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    北京基因組所(國家生物信息中心)揭示維生素C缺乏腎損傷的表觀遺傳調控機制

      維生素C缺乏在腎損傷的危重患者中很常見,并作為抗氧化劑用于治療順鉑引起的急性腎損傷。除了作為抗氧化劑,維生素C還是表觀遺傳調控劑。腎臟是一個高度復雜的器官,各種因素導致腎臟發生病變的部位不同。因此,在表觀遺傳調控層面,維生素C缺乏在調節腎臟細胞和分子內穩態中的作用仍不清楚,補充維生素C是否對腎臟并發癥高風險患者有治療作用仍然是個未知數。 

      202215日,中國科學院北京基因組研究所(國家生物信息中心)慈維敏研究組于Journal of the American Society of Nephrology雜志在線發表題為“Vitamin C Deficiency Causes Cell Type-specific Epigenetic Reprogramming and Acute Tubular Necrosis in a Mouse Model ”的研究論文。該研究揭示了維生素C缺乏小鼠腎損傷的表觀遺傳調控機制,提供了維生素C缺乏導致急性腎小管壞死和細胞類型特異性DNA/RNA表觀遺傳修飾的證據,闡明了維生素C缺乏腎臟的細胞和分子表型特征。 

      該研究通過對維生素C缺乏小鼠及同窩對照小鼠的腎臟進行病理學、單細胞RNA測序、全基因組亞硫酸氫鹽測序和甲基化RNA免疫沉淀測序,首次繪制了維生素C缺乏腎臟的多組學圖譜。研究人員發現,在自然斷奶后7周半的維生素C缺乏小鼠腎臟中出現了急性腎小管壞死,而急性腎小管壞死是引起急性腎損傷的最常見因素。整合分析發現,近端小管細胞和開窗型內皮細胞分別為受DNA/RNA高甲基化修飾影響最大的細胞類型,導致腎臟出現小管壞死及缺氧。進一步,用小鼠近端小管上皮細胞系的細胞學實驗和基于單細胞RNA測序數據的細胞間通訊分析證實了這一結果。此外,缺乏維生素C的腎臟中DNA高甲基化先于急性腎小管壞死的組織學表型,暗示了DNA表觀遺傳改變可能驅動疾病的發生發展。最值得注意的是,預防性補充抗氧化型維生素C衍生物-抗壞血酸磷酸鎂可促進DNA去甲基化,并阻止順鉑誘導的急性腎小管壞死進展。該研究證實了維生素C是腎內穩態所必需的物質,為維生素C作為維持腎內穩態的表觀遺傳調節劑提出新的見解和思路,并為預防危重患者的腎臟損傷提供了重要科學依據。 

      中科院北京基因組研究所(國家生物信息中心)慈維敏研究員為該論文的通訊作者,課題組博士生于子惠、博士畢業生徐子瑛及助理研究員梁媛為共同第一作者。該研究得到了國家重點研發計劃、中科院戰略性先導科技專項、國家自然科學基金等項目資助。 

      論文鏈接

    維生素C缺乏誘導的DNA/RNA表觀調控改變在急性腎小管壞死進展中協調細胞類型特異性的重編程

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