তীব্র কিডনি আঘাত কিভাবে মেরামত এবং চিকিত্সা?

যোগাযোগ: অড্রে হুaudrey.hu@wecistanche.com

তীব্র কিডনি আঘাত এবং মেরামতের মাল্টি-ওমিক পন্থা

লুইসা এমএস গেরহার্ড এবং অ্যান্ড্রু পি. ম্যাকমোহন

বিমূর্ত

কিডনির একটি অসাধারণ পুনর্জন্ম ক্ষমতা রয়েছে। ইস্কেমিক বা বিষাক্ত আঘাতের প্রতিক্রিয়ায়, প্রক্সিমাল টিউবিউল কোষগুলি ক্ষতিগ্রস্ত টিউবুলগুলি পুনর্নির্মাণ করতে এবং কিডনির কার্যকারিতা পুনরুদ্ধার করতে প্রসারিত হতে পারে। যাইহোক, গুরুতরতীব্র কিডনি আঘাত(AKI) বা বারবার AKI (তীব্র কিডনি আঘাত) ঘটনাগুলি AKI থেকে খারাপ মেরামত এবং রোগের অগ্রগতি হতে পারে (তীব্র কিডনি আঘাত) প্রতিদীর্ঘস্থায়ী কিডনি রোগ(CKD)। একক-কোষ প্রযুক্তির প্রয়োগ AKl-এর কয়েক সপ্তাহ পরে আহত প্রক্সিমাল টিউবিউল কোষের অবস্থা চিহ্নিত করেছে (তীব্র কিডনি আঘাত), একটি প্রোইনফ্ল্যামেটরি সেন্সেন্ট আণবিক স্বাক্ষর দ্বারা আলাদা। এপিজেনেটিক স্টাডিজ AKI এর পরে কিডনির ক্রোমাটিন ল্যান্ডস্কেপে গতিশীল পরিবর্তনগুলিকে হাইলাইট করেছে (তীব্র কিডনি আঘাত)এবং AKI (তীব্র কিডনি আঘাত) প্রতিক্রিয়া। মাল্টি-ওমিক প্রযুক্তির একীকরণ AKI (তীব্র কিডনি আঘাত) এবং AKL এর পিছনে চালিকা শক্তি (তীব্র কিডনি আঘাত-টু-সিকেডি ট্রানজিশন, AKI উন্নত করার জন্য উপযোগী ডায়াগনস্টিক এবং থেরাপিউটিক কৌশলগুলি ডিজাইন করার চূড়ান্ত লক্ষ্য সহ (তীব্র কিডনি আঘাত) ফলাফল এবং প্রতিরোধকিডনীর রোগঅগ্রগতি

কীওয়ার্ড: তীব্র কিডনি আঘাত, মাল্টি-ওমিক্স, এপিজেনোমিক্স, একক-কোষ আরএনএ-সিকোয়েন্সিং, ATAC সিকোয়েন্সিং।

ভূমিকা

তীব্র কিডনি আঘাত(AKI), সিরাম ক্রিয়েটিনিনের আকস্মিক বৃদ্ধি এবং/অথবা প্রস্রাবের পরিমাণ হ্রাস দ্বারা নির্ণয় করা একটি অত্যন্ত প্রচলিত অবস্থা যা বর্ধিত অসুস্থতা এবং মৃত্যুর সাথে সাথে উল্লেখযোগ্য স্বাস্থ্যসেবা খরচ [1e4]। উদাহরণ স্বরূপ, বর্তমান প্রমাণ থেকে জানা যায় যে সমস্ত হাসপাতালে ভর্তি কোভিড-19 রোগীদের অন্তত 25 শতাংশ AKI (তীব্র কিডনি আঘাত) এবং যে এই রোগীদের AKI ছাড়া COVID-19 রোগীদের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে উচ্চ মৃত্যুর ঝুঁকি রয়েছে (তীব্র কিডনি আঘাত) [৫]। AKI থেকে বেঁচে যাওয়া রোগীরা (তীব্র কিডনি আঘাত) দীর্ঘস্থায়ী এবং শেষ পর্যায়ের কিডনি রোগে রূপান্তরিত হওয়ার ঝুঁকিতে রয়েছে [3,4,6]। 2018 ইউএস রেনাল ডেটা সিস্টেমের বার্ষিক প্রতিবেদন অনুসারে, হাসপাতালে ভর্তি ভেটেরান অ্যাফেয়ার্স রোগীদের মধ্যে মাত্র 52.6 শতাংশ, যারা AKI-এর সাথে দেখা করেছে (তীব্র কিডনি আঘাত)নির্ণয়ের মানদণ্ড, নির্ণয় দেওয়া হয়েছিল AKI (তীব্র কিডনি আঘাত, AKI এর জন্য আরও সচেতনতার আহ্বান (তীব্র কিডনি আঘাত) হাসপাতালের রুটিনে [7]। অধিকন্তু, AKI-এর প্রাথমিক নির্ণয় (তীব্র কিডনি আঘাত)সংবেদনশীল বায়োমার্কারের অভাব দ্বারা সীমাবদ্ধ, এবং AKI (তীব্র কিডনি আঘাত) হেমোডাইনামিক অপ্টিমাইজেশান, নেফ্রোটক্সিসিটি এড়ানো এবং রেনাল রিপ্লেসমেন্ট থেরাপির উপর নির্ভর করা চালিয়ে যান।

প্রক্সিমাল টিউবিউল কোষ, কিডনির সর্বাধিক প্রচুর পরিমাণে কোষের ধরন, রেনাল তরল এবং দ্রবণীয় পুনর্শোষণের একটি বড় অংশের জন্য দায়ী এবং AKI-এর অভিযোজিত এবং খারাপ প্রতিক্রিয়ার ক্ষেত্রে প্রধান খেলোয়াড় হিসাবে আবির্ভূত হয়েছে (তীব্র কিডনি আঘাত) [8]। তাদের উচ্চ বিপাকীয় ক্রিয়াকলাপ এবং অক্সিডেটিভ বিপাকের উপর নির্ভরতার কারণে, ইসকেমিয়া দ্রুত ATP হ্রাস, প্রতিক্রিয়াশীল অক্সিজেন প্রজাতির সঞ্চয় এবং শেষ পর্যন্ত প্রক্সিমাল টিউবুল কোষের অ্যাপোপটোসিস বা নেক্রোসিসের দিকে পরিচালিত করে (চিত্র 1)। ইস্কেমিক ইভেন্ট থেকে বেঁচে থাকা প্রক্সিমাল টিউবিউল কোষগুলির ক্ষতিগ্রস্থ টিউবুলগুলিকে পৃথকীকরণ, প্রসারিত এবং পুনর্নির্মাণের ক্ষমতা রয়েছে, এইভাবে কিডনির কার্যকারিতা [9-11] পুনরুদ্ধার করার জন্য অভিযোজিত মেরামত প্রক্রিয়ায় একটি অপরিহার্য ভূমিকা পালন করে। যাইহোক, ম্যালাডাপ্টিভ প্রক্সিমাল টিউবিউল কোষ, একটি প্রোইনফ্ল্যামেটরি এবং প্রোফাইব্রোটিক ফেনোটাইপ দ্বারা চিহ্নিত, এছাড়াও AKI থেকে রোগের অগ্রগতিতে জড়িত রয়েছে (তীব্র কিডনি আঘাত) দীর্ঘস্থায়ী কিডনি রোগ (CKD) থেকে, একটি জটিল প্রক্রিয়া যার মধ্যে প্রদাহ, ভাস্কুলার বিরলতা, এবং সক্রিয় পেরিসাইটস এবং মায়োফাইব্রোব্লাস্টস দ্বারা এক্সট্রা সেলুলার ম্যাট্রিক্স উত্পাদন জড়িত (চিত্র 1)[8,12]। জিনোমিক অর্গানাইজেশন, জিন এক্সপ্রেশন, এবং প্রোটিন পণ্য পরীক্ষা করে ওমিক্স প্রযুক্তি, যেমন সিকোয়েন্সিং (ATAC-seq), mRNA সিকোয়েন্সিং, এবং ভর স্পেকট্রোমেট্রি ব্যবহার করে ট্রান্সপোজেস-অ্যাক্সেসিবল ক্রোমাটিনের জন্য অ্যাস, যথাক্রমে, সেলুলার প্রতিক্রিয়াগুলির দ্বারা নাটকীয়ভাবে আণবিক অন্তর্দৃষ্টি উন্নত করেছেতীব্র কিডনি আঘাত) অতি সম্প্রতি, এই পদ্ধতির একক-কোষ প্রয়োগগুলি অভূতপূর্ব উচ্চ রেজোলিউশনে সেলুলার ইভেন্টগুলির অধ্যয়নকে সক্ষম করেছে। এই এবং অন্যান্য মাল্টি-ওমিক্স পন্থাগুলি কিডনি রোগ নিয়ন্ত্রণকারী নিয়ন্ত্রক প্রক্রিয়াগুলির একটি বিস্তৃত বোঝার প্রতিশ্রুতি ধারণ করে, বায়োমার্কার এবং ওষুধ আবিষ্কারের জন্য নতুন পথ খুলে দেয়। এই পাণ্ডুলিপিতে omics প্রযুক্তি প্রয়োগের সাম্প্রতিক ফলাফল পর্যালোচনা করা হয়েছেকিডনি আঘাতএবং অগ্রিম বোঝার এবং চিকিত্সার জন্য মাল্টি-ওমিক পদ্ধতির ভবিষ্যতের অ্যাপ্লিকেশনগুলি মেরামত করে এবং বিবেচনা করেকিডনি আঘাতএবংকিডনীর রোগ.

চিত্র 1:AKI এবং প্রক্রিয়াগুলির ওভারভিউ।

প্রক্সিমাল টিউবিউল কোষগুলি ইসকেমিয়ার জন্য অত্যন্ত সংবেদনশীল, যা অ্যাপোপটোসিস এবং নিয়ন্ত্রিত (পাইরোপ্টোসিস, ফেরোপটোসিস, নেক্রোপটোসিস) এর পাশাপাশি অনিয়ন্ত্রিত নেক্রোসিস এবং নলাকার লুমেনে মৃত এবং কার্যকর উভয় কোষের স্লোভিং এর মাধ্যমে কোষের মৃত্যু হতে পারে। বেঁচে থাকা প্রক্সিমাল টিউবিউল কোষ (PTCs) কিডনির স্থাপত্য এবং কার্যকারিতা পুনরুদ্ধার করতে আলাদা করতে পারে এবং প্রসারিত করতে পারে; যাইহোক, একটি খারাপ মেরামত এছাড়াও ক্রনিক কিডনি রোগ (CKD) রোগের অগ্রগতি হতে পারে। এই প্রক্রিয়াটি ভাস্কুলার রেরিফিকেশন, পেরিসাইট থেকে মায়োফাইব্রোব্লাস্টের পার্থক্য, বর্ধিত ফাইব্রাস এক্সট্রা সেলুলার ম্যাট্রিক্স (ECM) জমা, টিউবুলার ক্ষতি এবং দীর্ঘস্থায়ী প্রদাহ দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। Nfkb1 প্লাস ব্যর্থ-মেরামত পিটিসি, একটি সেন্সেসেন্স-সম্পর্কিত সিক্রেটরি ফেনোটাইপ (SASP) দ্বারা চিহ্নিত, সম্ভবত AKI-তে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে (তীব্র কিডনি আঘাত)- থেকে-সিকেডি রূপান্তর।

জিনোমিক্স

জিনোমিক অধ্যয়নের লক্ষ্য প্রার্থী জিনের অনুমান-চালিত লক্ষ্যযুক্ত সিকোয়েন্সিং বা অনুমান-মুক্ত পুরো-জিনোম সিকোয়েন্সিং দ্বারা রোগের জেনেটিক ভিত্তি সনাক্ত করা। এখানে, আমরা জিনোম-ওয়াইড অ্যাসোসিয়েশন স্টাডিজ (জিডব্লিউএএস) এর উপর ফোকাস করব যা পুরো জিনোম জুড়ে ফিনোটাইপিক বৈশিষ্ট্য যেমন রোগের বৈশিষ্ট্যগুলিতে ম্যাপ সিকোয়েন্স ভেরিয়েন্টের জন্য একটি নিরপেক্ষ পদ্ধতি ব্যবহার করে এবং যান্ত্রিক অধ্যয়নের জন্য প্রার্থী জিন সনাক্তকরণের অনুমতি দেয় (চিত্র 2)। অন্যান্য রোগের বৈশিষ্ট্যের সাথে তুলনা করে, AKI (তীব্র কিডনি আঘাত) দুষ্প্রাপ্য। এটি আংশিকভাবে AKI এর জটিল এবং ভিন্ন প্রকৃতির কারণে হয়েছে (তীব্র কিডনি আঘাত) একটি রোগের বৈশিষ্ট্য হিসাবে। AKI (তীব্র কিডনি আঘাত) ইস্কেমিয়া, সেপসিস, নেফ্রোটক্সিক ড্রাগস এবং অবস্ট্রাকটিভ নেফ্রোপ্যাথির মতো বিভিন্ন কারণের একটি ভিড়ের কারণে হতে পারে। বর্তমান প্রমাণগুলি পরামর্শ দেয় যে AKI এর অন্তর্নিহিত আণবিক এবং সেলুলার প্রক্রিয়া (তীব্র কিডনি আঘাত) এর কারণ-নির্দিষ্ট উপাদান রয়েছে [13,14], তবে AKI এর সর্বসম্মত সংজ্ঞা (তীব্র কিডনি আঘাত) — সিরাম ক্রিয়েটিনিন এবং প্রস্রাবের আউটপুটে পরিবর্তন — ভিন্ন AKI-এর জন্য দায়ী নয় (তীব্র কিডনি আঘাত) কারণসমূহ.

একটি জিনোম-ওয়াইড অ্যাসোসিয়েশন স্টাডি (GWAS) এর জন্য একটি সরলীকৃত কর্মপ্রবাহ চিত্রিত (উপরে বাম দিকে)। জেনেটিক ভেরিয়েন্ট এবং একটি নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্যের মধ্যে একটি অ্যাসোসিয়েশন অধ্যয়ন করতে, সমগ্র-জিনোম সিকোয়েন্সিং বা একক-নিউক্লিওটাইড পলিমরফিজম (SNP) অ্যারে ব্যবহার করে জিনোটাইপিং একটি জনসংখ্যার উপর সঞ্চালিত হয় এবং পরিসংখ্যানগত অ্যাসোসিয়েশন পরীক্ষাগুলি আগ্রহের বৈশিষ্ট্যের সাথে যুক্ত SNPs সনাক্ত করতে ব্যবহৃত হয়। একক-কোষ আরএনএ সিকোয়েন্সিংয়ের জন্য (উপরে ডানদিকে), একটি একক-কোষ সাসপেনশন প্রস্তুত করা হয়, একক কোষকে বিচ্ছিন্ন করা হয় এবং কোষ (বা নিউক্লিয়াস) থেকে mRNA অণুগুলিকে পরবর্তীতে cDNA-তে রূপান্তরের জন্য পুঁতির উপর বন্দী করা হয়। সিডিএনএ প্রশস্ত করা হয় এবং পরবর্তী প্রজন্মের সিকোয়েন্সিং (এনজিএস) এবং জিনোমে সিকোয়েন্স ম্যাপিং দ্বারা নির্ধারিত হয়। এপিজেনোমিক বিশ্লেষণের জন্য (নীচে ডানদিকে), ট্রান্সপোজেস-অ্যাক্সেসিবল ক্রোমাটিন (ATAC) এর জন্য একটি অ্যাসে এনজিএস এবং সিকোয়েন্স ম্যাপিং দ্বারা জিনোম-ওয়াইড ক্রোমাটিন অ্যাক্সেসযোগ্যতা কল্পনা করা হয়। হাইপারঅ্যাকটিভ Tn5 ট্রান্সপোজেস (Tn5) বিশেষভাবে খোলা ক্রোমাটিনের সাইটগুলিকে ক্লিভ করতে এবং একই সাথে NGS-এর জন্য সিকোয়েন্সিং অ্যাডাপ্টার সন্নিবেশ করতে ব্যবহৃত হয়। বর্ধিত ক্রোমাটিন অ্যাক্সেসযোগ্যতার অঞ্চলগুলিকে এটিএসি শিখর হিসাবে দেখানো হয়েছে। ভর স্পেকট্রোমেট্রি (নীচে বাম) দ্বারা প্রোটিওমিক্স বিশ্লেষণের জন্য, প্রোটিন নিষ্কাশন করা হয়, পেপটাইডে পরিপাক করা হয় এবং আয়নিত করা হয়। ভর স্পেকট্রোমিটারে, আয়নগুলি ত্বরান্বিত হয়, একটি চৌম্বক ক্ষেত্রের সাপেক্ষে, এবং তাদের ভর-থেকে-চার্জের অনুপাত পরিমাপ করা হয়, যা প্রোটিন সনাক্তকরণ এবং পরিমাণ নির্ধারণের অনুমতি দেয়।

আজ অবধি, দুটি বৃহত্তর GWAS AKI এর জেনেটিক পটভূমি নিয়ে জিজ্ঞাসাবাদ করেছে (তীব্র কিডনি আঘাত) প্রথম গবেষণায় GRM7 LMCD1-AS1 এবং করোনারি বাইপাস গ্রাফ্ট সার্জারি-সম্পর্কিত AKI (তীব্র কিডনি আঘাত) 873 রোগীর একটি আবিষ্কার দল এবং একটি প্রতিলিপি দল [15]। 1429 জন গুরুতর অসুস্থ রোগীর আবিষ্কারের জনসংখ্যা তৈরি করার জন্য দুটি পৃথক দল থেকে দ্বিতীয় মিলিত রোগী এবং চারটি AKI (তীব্র কিডনি আঘাতইন্টারফেরন রেগুলেটরি ফ্যাক্টর 2 (IRF2) অথবা ট্রান্সক্রিপশন ফ্যাক্টর টি-বক্স 1(TBX1)[16]-এর সান্নিধ্যে যুক্ত SNPs। মজার বিষয় হল, IRF2 পাইরোপ্টোসিসের সাথে যুক্ত হয়েছে এবং এর ইমিউন সিস্টেমে একটি নিয়ন্ত্রক ভূমিকা রয়েছে[17,18]এবং TBX1 হল টি বক্স জিন পরিবারের অংশ, কোষের ভাগ্য এবং কোষের অবস্থা নিয়ন্ত্রণে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা সহ ট্রান্সক্রিপশন ফ্যাক্টরগুলির একটি গ্রুপ[19] ]। যাইহোক, AKI (তীব্র কিডনি আঘাত) এবং এই লোকিগুলি গুরুতরভাবে অসুস্থ রোগীদের একটি সম্ভাব্য দলে পুনরুত্পাদন করা যায়নি, যারা চিহ্নিত SNPs [20] এর জন্য বিশেষভাবে জিনোটাইপ করা হয়েছিল। এটি ভবিষ্যতের AKI (তীব্র কিডনি আঘাত(তীব্র কিডনি আঘাত).

উপরন্তু, এক্সপ্রেশন পরিমাণগত বৈশিষ্ট্য লোকি (eQTL) বিশ্লেষণগুলি সম্ভবত রোগের প্রক্রিয়াগুলিতে GWAS দ্বারা অর্জিত অন্তর্দৃষ্টিগুলির অনুবাদে সহায়তা করবে। OTL বিশ্লেষণের লক্ষ্য হল লোকি সনাক্ত করা যা টিস্যুতে জিনের অভিব্যক্তির বৈচিত্র্যের একটি ভগ্নাংশ ব্যাখ্যা করে এবং জিনের অভিব্যক্তি লক্ষ্য করার জন্য নন-কোডিং জিনোমে SNPs লিঙ্ক করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, জিডব্লিউএএস, ইওটিএল এবং কার্যকরী পরীক্ষা-নিরীক্ষার সমন্বয়ে একটি সমন্বিত পদ্ধতির ফলে CKD [21-23]-এর প্যাথোজেনেসিসে জড়িত জিন সনাক্ত করা যায়।

চিত্র ২:নির্বাচিত ওমিক্স প্রযুক্তির পরিকল্পিত।

ট্রান্সক্রিপ্টমিক্স

আহত কিডনির মধ্যে কোষের ট্রান্সক্রিপ্টোম অধ্যয়নের জন্য নতুন মাপযোগ্য প্রযুক্তির আবির্ভাব AKI (তীব্র কিডনি আঘাত), নতুন কোষের অবস্থা উন্মোচন করা এবং মেরামতকারী কিডনির গতিশীলভাবে পরিবর্তিত ট্রান্সক্রিপশনাল ল্যান্ডস্কেপকে হাই-লাইটিং করা। AKI (তীব্র কিডনি আঘাত) টিউবুলার আঘাত, বিস্তার, মেরামত, ফাইব্রোসিস এবং অনাক্রম্যতা সম্পর্কিত অস্থায়ী-নির্দিষ্ট জিনের অভিব্যক্তি পরিবর্তনগুলি প্রদর্শন করেছে [24]। এই মাউস AKI (তীব্র কিডনি আঘাত(তীব্র কিডনি আঘাত, CKD-তে রোগের অগ্রগতির ড্রাইভিং ফ্যাক্টর হিসাবে ক্রমাগত প্রদাহের পরামর্শ দেয়। রুটিন কিডনি ট্রান্সপ্লান্ট বায়োপসিগুলির বাল্ক এমআরএনএ সিকোয়েন্সিং ট্রান্সপ্লান্টেশনের সময় ইস্কেমিয়া/রিপারফিউশন ইনজুরি (আইআরআই) দ্বারা সৃষ্ট মানব কিডনি প্রতিস্থাপনের স্বল্প এবং দীর্ঘমেয়াদী ট্রান্সক্রিপশনাল পরিবর্তনের প্রোফাইলিংয়ের জন্য অনুমোদিত [25]। রিপারফিউশনে অবিলম্বে- থেকে প্রাথমিক-প্রতিক্রিয়া জিনের সক্রিয়করণের দ্বারা চিহ্নিত একটি অনুরূপ ট্রান্সক্রিপশনাল প্রোফাইল দেখানোর পর প্রথম ঘন্টার মধ্যে সমস্ত কিডনি বায়োপসি নেওয়া হয়েছিল, যার মধ্যে অনেকগুলি ট্রান্সক্রিপশনাল রেগুলেটরি ফ্যাক্টর এনকোড করে।

ট্রান্সপ্লান্টেশনের 3 এবং 12 মাসে, তবে, পুনরুদ্ধার বা CKD-তে অগ্রগতির সাথে যুক্ত দুটি ভিন্ন গতিপথকে চিত্রিত করা যেতে পারে। CKD-এর মতো ট্র্যাজেক্টোরি মাইটোকন্ড্রিয়াল বায়োজেনেসিস সম্পর্কিত জিনের অভিব্যক্তি এবং প্রদাহ-এবং ফাইব্রোসিস-সম্পর্কিত জিনগুলির আপগ্র্যুলেশনে নিম্ন নিয়ন্ত্রণ দেখিয়েছে, যেমনটি AKI-এর মাউস মডেলে দেখা গেছে (তীব্র কিডনি আঘাত) [২৪,২৫]। মাউস এবং মানব উভয় অধ্যয়ন টি- এবং বি-কোষ কার্যকলাপের জন্য একটি বিশিষ্ট ভূমিকা এবং AKI এর দীর্ঘমেয়াদী ফলাফলে তৃতীয় লিম্ফয়েড টিস্যুর কেন্দ্রগুলির উপস্থিতির পরামর্শ দেয় (তীব্র কিডনি আঘাত) [২৫,২৬]। মাউস AKI বিশ্লেষণ (তীব্র কিডনি আঘাত) বায়ো-ব্যাঙ্ক এবং মানব কিডনি প্রতিস্থাপন ডেটা সেটগুলি একটি স্বয়ংক্রিয় অ্যান্টিজেন-চালিত বি-সেল কার্যকলাপের জন্য যুক্তি দেয়, AKI এর এক বছর পরে, টেকসই ইমিউন প্রতিক্রিয়ার মাধ্যমে রোগের অগ্রগতি প্রচার করে (তীব্র কিডনি আঘাত) [27].

যদিও বাল্ক এমআরএনএ সিকোয়েন্সিং AKI-তে অত্যন্ত তথ্যপূর্ণ বলে প্রমাণিত হয়েছে (তীব্র কিডনি আঘাত) অধ্যয়ন, সেল-টাইপ-নির্দিষ্ট প্রতিক্রিয়া এই কৌশল দ্বারা আলাদা করা হয় না। স্বতন্ত্র কোষের ধরন লেবেল করার জন্য জেনেটিক পন্থা আরও সূক্ষ্মতা এবং অতিরিক্ত অন্তর্দৃষ্টি যোগ করে। উদাহরণ স্বরূপ, রাইবোসোম অ্যাফিনিটি পিউরিফিকেশন (TRAP) অনুবাদ করা L10a রাইবোসোমাল সাবইউনিটের একটি eGFP ট্যাগিং ব্যবহার করে সক্রিয় অনুবাদের মধ্য দিয়ে পৃথক কোষের প্রকারের নির্দিষ্ট mRNA উপসেট সনাক্ত করতে [28]। AKI-তে প্রথম ট্র্যাপ গবেষণা (তীব্র কিডনি আঘাত) গবেষণায় EGFP-L10a ক্যাসেটের CRE রিকম্বিনেজ-মিডিয়াটেড অ্যাক্টিভেশনের একটি জেনেটিক মডেল ব্যবহার করা হয়েছে বিশেষ করে নেফ্রন, স্ট্রোমাল, ভাস্কুলার, বা ইমিউন কোষের প্রকারের মধ্যে এবং AKI-এর পরে প্রতিটি সেলুলার কম্পার্টমেন্টের সাথে সংযুক্ত স্বতন্ত্র ট্রান্সক্রিপশনাল পরিবর্তনগুলি দেখিয়েছে (তীব্র কিডনি আঘাত) [২৯]। রেনাল টিউবুলার ফাংশন সম্পর্কিত অনেক জিন AKI (তীব্র কিডনি আঘাত) বিপরীতে, অ্যান্টি-অ্যাপোপ্টোটিক পাথওয়ে ক্রিয়াকলাপ, কোষের বিস্তার এবং কোষের চলাচলের সাথে জড়িত জিনগুলিকে উল্লেখযোগ্যভাবে আপ-নিয়ন্ত্রিত করা হয়েছিল। ইনজুরি মার্কার কিম-1(হেজেল দ্বারা এনকোড করা) দ্বারা হাইলাইট করা প্রক্সিমাল টিউবিউল কোষের ট্র্যাপ বিশ্লেষণে দেখা গেছে বেশিরভাগ কিম-1-ইতিবাচক কোষ সফলভাবে মেরামত করা হয়েছে AKI (তীব্র কিডনি আঘাত), যদিও 15 শতাংশ কিম-1 এবং ইনজুরি মার্কার Sox9 [10] এর অভিব্যক্তি ধরে রেখেছে, একটি ক্রমাগত আহত কোষের অবস্থাকে হাইলাইট করে [30]। ক্লোনাল বিশ্লেষণে দেখা গেছে যে কিম-1 পজিটিভ ক্লোনের সম্প্রসারণ ক্ষতিগ্রস্থ প্রক্সিমাল টিউবিউলগুলিকে পুনরুদ্ধার করে, একটি নির্দিষ্ট স্টেম/প্রেজেনিটর কোষের জনসংখ্যার মাধ্যমে নয় বরং প্রক্সিমাল টিউবুল কোষগুলির বিভেদকরণের মাধ্যমে মেরামতের একটি মডেলকে সমর্থন করে। ট্রান্সক্রিপশন ফক্সএমআই কিম-1-পজিটিভ প্রক্সিমাল টিউবিউল কোষে অত্যন্ত আপ-রেগুলেটেড ছিল এবং এপিডার্মাল গ্রোথ ফ্যাক্টর রিসেপ্টর-নির্ভর পদ্ধতিতে জিট্রোতে প্রক্সিমাল টিউবুল প্রলিফারেশন চালানোর জন্য দেখানো হয়েছিল [30]। উচ্চ-থ্রুপুট একক-কোষ mRNA সিকোয়েন্সিং পদ্ধতি, পুরো-কোষ mRNA সিকোয়েন্সিং প্রোফাইল (scRNA-seq) বা নিউক্লিয়ার-স্থানীয় mRNA ট্রান্সক্রিপ্ট (snRNA-seq) পরীক্ষা করে, নাটকীয়ভাবে AKI উন্নত করেছে (তীব্র কিডনি আঘাত) পড়াশুনা। এই পদ্ধতিগুলি কোষের স্তরে জিনের অভিব্যক্তিতে গভীর আণবিক অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করে যখন শক্তিশালী গণনামূলক পদ্ধতির সাথে মিলিত হয়, পরিবর্তনশীল কোষের ধরন এবং অঙ্গ জুড়ে কোষের অবস্থা সনাক্ত করে [31,32]। scRNA-seq একক কোষ বা একক নিউক্লিয়াসের সাসপেনশন থেকে শুরু হয়, যা অনন্য আণবিক ট্যাগ দিয়ে লেবেলযুক্ত এবং লাইজড (চিত্র 2)। এমআরএনএ পরবর্তীতে বিপরীত প্রতিলিপি, পরিবর্ধিত এবং অনুক্রম করা হয়। একতরফা ইউরেটারাল অবস্ট্রাকশন (UUO) কিডনির উপর একটি snRNA-seq গবেষণা UUO এর 14 দিন পরে দুটি অভিনব প্রক্সিমাল টিউবুল সেল ক্লাস্টার সনাক্ত করেছে, যার একটিতে শক্তিশালী প্রসারিত স্বাক্ষর ছিল, অন্যটি প্রদাহ এবং কোষের নড়াচড়ায় জড়িত জিন প্রকাশ করেছে, যেমন Ccl2, II34, Cxcll, এবং ডক10 [৩৩]।

আইআরআই [৩৪] এর পরে আহত কিডনির প্রোফাইলিং একটি snRNA-seq গবেষণায় অনুরূপ কোষের জনসংখ্যা স্পষ্ট। আইআরআই-এর পরে প্রথম ঘন্টাগুলিতে, স্বাভাবিক প্রক্সিমাল টিউবিউল জিনের অভিব্যক্তি এবং একটি চিহ্নিত ট্রান্সক্রিপশনাল প্রতিক্রিয়া রয়েছে যার মধ্যে তাৎক্ষণিক প্রাথমিক জিন এবং পরিচিত আঘাত চিহ্নিতকারী HuverI এবং Krt20 [24,25,34]। আইআরআই-এর পর দুই দিন পর, প্রক্সিমাল টিউবুল কোষের একটি বড় ভগ্নাংশ হয় একটি প্রসারিত প্রোফাইল দেখায় বা ডিফারেনিয়েটেড প্রক্সিমাল টিউবুল কোষের জন্য টি ট্রান্সক্রিপশনাল সিগনেচার বৈশিষ্ট্য পুনরুদ্ধার করে। যাইহোক, প্রোইনফ্ল্যামেটরি, প্রোফাইব্রোটিক কোষের একটি ছোট জনসংখ্যা, বেশিরভাগ কোষে Vcaml-এর অভিব্যক্তি দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, এবং একটি উপসেটে Cal2-এর সহ-এক্সপ্রেশন, ট্রান্সক্রিপশন ফ্যাক্টরগুলির NF-KB পরিবারের পূর্বাভাসিত কার্যকলাপ। প্রক্সিমাল টিউবিউল কোষ প্রসারিত হওয়ার সময় AKI এর দুই সপ্তাহ পরে হ্রাস পায় (তীব্র কিডনি আঘাত), প্রোইনফ্ল্যামেটরি, প্রোফাইব্রোটিক প্রক্সিমাল টিউবিউল কোষগুলি বৃদ্ধি পেয়েছে, যা ব্যর্থ নলাকার মেরামত এবং পর্যবেক্ষিত প্রো-ইনফ্ল্যামেটরি, প্রোফাইব্রোটিক কোষের জনসংখ্যার মধ্যে একটি সংযোগের পরামর্শ দেয় (চিত্র 1)। মজার বিষয় হল, বাল্ক আরএনএ সিকোয়েন্সিং স্টাডির ডিকনভোল্যুশন বিশ্লেষণে পরামর্শ দেওয়া হয়েছে যে কিডনি সাধারণত বার্ধক্য এবং প্রতিস্থাপনের পরে অনুরূপ জনসংখ্যা বৃদ্ধি পায়।

পূর্বোক্ত গবেষণার সাথে সামঞ্জস্য রেখে [৩৪], মৃদু AKI (তীব্র কিডনি আঘাত), আহত প্রক্সিমাল টিউবিউল কোষের লেবেল এবং বিশুদ্ধ করার জন্য Krt20-T2A-CRE-ERT2 ইঁদুর ব্যবহার করে, একই রকম আহত সেলুলার ফেনোটাইপ দেখায়: একটি VcamI/Cal2 প্লাস আহত প্রক্সিমাল টিউবুল কোষের জনসংখ্যা যা আরও একটি শক্তিশালী প্রোইনফ্ল্যামেটরি দ্বারা আলাদা করা হয়েছিল ( যেমন Cal2, Vcam1, Cxcll, /34) এবং profibrotic (egPdgfb, ColAal) ট্রান্সক্রিপশনাল স্বাক্ষর, NF-KB, TNF, এবং AP-1 সংকেত [35] চিহ্নিত সক্রিয়করণ সহ। এই আহত প্রক্সিমাল টিউবিউল কোষগুলি অন্যান্য আহত অঙ্গগুলিতে চিহ্নিত একটি সেন্সেসেন্স-সম্পর্কিত সিক্রেটরি ফেনোটাইপ (SASP) এর বৈশিষ্ট্যগুলি ভাগ করে (চিত্র 1)[35,36]। আগের AKI এর বিপরীতে (তীব্র কিডনি আঘাত) অধ্যয়ন [12], এই জনসংখ্যার মধ্যে কোনও উল্লেখযোগ্য G2/M সেল চক্র গ্রেপ্তার দেখা যায়নি। সাইক্লিং কোষের অতিরিক্ত ভাগ্য-ম্যাপিং পরীক্ষায় দেখা গেছে বেশিরভাগ VcamI প্লাস/Cal2 প্লাস প্রক্সিমাল টিউবুল সেল, কর্টিকোমেডুলারি সীমানায় স্থানীয়করণ করা হয়েছে, AKI এর পর প্রথম দিনগুলিতে প্রক্সিমাল টিউবিউল কোষগুলিকে প্রসারিত করা হয়েছে (তীব্র কিডনি আঘাত) যাইহোক, কর্টিকাল Vuamt প্লাস /Cu2 প্রক্সিমাল টিউবিউল কোষগুলি সম্ভবত আঘাতের সেকেন্ডারি সাইটগুলিকে প্রতিনিধিত্ব করে, প্রাথমিক প্রতিলিপি-সম্পর্কিত প্রক্সিমাল টিউবিউল মেরামতের সাথে সম্পর্কিত নয়।

একতরফা-ইসকেমিয়া রিপারফিউশন (ইউআইআর) এর আঘাতের প্রতিক্রিয়ার ব্যাপক অ্যাটলাস এক থেকে দিন 14 দিন থেকে একাধিক সময়ে scRNA-seq সম্পাদন করে যখন UIR Sox4 এবং Cd24a এর আহত কোষগুলিতে একটি উন্নত অভিব্যক্তি প্রকাশ করে, রেনাল বিকাশে ভূমিকার জন্য চিহ্নিত জিনগুলি [৩৭]। একটি অভিনব কোষের জনসংখ্যা, 'মিশ্র পরিচয় কোষ,' প্রক্সিমাল টিউবুল (Sl34a7), পুরু আরোহী অঙ্গ (Umod), বা নালী (Agp2) চিহ্নিতকারী সংগ্রহের সহ-অভিব্যক্তি প্রদর্শন করে। মাউস ফলিক অ্যাসিড নেফ্রোপ্যাথি এবং UUO মডেলগুলি থেকে scRNA-seq ডেটা দেখিয়েছে যে ক্ষতিগ্রস্থ প্রক্সিমাল টিউবুল কোষে দ্রবণ বাহকের মতো পার্থক্য চিহ্নিতকারীর হ্রাস অভিব্যক্তি ফ্যাটি অ্যাসিড অক্সিডেশনের মতো বিপাকীয় প্রক্রিয়াগুলির সাথে জড়িত জিনগুলির নিম্ন নিয়ন্ত্রণের সাথে সম্পর্কিত [৩৮]। পারমাণবিক রিসেপ্টর এসরাকে প্রক্সিমাল টিউবুল ডিফারেন্সিয়েশন এবং বিপাকের মধ্যে একটি গুরুত্বপূর্ণ লিঙ্ক হিসাবে চিহ্নিত করা হয়েছিল কারণ এটি সরাসরি বিপাকীয় এবং প্রক্সিমাল টিউবুল-নির্দিষ্ট জিনের প্রকাশকে নিয়ন্ত্রণ করে। এটি এবং অন্যান্য scRNA-seq অধ্যয়নগুলি রোগাক্রান্ত কিডনি [38,39] এ ইমিউন কোষগুলির পূর্বে অনুপযুক্ত বৈচিত্র্যকেও হাইলাইট করেছে।

সমস্ত আলোচিত ট্রান্সক্রিপ্টমিক্স কৌশলগুলির একটি গুরুত্বপূর্ণ সীমাবদ্ধতা হল স্থানিক তথ্যের অনুপস্থিতি। নভেল ট্রান্সক্রিপ্টমিক্স প্ল্যাটফর্মগুলি এখন টিস্যু বিভাগগুলিকে সরাসরি অনন্যভাবে বারকোডযুক্ত প্রোবের উপর অ্যানিলিং এবং ফিক্স করে, টিস্যু বিভাগের ইমেজিং এবং প্রোব রিলিজ এবং সিকোয়েন্সিং [40] এর পরে রিভার্স ট্রান্সক্রিপশন সম্পাদন করে স্থানিকভাবে mRNA এক্সপ্রেশনকে কল্পনা করা সম্ভব করে তোলে। ক্রমানুসারী ট্রান্সক্রিপ্টোগুলি পরবর্তীতে চিত্রিত টিস্যু বিভাগে আবার ম্যাপ করা যেতে পারে। এই স্থানিক ট্রান্সক্রিপ্টোমিক্স প্রযুক্তিটি প্রক্সিমাল টিউবুল সেগমেন্ট S3 [41] এর দুটি ট্রান্সক্রিপশনালভাবে স্বতন্ত্র কোষের নির্দিষ্ট স্থানীয়করণের অনুমতি দেয় বাইরের মেডুলার কর্টেক্স এবং বাইরের স্ট্রাইপে [42]। বিভিন্ন মুরিনে AKI (তীব্র কিডনি আঘাত) মডেল, scRNA-seq ডেটা ব্যবহার করে পৃথক স্থানিক ট্রান্সক্রিপ্টোমিক স্পটগুলির ডিকনভোল্যুশন প্রকাশ করেছে AKI (তীব্র কিডনি আঘাত) ইমিউন কোষের অনুপ্রবেশের মডেল-নির্দিষ্ট প্যাটার্ন এবং আইআরআই [৪৩] এর পরে নিউট্রোফিলের সাথে একত্রিতকরণ, প্রক্সিমাল টিউবুল সেল জনসংখ্যা প্রকাশ করে একটি স্বতন্ত্র Af3- সনাক্তকরণ সক্ষম করে। এই অধ্যয়নগুলি AKI (তীব্র কিডনি আঘাত).

এপিজেনোমিক্স

ডিএনএ-বাইন্ডিং ট্রান্সক্রিপশনাল রেগুলেটর এবং সংশ্লিষ্ট ফ্যাক্টরের প্রতিক্রিয়ায় ডিফারেনশিয়াল জিন এক্সপ্রেশনের সেল টাইপ-নির্দিষ্ট প্রোগ্রামগুলি ক্রোমাটিনের এপিজেনেটিক পরিবর্তন (উদাহরণস্বরূপ, হিস্টোন মেথিলেশন এবং অ্যাসিটাইলেশন) এবং ডিএনএ (উদাহরণস্বরূপ, CpG অবশিষ্টাংশে সাইটোসিন মেথিলেশন দ্বারা) এর উপর নির্ভর করে। প্রমাণের একটি সংগ্রহকারী সংস্থা AKI (এপিজেনেটিক প্রক্রিয়াগুলির জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ নিয়ন্ত্রক ভূমিকার পরামর্শ দেয়)তীব্র কিডনি আঘাত) এবং কিডনি মেরামত [44-46]। চমৎকার গভীরভাবে পর্যালোচনা দেওয়া হয়েছে[44-47], আমরা শুধুমাত্র সংক্ষিপ্তভাবে AKI (তীব্র কিডনি আঘাত) গবেষণা।

Positively charged histone proteins provide the core for packing negatively charged DNA, through electrostatic interactions, into nucleosomes — the structural unit of chromosomes[44]. Modifications to the amino-terminal tails of histones alter the chromatin structure or recruit chromatin modifiers, thus altering gene expression. An unbiased mass spectrometry screen of 63 different histone marks in the healthy kidney revealed widespread histone modifications with a compartment-specific pattern [48]. In this bulk tissue analysis, few histone marks showed a quantitatively significant change >UUO এর পর 5 শতাংশ। মজার বিষয় হল, একই অ্যামিনো অ্যাসিডের বিভিন্ন চিহ্নের পরিপূরক পরিবর্তনগুলি রিপোর্ট করা হয়েছিল, যা AKI-এর সমন্বিত প্রতিক্রিয়ার পরামর্শ দেয় (তীব্র কিডনি আঘাত) [48].

AKI (তীব্র কিডনি আঘাত) ক্রোমাটিন ইমিউনোপ্রেসিপিটেশন এবং পরবর্তী প্রজন্মের সিকোয়েন্সিং (ChIP-seq) ব্যবহার করে[49]। সক্রিয় বর্ধক সাইটগুলি AKI এর প্রতিক্রিয়াতে আরও গতিশীল পরিবর্তন প্রদর্শন করেছে (তীব্র কিডনি আঘাত) সক্রিয় বর্ধক সাইটগুলিতে ক্রোমাটিন পরিবর্তনগুলি Hnf4a, Gr, এবং Stat3 এর মতো ট্রান্সক্রিপশন ফ্যাক্টরগুলির পরিবর্তিত বাঁধনের সাথে যুক্ত ছিল৷ Hnf4a হল প্রক্সিমাল টিউবুল কোষগুলির স্পেসিফিকেশন এবং পার্থক্যের একটি মূল ট্রান্সক্রিপশন ফ্যাক্টর [৫০]। AKI এর প্রতিক্রিয়ায় প্রক্সিমাল টিউবুল কোষ হ্রাস পেয়েছে (তীব্র কিডনি আঘাত) [৪৯]। এটি সম্ভবত AKI তে অবদান রাখে (তীব্র কিডনি আঘাত-আহত প্রক্সিমাল টিউবিউল কোষের প্ররোচিত বিভেদ। Stat3 হল NF-KB এবং অ্যাক্টিভেটর প্রোটিন-1(AP-1)নিয়ন্ত্রক কারণগুলির সাথে একটি প্রদাহজনক নেটওয়ার্কে একটি মূল ট্রান্সক্রিপশনাল রেগুলেটর মাউস AKI এর প্রতিক্রিয়া (তীব্র কিডনি আঘাত) এবং মানব কিডনি প্রতিস্থাপন-সংশ্লিষ্ট আইআরআই [২৪,২৫]।একেআই-এর প্রতিক্রিয়ায় জুনব লোকাসে স্ট্যাট3 ব্যস্ততা (তীব্র কিডনি আঘাত) AP-1 ট্রান্সক্রিপশনাল উপাদানগুলির Stat3 নিষ্ক্রিয়করণের জন্য একটি ভূমিকার পরামর্শ দেয়[49]। অধিকন্তু, ব্রোমোডোমেন এবং এক্সট্রা-টার্মিনাল (বিইটি)-নির্ভর বর্ধক অ্যাক্টিভেশনের বাধা AKI-এর পরে পুনরুদ্ধারের প্রতিবন্ধকতা। (তীব্র কিডনি আঘাত), AKI তে বর্ধক গতিবিদ্যার গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা হাইলাইট করে (তীব্র কিডনি আঘাত)মেরামত[49].

ATAC-seq ক্রোমাটিনের উন্মুক্ততা মূল্যায়ন এবং নিয়ন্ত্রক এবং প্রতিলিপিকৃত জিনোমিক অঞ্চলের কার্যকলাপ অনুমান করার জন্য সর্বাধিক ব্যবহৃত পদ্ধতিতে পরিণত হয়েছে। দ্রুত, ATAC-seq প্রযুক্তি শুধুমাত্র 500 টি কোষ সহ সংবেদনশীল বাল্ক টিস্যু অ্যাসেস থেকে একক পারমাণবিক বিশ্লেষণে এবং সম্প্রতি একই কোষে ক্রোমাটিন অবস্থা এবং জিনের অভিব্যক্তির সমান্তরাল বিশ্লেষণে চলে গেছে [41,52-54]। ATAC-seq লাইব্রেরি নির্মাণ এবং ডিএনএ সিকোয়েন্সিং (চিত্র 2) সহজতর করার জন্য খোলা ক্রোমাটিন এবং ডিএনএ অ্যাডাপ্টার দিয়ে ডিএনএ কাটতে ট্যাগ কাটতে হাইপারঅ্যাকটিভ Tn5 ট্রান্সপোসেজ ব্যবহার করে। প্রতিটি জিনোমে শুধুমাত্র দুটি টার্গেট সাইট দেওয়া হলে, ATAC ডেটা বিক্ষিপ্ত, এবং snATAC স্টাডিগুলি অনুরূপ snATAC প্রোফাইলের সাথে গ্রুপ সেলগুলিতে গণনামূলক পদ্ধতি ব্যবহার করে এবং স্বাধীনভাবে তৈরি করা sc বা snRNA-seq ডেটা সেটগুলির সাথে একীভূত হয়। একটি সাম্প্রতিক গবেষণায় কম্পিউটেশনাল ইন্টিগ্রেটেড snATAC-seq এবং snRNA-seq ডেটা সেট [55] সহ সুস্থ প্রাপ্তবয়স্ক মানুষের কিডনি নমুনাগুলিতে সেলুলার বৈচিত্র্যের প্রোফাইল করা হয়েছে। মজার বিষয় হল, গবেষণায় VCAM-এর একটি উপ-জনসংখ্যা চিহ্নিত করা হয়েছে যা প্রক্সিমাল টিউবুল কোষকে প্রকাশ করে, যা HNF4A-এর কার্যকলাপ হ্রাস এবং NF-KB পরিবারের সদস্যদের বর্ধিত কার্যকলাপ দেখায়, আংশিকভাবে মাউসের কিডনিতে চিহ্নিত প্রোফাইব্রোটিক আহত প্রক্সিমাল টিউবুল কোষের অনুরূপ। AKI (তীব্র কিডনি আঘাত) [৩৪,৩৫,৫৫]। এই কোষের জনসংখ্যার প্রাচুর্য সময়ের সাথে সাথে বার্ধক্যজনিত ইঁদুরের মধ্যে বেড়েছে এবং স্বাস্থ্যকর নিয়ন্ত্রণের তুলনায় মানুষের ডায়াবেটিক কিডনিতে বেশি ছিল। এইভাবে, কিছু সেলুলার প্রতিক্রিয়া বিভিন্ন কিডনি রোগ এবং প্রজাতি জুড়ে সংরক্ষিত বলে মনে হয়। যাইহোক, কি পরিমাণে এই কোষের জনসংখ্যা কিডনির কার্যকারিতার বয়স-সম্পর্কিত ক্ষতিতে অবদান রাখে এবংকিডনীর রোগঅগ্রগতির জন্য আরও তদন্ত প্রয়োজন।

কোষের ধরন সনাক্তকরণ এবং নিয়ন্ত্রক ভবিষ্যদ্বাণীগুলি একই নিউক্লিয়াসে snRNA-seq এবং snATAC-seq সমন্বিত করে উন্নত করা হয়[41]। এই কৌশলটি সম্প্রতি সুস্থ মানুষের কিডনি টিস্যু এবং AKI (তীব্র কিডনি আঘাত) এবং CKD বায়োপসিগুলি স্বাভাবিক কিডনিতে নতুন কোষের বৈচিত্র্য প্রকাশ করে এবং মাউস এবং মানুষের AKI-তে তুলনামূলক আঘাতের অবস্থা হাইলাইট করে (তীব্র কিডনি আঘাত), সেইসাথে পরিবর্তিত পুরু আরোহী অঙ্গ কোষের অবস্থা Proml এবং Dcd2 [56] এর অভিব্যক্তি দ্বারা চিহ্নিত। অতিরিক্তভাবে, স্থানিক ট্রান্সক্রিপ্টোমিক্স CKD নমুনাগুলিতে মায়োফাইব্রোব্লাস্ট এবং ইমিউন কোষগুলিকে প্রক্সিমাল টিউবুলে আঘাতের সাইটগুলিতে স্থানীয়করণ করে [56]।

Cistanche প্রতিবন্ধী কিডনি ফাংশন পুনরুদ্ধার

প্রোটিওমিক্স এবং মেটাবোলোমিক্স

জেল ইলেক্ট্রোফোরেসিস এবং ভর স্পেকট্রোমেট্রি ব্যবহার করে প্লাজমা, প্রস্রাব এবং কিডনি টিস্যুতে প্রোটিন এবং বিপাকীয় অধ্যয়ন ট্রান্সক্রিপ্টমিক এবং এপিজেনোমিক সরঞ্জামগুলির পরিপূরক। ভর স্পেকট্রোমেট্রি একটি জটিল টিস্যুর মধ্যে ম্যাক্রোমলিকিউলস (যেমন প্রোটিন) এবং সেলুলার বিপাক সনাক্ত এবং পরিমাপ করতে পারে, আয়নিত এবং চৌম্বকীয় বা বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের (চিত্র 2) [57] অধীন অবস্থায় অণুগুলির আণবিকভাবে স্বতন্ত্র ভর-চার্জ বৈশিষ্ট্য পরিমাপ করতে পারে। অনেক প্রোটোমিক্স অধ্যয়ন AKI (তীব্র কিডনি আঘাত)(অন্য জায়গায় ব্যাপকভাবে পর্যালোচনা করা হয়েছে[57-59])। উদাহরণস্বরূপ, ইউরিনারি টিস্যু ইনহিবিটর মেটালোপ্রোটিনেজ-2(TIMP2) এবং IGF-বাইন্ডিং প্রোটিন-7(IGFBP7) স্তরগুলিকে AKI (একেআই) সহ গুরুতর অসুস্থ রোগীদের মৃত্যু এবং কিডনি ব্যর্থতার পূর্বাভাস হিসাবে দেখানো হয়েছিলতীব্র কিডনি আঘাত) [60]। TIMP2 এবং IGFBP7 কোপজিটিভ রোগীদের চিকিত্সা AKI-এর জন্য উচ্চ ঝুঁকিতে থাকা রোগীদের জন্য কিডনি ডিজিজ ইমপ্রুভিং গ্লোবাল আউটকামস (KDIGO) নির্দেশিকা অনুসারে সহায়ক যত্নের ব্যবস্থা।(তীব্র কিডনি আঘাত) কমেছে AKI (তীব্র কিডনি আঘাত) কার্ডিয়াক সার্জারির পরে প্রথম 72 ঘন্টার মধ্যে বিকাশ, কিন্তু মৃত্যুহার এবং রেনাল রিপ্লেসমেন্ট থেরাপির প্রয়োজনকে প্রভাবিত করেনি [61]। অন্যান্য বায়োমার্কার অধ্যয়ন থেকে এই ফলাফল এবং ফলাফলগুলি উত্সাহজনক; যাইহোক, AKI-এর জন্য আদর্শ বায়োমার্কার বা আরও সম্ভবত বায়োমার্কার প্যানেল (তীব্র কিডনি আঘাত)ঝুঁকি মূল্যায়ন, লক্ষ্য AKI (তীব্র কিডনি আঘাত)প্রতিরোধ, ভবিষ্যদ্বাণীমূলক রোগ নির্ণয়, এবং সম্ভবত এমনকি রুটিন ক্লিনিকাল অনুশীলনে থেরাপিউটিক নির্দেশিকা এখনও সনাক্ত করা যায়নি।

কার্যকর AKI এর জন্য ড্রাইভ ছাড়াও (তীব্র কিডনি আঘাত) বায়োমার্কার, প্রোটিওমিক্সও AKI কে জিজ্ঞাসাবাদ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে (তীব্র কিডনি আঘাত) প্যাথোফিজিওলজি [62]। সিসপ্ল্যাটিন-প্ররোচিত AKI-এর একটি প্রাক-ক্লিনিকাল অধ্যয়ন (তীব্র কিডনি আঘাত)আহত কিডনিতে ট্রান্সক্রিপ্টোম এবং প্রোটিওমের মধ্যে একটি দুর্বল সম্পর্ক প্রকাশ করেছে [63]। সমীক্ষায় পরামর্শ দেওয়া হয়েছে যে দুটি পদ্ধতির মধ্যে পার্থক্যটি এক্সট্রা সেলুলার কম্পার্টমেন্টে প্রোটিনের পরিবর্তন দ্বারা চালিত হয়েছিল, উদাহরণস্বরূপ, পরিপূরক সিস্টেমে [63]। মজার বিষয় হল, আরএনএ এবং প্রোটিন এক্সপ্রেশনের মধ্যে বিচ্ছিন্নতার পরিমাণ দৃঢ়ভাবে আঘাতের তীব্রতার সাথে সম্পর্কযুক্ত ছিল যেমন সিরাম ক্রিয়েটিনিন এবং রক্তের ইউরিয়া নাইট্রোজেনের মাত্রা [63] দ্বারা নির্দেশিত। এটি AKI-তে পোস্ট-ট্রান্সক্রিপশনাল পরিবর্তনের প্রাসঙ্গিকতা তুলে ধরে (তীব্র কিডনি আঘাত)প্রতিক্রিয়া

সম্প্রতি, কাছাকাছি-একক-কোষ প্রোটিওমিক্স প্রোফাইলিং, যা 10 থেকে 100 লেজার ক্যাপচার মাইক্রোডিসেক্টেড কিডনি কোষের পরিমাণগত প্রোটোমিক পরিমাপকে সক্ষম করে, স্বাস্থ্যকর কিডনিতে গ্লোমেরুলার এবং প্রক্সিমাল টিউবুলার কম্পার্টমেন্টের জন্য নির্দিষ্ট প্রোটিন সনাক্ত করতে ব্যবহার করা হয়েছে [64] . সবচেয়ে সমৃদ্ধ কিছু কম্পার্টমেন্ট-নির্দিষ্ট প্রোটিন যথাক্রমে পডোসাইটের সংশ্লিষ্ট জিনের অভিব্যক্তি এবং একটি scRNA-seq ডেটা সেটের প্রক্সিমাল টিউবুল ক্লাস্টারের সাথে ভালভাবে সম্পর্কযুক্ত। তদ্ব্যতীত, 40 টিরও বেশি প্রোটিন চিহ্নিতকারী একক টিস্যু বিভাগে ইমেজিং ভর সাইটোমেট্রি (আইএমসি) দ্বারা একযোগে সনাক্ত করা যেতে পারে, এইভাবে স্থানিক প্রসঙ্গে প্রোটিওম অধ্যয়নের অনুমতি দেয় [65]। সুস্থ মানুষের কিডনির IMC অপ্রত্যাশিত সেলুলার ভিন্নতা প্রকাশ করেছে এবং একটি বিরল মেগালিন/অ্যাকোয়াপোরিন-1/ভিমেন্টিন (Lrp2/Aqp1/Vim)-পজিটিভ কোষের ধরণ চিহ্নিত করেছে যা সম্ভাব্যভাবে আহত (ভিম প্লাস) প্রক্সিমাল টিউবুল (Lrp2 প্লাস /Aqp1) প্রতিফলিত করে প্লাস) কোষের অবস্থা [65]। AKI-তে এই প্রযুক্তির প্রয়োগ (তীব্র কিডনি আঘাত) গবেষণা আঘাত এবং মেরামতের প্রোটিওমিক ল্যান্ডস্কেপের সমালোচনামূলক অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করবে।

কিডনি মেটাবোলোমের অধ্যয়ন (1500 Da [62] এর চেয়ে ছোট অণু) AKI (তীব্র কিডনি আঘাত) প্যাথোফিজিওলজি।

বিপাকীয়

লিকুইড ক্রোমাটোগ্রাফি-মাস স্পেকট্রোমেট্রি ব্যবহার করে আহত কিডনি টিস্যুর প্রোফাইলিং এর ফলে দেখা যায় যে ডি নিও নিকোটিনামাইড এডেনাইন ডাইনিউক্লিওটাইড (NAD প্লাস) সংশ্লেষণ AKI (তীব্র কিডনি আঘাত) [66]। AKI (তীব্র কিডনি আঘাত) এর ফলে স্থানীয় এনএডি প্লাস হ্রাস পায়, যখন পিজিসি 1 ওভার-এক্সপ্রেশন রেনাল এনএডি প্লাস মাত্রা বৃদ্ধি করে এবং একেআই হ্রাস করে (তীব্র কিডনি আঘাত) [66]। নিরপেক্ষ প্রস্রাব স্ক্রিনগুলিও IRI [67] এর পরে ইঁদুরের প্রস্রাবে NAD প্লাস পূর্বসূরি কুইনোলিনের বৃদ্ধির মাত্রা প্রদর্শন করেছে যা রেনাল কুইনোলিন ফসফরিবোসিলট্রান্সফেরেজ (QPRT), ডি নভো এনএডি প্লাস সংশ্লেষণের একটি মূল এনজাইম হ্রাসের ফলে [৬৭]। হ্রাসকৃত রেনাল QPRT স্তরগুলি উচ্চতর AKI এর সাথে যুক্ত ছিল(তীব্র কিডনি আঘাত) সংবেদনশীলতা [67]। মৌখিক নিকোটিনামাইড চিকিত্সা AKI (তীব্র কিডনি আঘাত-প্ররোচিত রেনাল এনএডি প্লাস ইঁদুরের বায়োসিন্থেটিক ঘাটতি, এবং একটি ছোট ফেজ 1 ক্লিনিকাল ট্রায়াল কার্ডিয়াক সার্জারি করা রোগীদের মধ্যে নিকোটিনামাইড চিকিত্সার সম্ভাব্য রেনাল সুবিধার পরামর্শ দিয়েছে [67]। রিপারফিউশনের আগে এবং পরে মানব কিডনি ট্রান্সপ্লান্ট বায়োপসিগুলির একটি বিপাকীয় গবেষণায়, বিলম্বিত গ্রাফ্ট ফাংশন ছাড়া ট্রান্সপ্লান্টের তুলনায় ভবিষ্যতে বিলম্বিত গ্রাফ্ট ফাংশন সহ ট্রান্সপ্ল্যান্টের একটি স্বতন্ত্রভাবে ভিন্ন বিপাকীয় প্রোফাইল দেখায় [68]। ভবিষ্যতে বিলম্বিত গ্রাফ্ট ফাংশন সহ ট্রান্সপ্লান্টগুলি অবিরাম ATP/GTP ক্যাটাবলিজম দ্বারা চিহ্নিত করা হয়েছিল, যা AKI-তে একটি থেরাপিউটিক লক্ষ্য হিসাবে শক্তি হোমিওস্ট্যাসিসের প্রাথমিক পুনরুদ্ধারের পরামর্শ দেয় (তীব্র কিডনি আঘাত) প্রতিরোধ [68]. ভর স্পেকট্রোমেট্রি ইমেজিং (এমএসআই) একটি শক্তিশালী কৌশল যা সেলুলার এবং সাবসেলুলার রেজোলিউশন [69] সহ বিপাক, প্রোটিন বা লিপিডগুলির স্থানিক বন্টন কল্পনা করতে ব্যবহৃত হয়। আহত কিডনিগুলির MSI বিশ্লেষণে দেখা গেছে যে আঘাতের [70,71] পরে 2 ঘন্টার মধ্যে হালকা এবং গুরুতর ইসকেমিয়ার মধ্যে পার্থক্য করতে লিপিডোমিক ই ব্যবহার করেছে ch coll .x7rr।

উপসংহার এবং দৃষ্টিকোণ

উপলব্ধ ওমিক্স প্রযুক্তিগুলি AKI (তীব্র কিডনি আঘাত) এবং মেরামত। বিভিন্ন ওমিক্স ডেটা সেটের একীকরণ বা একযোগে অধিগ্রহণ AKI (তীব্র কিডনি আঘাত), এবং অর্থোগোনাল পন্থা থেকে সংশোধিত ফলাফলগুলি চিহ্নিত প্রক্রিয়াগুলিতে অতিরিক্ত আত্মবিশ্বাস দেবে। কিডনি প্রিসিশন মেডিসিন প্রজেক্ট এবং কিডনি প্রোগ্রাম পুনর্নির্মাণ সহ বেশ কয়েকটি বৃহৎ সংস্থায় NIDDK-এর বিনিয়োগের মাধ্যমে নতুন অন্তর্দৃষ্টি, সরঞ্জাম এবং তথ্য সম্পদ সংগ্রহ করা হচ্ছে। 'বিগ ডেটা'-এর এই যুগের বড় চ্যালেঞ্জ হল অত্যন্ত জটিল ডেটা সেটগুলি থেকে জৈবিকভাবে প্রাসঙ্গিক প্রক্রিয়াগুলি অনুমান করা যাতে ব্যবহারকারী-বান্ধব দেখার এবং ডেটা বিশ্লেষণ প্ল্যাটফর্মের মাধ্যমে এই ডেটাগুলিতে অ্যাক্সেসকে গণতান্ত্রিক করা যায় এবং শেষ পর্যন্ত, আমাদের ক্রমবর্ধমান প্যাথোফিজিওলজিক অন্তর্দৃষ্টিগুলিকে ডায়াগনস্টিক এবং থেরাপিউটিক কৌশল যা রোগীর যত্ন এবং AKI উন্নত করে (তীব্র কিডনি আঘাত) ফলাফল।

প্রতিযোগিতামূলক আগ্রহের ঘোষণা

লেখকরা নিম্নলিখিত আর্থিক স্বার্থ/ব্যক্তিগত সম্পর্কগুলি ঘোষণা করেছেন যেগুলি সম্ভাব্য প্রতিযোগিতামূলক আগ্রহ হিসাবে বিবেচিত হতে পারে: APM হল নোভারটিস, ইজেনেসিস, অ্যাভিভা এবং ট্রেসল বায়োথেরাপিউটিকসের জন্য মানব রোগের কিডনি-সম্পর্কিত পদ্ধতির বৈজ্ঞানিক উপদেষ্টা।

স্বীকৃতি

আমরা সকল গবেষকদের কাছে ক্ষমাপ্রার্থী যাদের কাজ স্থানের সীমাবদ্ধতার কারণে আলোচনা করা যায়নি। আমরা পাণ্ডুলিপির সমালোচনামূলক পড়ার জন্য ডঃ পিত্রো ই.সিপ্পাকে ধন্যবাদ জানাই। LMS Gerhardt জার্মান রিসার্চ ফাউন্ডেশন (DFG), জার্মানির পোস্টডক্টরাল স্কলারশিপ (GE 3179/1-1) দ্বারা সমর্থিত ছিল। এপি ম্যাকমোহনের গবেষণাগারে কাজ NIDDK, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র (DK126024,54364,126925) এবং চ্যানজুকারবার্গ ইনিশিয়েটিভ, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র (CZIF2019-002430) থেকে অনুদান দ্বারা সমর্থিত।

তথ্যসূত্র

পর্যালোচনার সময়ের মধ্যে প্রকাশিত বিশেষ আগ্রহের পেপারগুলিকে হাইলাইট করা হয়েছে:

1. Chertow GM, Burdick E, Honor M, Bonventre JV, Bates DW:তীব্র কিডনি আঘাত, মৃত্যুহার, থাকার সময়কাল, এবং হাসপাতালে ভর্তি রোগীদের খরচ। JASN (J Am Soc Nephrol) 2005, 16:3365-3370।

2. মেহতা RL, Cerda J, Burdmann EA, Tonelli M, Garcia-Garcia G, Jha V, Susantitaphong P, Rocco M, Vanholder R, Sever MS, et al: ইন্টারন্যাশনাল সোসাইটি অফ নেফ্রোলজির 0বাই25 উদ্যোগতীব্র কিডনি আঘাত(2025 সালের মধ্যে শূন্য প্রতিরোধযোগ্য মৃত্যু): নেফ্রোলজির জন্য একটি মানবাধিকার মামলা। ল্যানসেট 2015, 385:2616-2643।

3. Hsu RK, Hsu CY: ভূমিকাতীব্র কিডনি আঘাতদীর্ঘস্থায়ী 3. H কিডনি রোগে। সেমিন নেফ্রোল 2016, 36:283-292।

4. চাওলা LS, Eggers PW, Star RA, Kimmel PL:তীব্র কিডনি আঘাতএবং আন্তঃসংযুক্ত সিন্ড্রোম হিসাবে দীর্ঘস্থায়ী কিডনি রোগ। N Engl J Med 2014,371:58-66।

5. Legrand M, Bell S, Fomi L, Joannidis M, Koyner JL, Liu K, 5, 1; Cantaluppi V: কোভিডের প্যাথোফিজিওলজি-19-সংশ্লিষ্টতীব্র কিডনি আঘাত. Nat Rev Nephrol 2021.https://doi.org/10.1038/s41581-021-00452-0। এই পর্যালোচনাটি COVID-19-সংশ্লিষ্ট বর্তমান সাহিত্যের একটি বিশদ ওভারভিউ প্রদান করেতীব্র কিডনি আঘাত.

6. Zuk A, Bonventre JV: সাম্প্রতিক অগ্রগতিতীব্র কিডনি আঘাত6. 2 এবং এর ফলাফল এবং দীর্ঘস্থায়ী কিডনি রোগের উপর প্রভাব। F Curr Opin Nephrol Hypertens 2019,28:397-405। এই চমৎকার পর্যালোচনাটি তীব্র থেকে দীর্ঘস্থায়ী কিডনি আঘাতে রূপান্তরের অন্তর্নিহিত প্যাথোফিজিওলজিক প্রক্রিয়াগুলির সংক্ষিপ্তসার করে এবং এই প্রক্রিয়ায় মাইটোকন্ড্রিয়াল কর্মহীনতা, প্রদাহ, বার্ধক্য এবং কোষের মৃত্যুর ভূমিকাকে হাইলাইট করে।

7. Saran R, Robinson B, Abbott KC, Agodoa LYC, Bragg Gresham J, Balkrishnan R, Bhave N, Dietrich X, Ding Z, Eggers PW, et al: US রেনাল ডেটা সিস্টেম 2018 বার্ষিক ডেটা রিপোর্ট: কিডনি রোগের মহামারী যুক্তরাষ্ট্র. AmJ কিডনি ডিস 2019,73:A7-A8.US রেনাল ডেটা সিস্টেম 2018 বার্ষিক ডেটা রিপোর্ট এখান থেকে পাওয়া যায়: https://www.usrds.org/media/2282/2018_ভলিউম{{9} }ckd_in__us.pdf. (এক্সেস করা হয়েছে 11 এপ্রিল 2021)।

8. Ferenbach DA, Bonventre JV: ম্যাকানিজম অফ ম্যালাডাপ্টিভ 8. AKI এর পরে মেরামত (তীব্র কিডনি আঘাত) ত্বরিত কিডনি বার্ধক্য এবং CKD নেতৃস্থানীয়. ন্যাট রেভ নেফ্রোল 2015,11:264-276।

9. Kusaba T, Lalli M, Karmann R, Kobayashi A, Humphreys BD:9. ডিফারেনসিয়েটেড কিডনি এপিথেলিয়াল কোষ আহত প্রক্সিমাল টিউবিউল মেরামত করে। Proc Natl Acad Sci US A 2014,111:1527-1532। 10.কুমার এস, লিউ জে, প্যাং পি, ক্রাউটজবার্গার এএম, রেজিনেনসি এ,

10. Akiyama H, Schedl A, Humphreys BD, McMahon AP: Sox9 অ্যাক্টিভেশন তীব্রভাবে আহত স্তন্যপায়ী কিডনিতে রেনাল মেরামতের একটি সেলুলার পথকে হাইলাইট করে৷ সেল প্রতিনিধি 2015,12:1325-1338৷

11. Kang HM, Huang S, Reidy K, Han SH, Ching F, SusztakK: Sox9 পজিটিভ প্রোজেনিটর কোষগুলি ইঁদুরের রেনাল টিউবুল এপিথেলিয়াল পুনর্জন্মে মুখ্য ভূমিকা পালন করে। সেল প্রতিনিধি 2016,14:861-871।

12. Yang L, Besschetnova TY, Brooks CR, Shah JV, Bonventre JV: G2/M-এ এপিথেলিয়াল সেল চক্র গ্রেপ্তার আঘাতের পরে কিডনি ফাইব্রোসিসকে মধ্যস্থ করে। ন্যাট মেড 2010, 16:535-543।

13. Xu K, Rosenstiel P, Paragas N, Hinze C, Gao X, Shen TH, Werth M, Forster C, Deng R, Bruck, et al: অনন্য ট্রান্সক্রিপশনাল প্রোগ্রামগুলি AKI এর উপপ্রকার সনাক্ত করে (তীব্র কিডনি আঘাত.JASN (J Am Soc Nephrol) 2017,28:1729-1740।

14. Mar D, Gharib SA, Zager RA, Johnson A, Denisenko O, Bomsztyk K: ইসকেমিয়া/রিপারফিউশন- এবং এন্ডোটক্সিন-প্ররোচিত এপিজেনেটিক পরিবর্তনের ভিন্নতাতীব্র কিডনি আঘাতজিন কিডনি 2015, 88:734-744।

15. স্টাফোর্ড-স্মিথ এম, লি ওয়াইজে, ম্যাথিউ জেপি, লি ওয়াইডব্লিউ, জি ওয়াই, ফিলিপস-বুট বি, মিলানো সিএ, নিউম্যান এমএফ, ক্রাউস ডব্লিউই, কেরতাই এমডি, এট আল।: জিনোম-ওয়াইড অ্যাসোসিয়েশন স্টাডি অফতীব্র কিডনি আঘাতকরোনারি বাইপাস গ্রাফ্ট সার্জারির পরে সংবেদনশীলতার অবস্থান সনাক্ত করে। কিডনি 2015,88:823-832।

16. Zhao B, Lu Q, Cheng Y, BelcherJM, Siew ED, Leaf DE, Body SC, Fox AA, Waikar SS, Collard CD, et al.: একক-নিউক্লিওটাইড পলিমারফিজম সনাক্ত করার জন্য একটি জিনোম-ওয়াইড অ্যাসোসিয়েশন স্টাডিতীব্র কিডনি আঘাত.Am J Respir Crit Care Med 2017, 195:482-490।

17. Kayagaki N, Lee BL, Stowe IB, Kornfeld OS, O'Rourke K, Mirrashidi KM, Haley B, Watanabe C, Roose-Girma M, Modrusan Z, et al: IRF2 ট্রান্সক্রিপশনভাবে পাইরোপ্টোসিসের জন্য GSDMD এক্সপ্রেশন প্ররোচিত করে। বিজ্ঞান সংকেত 2019, 12.

18. মাতসুয়ামা টি, কিমুরা টি, কিতাগাওয়া এম, ফেফার কে, কাওয়াকামি টি, ওয়াতানাবে এন, কুন্ডিগ টিএম, আমাকাওয়া আর, নিশিহারা কে, ওয়াকেহাম এ: IRF-1 বা IRF-2 এর লক্ষ্যযুক্ত ব্যাঘাত ঘটায় অস্বাভাবিক টাইপ আইআইএফএন জিন আনয়ন এবং অস্বাভাবিক লিম্ফোসাইট বিকাশ। সেল 1993, 75:83-97।

19. Papaioannou VE: টি-বক্স জিন পরিবার: বিকাশ, স্টেম সেল এবং ক্যান্সারে উদীয়মান ভূমিকা। উন্নয়ন 2014.141:3819-3833।

20. Renken IJE, Vilander LM, Kaunisto MA, Vaara ST, Snieder H, Keus F van der Horst ICC, Pettilä V∶ IRF2 এবং TBX1 এর কাছে জেনেটিক লোকির মধ্যে কোন সম্পর্ক নেই এবংতীব্র কিডনি আঘাতগুরুতর অসুস্থ অবস্থায়।AmJ Respir Crit Care Med 2019,201:109-111।