Oncostatin M介导肥胖与慢性肾脏病之间的因果关系:来自孟德尔随机化和实验验证的证据

Oncostatin M mediates the causal relationship between obesity and chronic kidney disease: evidence from Mendelian randomization and experimental validation.

作者信息Xingjian Zhang, Yong Tian, Xiaoying Ren, Jia Liu, Guang Wang
PMID41340158
发布时间2025-12-03
DOI10.1186/s13098-025-02010-1

实验完整度

包含两步孟德尔随机化、临床血清样本检测、公开scRNA-seq数据分析及HFD小鼠体内验证,涵盖多层级证据并含功能验证。

主要模型

C57BL/6小鼠(高脂饮食诱导肥胖模型) 人肾组织scRNA-seq数据(非肥胖与肥胖供体) 人血清样本(正常体重、超重、肥胖参与者)

重点核对

MR分析中BMI对CKD的因果效应(β=0.289, P=1.573e-23) 中介分析中OSM介导比例4.48%(95% CI=1.07%-8.83%, P=0.022) 临床研究中血清OSM与BMI正相关(P<0.001)及蛋白尿关联(P<0.01) scRNA-seq中OSMR表达在肥胖肾组织中升高(adj.P=6.42e-37) 动物实验中HFD组小鼠OSMR、JAK1、p-JAK1蛋白表达升高(P<0.05)

摘要

背景:肥胖是慢性肾脏病(CKD)的危险因素。肥胖相关性肾小球病(ORG)的主要特征之一是慢性低度炎症状态。在此,我们旨在通过孟德尔随机化(MR)分析探索可能作为肥胖与CKD之间介导因子的炎症蛋白,并通过临床研究和动物实验验证发现。方法:进行两步MR和中介分析,以评估肥胖相关特征、循环炎症蛋白与CKD之间的因果关系。在确定Oncostatin M(OSM)为潜在介导因子后,评估了正常体重、超重或肥胖人受试者的血清OSM水平。使用公开可用的scRNA-seq数据验证了人肾脏中OSM受体(OSMR)的表达。通过Western blotting验证了高脂饮食(HFD)喂养的肥胖小鼠肾脏中OSMR的蛋白表达和激活。结果:循环OSM水平是体重指数(BMI)与CKD之间的潜在中介因子,中介比例为4.48%。在临床研究中,肥胖个体血清OSM水平升高,并与BMI和蛋白尿相关。scRNA-seq分析发现肥胖肾脏中OSMR表达升高,在内皮细胞中表达最高。体内实验显示,肥胖小鼠肾脏中OSMR、JAK1和磷酸化JAK1的蛋白表达增加,表明OSM/OSMR信号通路被激活。结论:我们确定循环OSM水平是肥胖与CKD因果关联中的潜在中介因子。OSM/OSMR可能是制定ORG治疗策略的有前景的靶点。

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
肥胖是否通过炎症蛋白介导CKD的发生,以及OSM是否作为潜在中介因子并在体内验证?
核心机制
肥胖升高循环OSM水平,OSM与其受体OSMR结合并激活JAK1(磷酸化),进而可能参与肾脏损伤。
主要证据
MR显示OSM介导BMI对CKD的效应(4.48%);临床血清OSM与BMI及蛋白尿相关;scRNA-seq显示肥胖肾脏OSMR表达升高;HFD小鼠肾脏OSMR、JAK1、p-JAK1表达增加。
研究意义
OSM/OSMR可能成为ORG治疗策略的潜在靶点,为肥胖相关肾损伤的防治提供新见解。

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

孟德尔随机化分析

评估肥胖相关性状与CKD的因果关系,并筛选介导因子。

使用GWAS数据进行两步MR和中介分析,识别OSM作为BMI与CKD之间的潜在介导因子。

2

临床横断面验证

验证血清OSM水平与BMI及蛋白尿的关联。

招募66名不同体重指数参与者,测量血清OSM水平,分析其与BMI、蛋白尿、Scr、BUN的相关性。

3

单细胞RNA测序分析

验证OSMR在人肾组织中的表达及其细胞类型分布。

分析公开scRNA-seq数据(GSE183279),比较非肥胖与肥胖供体肾脏中OSMR表达,并鉴定主要表达细胞类型。

4

动物模型体内验证

验证HFD诱导的肥胖小鼠肾脏中OSMR信号通路的激活。

对HFD喂养20周的小鼠,测量体重、UACR、Scr,进行肾脏组织学染色(PAS、Masson)和Western blot检测OSMR、JAK1、p-JAK1表达。

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
人OSM ELISA试剂盒FineTestEH0249
小鼠微量白蛋白尿ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-M0792
肌氨酸氧化酶肌酐检测试剂盒JianchengC011-2-1
RIPA裂解液SolarbioR0010
BCA蛋白定量试剂盒Thermo Scientific23228
PVDF膜Merck MilliporeIPVH00010
抗OSMR抗体Abcamab315388
抗JAK1抗体Proteintech66466-1-Ig
抗磷酸化JAK1抗体AbclonalAP0530
抗α-tubulin抗体SolarbioK200064M
Touch Imager成像系统e-BLOT Life Science--

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
孟德尔随机化分析
GWAS数据来源、工具变量选择阈值(P<5e-8或P<1e-5)、LD clumping参数(r2<0.01, 距离≥5000kb)、F统计量>10
阅读提示:Materials and methods -> Two-step MR -> Data source, Selection of genetic IVs
临床横断面研究
参与者分组标准(BMI 18.5-24正常,24-28超重,≥28肥胖)、样本量(n=66,每组22)、血清OSM检测方法(ELISA,FineTest EH0249)
阅读提示:Materials and methods -> Experimental validation -> Clinical study
单细胞RNA测序分析
数据来源(GSE183279)、样本选择(BMI<30 vs ≥30,无糖尿病或肾功能障碍)、分析参数(LogNormalize, Harmony, PCA 50 PCs)
阅读提示:Materials and methods -> Bioinformatic analysis -> scRNA-seq data processing
动物实验
小鼠品系(C57BL/6)、年龄(6周龄起始)、饮食(60% kcal脂肪)、持续时间(20周)、分组(Ctrl n=6, HFD n=6)
阅读提示:Materials and methods -> Experimental validation -> Animal experiment
Western blot
蛋白提取(RIPA)、定量(BCA)、抗体稀释比例(OSMR 1:1000, JAK1 1:1000, p-JAK1 1:600, α-tubulin 1:3000)、成像系统(Touch Imager)
阅读提示:Materials and methods -> Experimental validation -> Western blot