尿液微粒转录组学标志物在糖尿病肾病早期诊断中的研究

Diabetic nephropathy(DN) is a main cause of end-stage kidney disease. Unfortunately, there is still a lack of early accurate diagnostic biomarkers. Our previous studies have shown that urinary microparticle（MP）RNA detection may provide a novel and effective method for early non-invasive diagnosis of DN. However, how to avoid the interference of transcripts from non-kidney sources remains a major problem. This project intends to establish a DN-specific transcriptomic profile using urinary kidney intrinsic cell specific RNA screening method based on our large sample-size (n=251) transcriptome database. Secondly, through three-stage screening studies, including cell model study, animal model study and the clinical cross-sectional study, we intend to select candidate biomarkers and analyze the their relationship with the main pathophysiological changes in DN. Finally,a combined biomarker will be established by machine learning method based on the selected molecules. This study will provide a novel theoretical and experimental basis for clinical application of urinary MP RNA in assisting the diagnosis of DN.

糖尿病肾病（DN）是终末期肾脏病的主要病因之一，尚缺乏早期精准诊断生物标志物。我们前期研究表明，尿液微粒mRNA检测可能为DN早期无创诊断提供新颖有效的手段。然而如何避免尿液非肾脏来源转录本干扰，发现DN特征性尿液微粒转录组学标志物是亟待解决的关键问题。本项目拟基于课题组前期构建的大样本（n=251）肾脏病理转录组学数据集，运用尿液肾脏固有细胞特异性mRNA筛选方法，构建DN特征性转录组学表达谱。继而通过细胞实验、模式动物和临床样本等三阶段筛选研究，系统探讨DN尿液微粒转录组学的时空变化规律及其与DN主要病理生理变化的关联，鉴定具有临床应用潜力的生物标志物。最后，运用机器学习方法建立联合生物标志物，评估其在DN早期诊断中的价值，从而为临床应用尿液MP mRNA辅助诊断DN提供新颖的理论和实验依据。

糖尿病肾病（DN）是终末期肾脏病的主要病因之一，尚缺乏早期精准诊断生物标志物。我们前期研究表明，尿液微粒（MP） mRNA检测可能为DN早期无创诊断提供新颖有效的手段。本项目基于大样本高通量数据，利用生物信息学方法描绘出DN特异性转录组学表达谱，进而通过体内外试验初步验证其作为DN早期生物标志物的潜在价值，最后在临床研究中进行验证。主要成果包括：.（1）.本项目开展了大样本CKD肾活检组织转录组芯片数据的生物信息学分析，鉴定出DN特征性表达谱， 通过功能注释、通路富集分析、蛋白质互作网络和核心基因筛选等方法，探讨了DN特有的发病机制。.（2）.通过比较转录组学方法，系统研究了人类与DN动物模型转录组的异同。为后续临床特异性分子筛选提供更为特异的数据库来源。.（3）.研究了DN铁死亡与免疫微环境（IME）的相关性，发现铁死亡可能由IME失调引起，并加速了DN进展。以为探索潜在分子机制提供新线索。.（4）.通过生物信息学、体内外试验等进一步鉴定了CCL19等基因可能是DN的新型生物标志物。.（5）.结合前述筛选结果，在包含160例受试者的队列中测定候选尿液MP mRNA表达水平。结果发现，尿液MP CCL19 mRNA、ALOX5及纤维化相关mRNA（VIM、LMNA）在DN患者中显著升高，可作为DN的潜在生物标志物。