转录组学与蛋白质组学联合分析鉴定ANCA相关性肾小球肾炎的免疫特征

A Combined Transcriptomics and Proteomics Approach to Identify Immune Signatures in ANCA-Associated Glomerulonephritis

作者信息Ivana Stojkic, John P Shapiro, Arnon Arazi, Huijuan Song, Pearlly Yan, Estela Puchulu-Campanella, Hubao Wang, William E Smoyer, Lynn A Fussner, Anjali Satoskar, Xin Wang, Samir V Parikh, Stacy P Ardoin, Dan Koboldt, Brad H Rovin, Salem Almaani
PMID42489126
发布时间2026-07
DOI10.1002/acr2.90114

实验完整度

本研究包含转录组学(n=23)、蛋白质组学(n=10)及组织学相关性分析,具备明确实验方法和结果,但为观察性研究,缺乏功能实验或体内模型验证。

主要模型

肾活检组织(ANCA相关性肾小球肾炎患者及健康对照)

重点核对

转录组学队列:23例AAGN患者,其中21例新诊断,2例复发 蛋白质组学队列:10例AAGN患者,均为新诊断 健康对照组:转录组学5例,蛋白质组学5例(其中2例与转录组学重叠) 差异表达基因筛选阈值:|log2FC| ≥ 1.5,FDR < 0.05 组织学评分:根据Berden分类系统,评估正常肾小球、硬化肾小球、新月体/坏死性肾小球及间质纤维化/肾小管萎缩的比例

摘要

目的:抗中性粒细胞胞浆抗体相关性血管炎常导致严重的肾脏损害。为了更好地理解ANCA相关性肾小球肾炎并确定潜在的新治疗靶点,我们对转录组学队列中23名患者、蛋白质组学队列中10名患者以及各比较组5名健康对照的肾活检组织进行了全面的转录组学和区室蛋白质组学分析。方法:对福尔马林固定石蜡包埋的肾活检组织进行了批量RNA测序。使用DESeq2、Ingenuity Pathway Analysis和基因集富集分析鉴定差异表达基因和通路。评估了基因表达与组织学特征之间的相关性。通过激光显微切割的肾小球和肾小管间质区室的质谱分析进行蛋白质组学分析,以鉴定差异丰度蛋白和富集通路。结果:在ANCA相关性肾小球肾炎中,与对照组相比,347个基因上调,134个下调,包括IL17D、CXCR2、IL7R和CD163。值得注意的是,多个三基序蛋白家族基因上调。基因集富集分析揭示了广泛的免疫细胞富集以及促炎性白细胞介素IL-12、IL-17和IL-18信号通路的激活。此外,特定通路与组织学特征相关(r ≥ 0.6),包括组织学正常肾小球中补体级联的富集,提示补体激活先于可见的结构损伤。相反,STAT3/TRIM25信号与肾小球硬化相关,IL-23与坏死性肾小球相关,FAT10信号与间质纤维化和肾小管萎缩相关。蛋白质组学在肾小管间质中鉴定出63种差异丰度蛋白,在肾小球中鉴定出271种,关键网络激活因子在各数据集中重叠。结论:本研究揭示了ANCA相关性肾小球肾炎中复杂的肾内免疫景观,涉及多种免疫细胞参与和与进行性损伤相关的通路。我们的发现强调了潜在的进一步研究的治疗靶点,包括IL-17、IL-8和IL-23。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
ANCA相关性肾小球肾炎肾组织中存在哪些分子通路和免疫细胞浸润,以及它们与组织学损伤的关联?
核心机制
在AAGN肾组织中,补体级联、IL-17/IL-23、IFN信号通路及TRIM蛋白(如TRIM21、TRIM25)介导的免疫调控通路被激活,可能促进肾小球损伤。
主要证据
转录组学显示481个差异表达基因,蛋白质组学显示肾小球和肾小管间质分别有271和63个差异蛋白;GSEA预测多种免疫细胞浸润;组织学相关性分析显示补体通路与正常肾小球负相关,STAT3/TRIM25与硬化相关。
研究意义
本研究为AAGN的发病机制提供了全面的分子景观,提出了潜在的靶向治疗策略,包括补体抑制、细胞因子(IL-17/IL-23)阻断和免疫检查点调节。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

患者队列与样本收集

收集AAGN患者和健康对照的肾活检组织,用于转录组和蛋白质组分析。

从23名AAGN患者(21名新诊断,2名复发)和8名健康对照(转录组学5名,蛋白质组学5名,其中2名重叠)获取肾活检组织。

2

转录组测序与差异表达分析

鉴定AAGN肾组织与健康对照之间的差异表达基因和通路。

对FFPE肾活检组织进行批量RNA测序,使用DESeq2鉴定差异表达基因,并通过IPA和GSEA进行通路富集分析。

3

区室蛋白质组学分析

鉴定肾小球和肾小管间质中的差异丰度蛋白和通路。

通过激光显微切割分离肾小球和肾小管间质,进行质谱分析,并使用Proteome Discoverer进行蛋白鉴定和定量。

4

免疫细胞浸润预测

预测AAGN肾组织中免疫细胞类型的富集情况。

使用基于单细胞RNA-seq参考基因集的GSEA分析,预测免疫细胞浸润。

5

组织学相关性分析

评估基因表达与肾活检组织学特征之间的相关性。

使用Spearman相关分析,将标准化基因表达数据与Berden分类标准(正常肾小球、硬化、新月体/坏死、IFTA)相关联。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
truXTRAC FFPE RNA Plus 试剂盒Covaris--
安捷伦生物分析仪Agilent--
NEBNextNew England Biolabs--
Twist全外显子组反应试剂盒Twist Bioscience--
Illumina NovaSeq 6000Illumina--
Easy-nLC 1000----
Orbitrap Eclipse Tribrid 质谱仪Thermo Fisher--
Proteome Discoverer 2.5版Thermo Fisher--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
患者队列
患者数量:转录组学23例,蛋白质组学10例;健康对照:转录组学5例,蛋白质组学5例;疾病状态:21例新诊断,2例复发(转录组学)
阅读提示:参见'Study participants, samples, and clinical information'部分及表1
转录组测序
RNA提取试剂盒:truXTRAC FFPE RNA Plus kit;测序平台:Illumina NovaSeq 6000;测序模式:PE100;文库构建:rRNA去除、链特异性cDNA;外显子组捕获:Twist Comprehensive Exome Reaction Kit
阅读提示:参见'Bulk sequencing'部分
蛋白质组学
质谱平台:Easy-nLC 1000联用Orbitrap Eclipse Tribrid;样本:激光显微切割的肾小球和肾小管间质;数据处理:Proteome Discoverer 2.5,全局归一化,log2转换,t检验,FDR<0.05
阅读提示:参见'Proteomic analysis'部分
通路分析
IPA参考背景:全球IPA知识库;GSEA参考集:狼疮肾炎加速医学合作联盟(AMP)
阅读提示:参见'Pathway analysis'和'Assessment of immune cell infiltration'部分
组织学相关性
相关系数阈值:Spearman ρ≥0.6;显著性阈值:调整后P<0.05;组织学评分:Berden分类
阅读提示:参见'Correlation of transcriptomic data to histology'和'Correlation of proteomic data to histology'部分