regulerer celleadhesjon, støtter kjemotakse og migrasjon, og direkte vevsutvikling [43]. Til dags dato har 28 typer kollagen blitt beskrevet. Hovedtypene av kollagen som finnes i bindevev er type I, II, III, V og XI. I mikrodisseksjonerte tubulointerstitielle rom inneholdt fokal fifibrose assosiert med markører for tubulær atrofi hovedsakelig kollagen type I, III, IV og V. Derimot identifiserte vi en invers korrelasjon med kollagen type II og XI, noe som antyder at fokal IF/TA og diffus nyre fifibrose kan variere i forskjellige kollagensignaturer. Til slutt viser vi her at total nyrefifibrose i ANCA GN korrelerte med verre langsiktige nyreutfall, som beskrevet tidligere [22]. Interessant nok korrelerte bare omfanget av fokal nyrefifibrose med nyreresultatet. I motsetning til dette var ikke diffus nyrefifibrose assosiert med det langsiktige nyreutfallet. Disse observasjonene impliserer at distinkte fifibrosemønstre også kan påvirke sykdomsprogresjon og potensiell behandlingsrespons.

Til sammen gir vi her bevis på at flertallet av nyrefifibrose ser ut til å være assosiert med nefrontap og erstatningsarrdannelse, som representerer ufullstendig vevsreparasjon. Derimot ser diffus fifibrose ut til å være et resultat av primær interstitiell betennelse og skade uten skade på epitelrommet i nyren. Interessant nok korrelerte begge mønstrene av fifibrose med mer alvorlig forverring av nyrefunksjonen, noe som antyder at hver interstitiell fibrotisk lesjon er en viktig bidragsyter til resultatet. Samtidig er konseptet med tap av funksjonelt parenkym som fører til fokal erstatningsfifibrose og diffus fifibrose som ligger til grunn for alternative mekanismer ennå ikke systematisk beskrevet i nyrene. Slike mekanismer har imidlertid blitt rapportert ved hjertefifibrose. Erstatningsfifibrose (arrfifibrose) er fokal og oppstår etter kardiomyocyttnekrose, for eksempel etter hjerteinfarkt, og anses som irreversibel for å forhindre hjertemuskelruptur etter infarkt [44]. På den annen side har diffus fifibrose vært assosiert med diffus spredning av ekstracellulært kollagen uten kardiomyocyttnekrose og antas å være reversibel i prinsippet [45–48].

Hovedbegrensningene i vår studie er det begrensede antallet nyrebiopsier i noen nyrepatologier, dens retrospektive design og den begrensede overførbarheten av eksperimentelle modeller av nyreskade til mennesker. Ikke desto mindre, vårt hovedfunn om at fokal IF/TA og diffus fifibrose er uavhengige mønstre av nyrefifibrose i ANCA GN (og andre kroniske nyresykdommer) antyder at hver lesjon har distinkte egenskaper og sannsynligvis mekanismer i ANCA GN. Videre utvider disse observasjonene vår nåværende kunnskap om samspillet mellom betennelse, nyreskade og fifibrose, og bidrar til en mer presis forståelse av inflammatoriske responser og potensielle nye terapeutiske strategier for å modulere distinkte manifestasjoner av nyrefifibrose

Konklusjoner

Som konklusjon gir vi her bevis på at fokalmønsteret av nyrefifibrose ser ut til å være assosiert med nefrontap og erstatningsarrdannelse. I kontrast, det diffuse mønsteret av nyre, fifibrose ser ut til å skyldes primær interstitiell betennelse og skade