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本研究通过整合基因组学与功能实验,首次揭示WHAMM(Wasp同源关联肌动蛋白膜微管调节因子)作为慢性肾病(CKD)和急性肾损伤(AKI)的新型遗传风险基因。作者发现WHAMM通过调控肌动蛋白(F-actin)动态和线粒体细胞色素c释放,激活凋亡(apoptosis)和焦亡(pyroptosis)通路,促进肾小管损伤。基因敲除小鼠模型显示WHAMM缺失可减轻顺铂、叶酸等诱导的肾纤维化,靶向ARP2/3复合物的小分子抑制剂CK666展现出治疗潜力。该研究为肾病治疗提供了新的分子靶点和干预策略。
基因组学鉴定WHAMM为肾病风险基因
通过对227万人的全基因组关联分析(GWAS),研究团队在15号染色体上发现与估算肾小球滤过率(eGFR)显著相关的单核苷酸多态性(SNP)rs11259952。该位点与肾小管WHAMM表达量呈负相关(p=2.1×10
-41),风险等位基因携带者表现出更高的WHAMM表达和更低的eGFR。贝叶斯共定位分析(PPH4>0.8)证实该遗传变异通过调控WHAMM表达影响肾功能。
WHAMM的细胞定位与表达特征
单细胞测序显示WHAMM在近端小管(PT)、远端小管和足细胞均有表达。免疫荧光证实其与F-actin、微管蛋白(TUB1A)和高尔基体标记物GM130共定位。在CKD患者中,WHAMM蛋白水平显著升高,且与肾纤维化程度正相关。
WHAMM缺失对自噬的影响
尽管既往研究认为WHAMM参与自噬体形成,但本研究发现Whamm
-/-小鼠肾小管上皮细胞(TECs)的溶酶体数量、LC3II脂化水平和自噬通量(autophagy flux)与野生型无显著差异。血清饥饿条件下,敲除细胞仍能通过巴弗洛霉素A(BA)和氯喹(CQ)正常阻滞自噬过程。
细胞死亡通路的调控机制
顺铂处理的Whamm
-/- TECs表现出:
• 凋亡标志物BAX和cleaved CASP3降低53%
• 焦亡相关基因IL-1β和IL-18表达下降67%
• 坏死性凋亡(necroptosis)标志物MLKL无变化
免疫共沉淀显示WHAMM通过促进F-actin分支(ARP2/3依赖)介导:
1. 线粒体细胞色素c释放(与cleaved CASP3共定位)
2. ASC斑点(speck)形成(NLRP3炎症小体激活关键步骤)
动物模型的保护效应
在三种肾病模型中观察到一致表型:
• 顺铂-AKI模型:Whamm
-/-小鼠血清肌酐(sCr)降低42%
• 叶酸肾病:胶原蛋白Col1a1表达下降58%
• 单侧输尿管梗阻(UUO):α-SMA蛋白水平减少65%
机制上,敲除小鼠显示NLRP3/caspase-1/GSDMD通路激活减弱,且Nlrp3
+/-小鼠重现了纤维化减轻表型。
治疗转化潜力
ARP2/3抑制剂CK666处理可:
• 减少顺铂模型肾损伤标记物Havcr1表达79%
• 降低腺嘌呤诱导CKD模型的肾纤维化面积83%
• 抑制GSDMD切割(N端片段减少71%)
该研究建立了WHAMM-肌动蛋白动态-细胞死亡通路的分子调控网络,为开发靶向细胞骨架的肾病治疗策略提供了理论依据。特别值得注意的是,WHAMM在脊椎动物中保守性较高,但其抑制剂可能通过调控广泛存在的ARP2/3复合物发挥作用,这为药物开发提供了独特优势。