비뇨기 무세포 염색체 외 원형 DNA: 만성 신장 질환에 대한 가능한 바이오마커

키워드

무세포 DNA, 만성신장질환, circle-seq, 진단

관련 연구에 따르면,담배다양한 질병을 치료하기 위해 수세기 동안 사용되어 온 전통 중국 허브입니다. 보유하고 있음이 과학적으로 입증되었습니다.안티염증성,안티노화, 그리고산화 방지제속성. 연구에 따르면 cistanche는 다음으로 고통받는 환자에게 유익합니다.신장질병. cistanche의 활성 성분은 염증을 감소시키는 것으로 알려져 있습니다.개선하다신장기능그리고손상된 신장 세포 회복. 따라서 신장 질환 치료 계획에 cistanche를 통합하면 환자가 상태를 관리하는 데 큰 이점을 얻을 수 있습니다.시탕슈단백뇨 감소, BUN 및 크레아티닌 수치 감소, 추가 신장 손상 위험 감소에 도움이 됩니다. 또한, cistanche는 또한 신장 질환을 앓고 있는 환자에게 위험할 수 있는 콜레스테롤 및 트리글리세리드 수치를 낮추는 데 도움이 됩니다.

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체액에 부유하는 순환 무세포 DNA(cfDNA)는 다양한 인간 질병에 대한 최소 침습 질병 바이오마커 클래스로서 잠재적인 임상 용도를 고려할 때 집중적인 연구 분야입니다. cfDNA는 주로 세포 사멸 세포(주요 기여자는 조혈 세포임)의 부산물이라고 제안되는 반면, 핵산의 지속적인 방출은 발달, 후생유전적 리모델링, 조직 재생, 적응 면역 시스템의 조정.1 현재까지 cfDNA 연구는 대부분 조각난 선형 DNA 분자로 제한되었습니다(< 200 base pairs [bp]). Recently, however, extrachromosomal circular DNAs (cDNAs) have gained considerable attention because of their ubiquitous prevalence in all eukaryotic cells. eccDNA is found in both physiological and pathological conditions, ranging from animals and plants to yeast sources, and has diverse origins. cDNAs are originated from and homologous to chromosomes, but once they are formed, they are likely to act independently. Although the formation and biological roles of eccDNA remain understudied, it is thought to reflect the genome's plasticity and instability.2 Similar to linear cf-DNA, eccDNA is demonstrated in human plasma and considered to be released into circulation after cell apoptosis/death and turnover, with a higher rate in diseased states. Due to their covalently bonded circular structure, extracellular eccDNAs are assumed to be more resistant to exonuclease degradation compared to their linear counterparts. Considerable research has been conducted on linear cf-DNA in blood, saliva, cerebrospinal fluid, and urine as an informative diagnostic tool3; however, the existence of eccDNA in human urine had not been discovered. In the recent issue of "Clinical and Translational Medicine", Lv et al. have demonstrated for the first time the presence of cell-free eccDNA (cf-eccDNA) in urine samples from healthy individuals and patients with advanced chronic kidney diseases (CKD).4 They analyzed urine samples from 28 healthy individuals and 21 patients with advanced CKD for characterization of urinary cf-eccDNA using a modified Circle-Seq method.

100만 개가 넘는 고유한 소변 cf-eccDNA가 건강한 지원자 샘플에서 제시되었습니다. 흥미로운 관찰로서 저자는 eccDNA와 단백질 코딩 유전자, CpG 섬, 짧게 산재된 전이 요소, 단순 반복 요소 사이의 상관관계를 제시했습니다. 대부분의 소변 cf-eccDNA는 1000bp보다 작고 207, 358, 553 및 732bp에 위치한 4개의 주요 피크가 풍부한 것으로 나타났습니다. 인간 염색체의 상당 부분(14.9%)이 소변 cf-eccDNA의 형성에 기여한 반면, 염색체 17, 19, 20을 포함하여 유전자가 풍부한 염색체가 가장 많이 기여했으며 유전자가 부족한 염색체 21이 가장 적게 기여했습니다. 이 관찰과 이전 보고서5,6는 전사 활성과 eccDNA 형성 사이의 강한 상관관계를 암시합니다.

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유전자 조절, 약물 내성, 신호 전달, 노화 및 종양 형성을 포함한 일부 생물학적 기능 및 질병 상태가 eccDNA와 연관되어 있지만7 cf-eccDNA가 어떻게 형성되는지에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다. 따라서 eccDNA가 어떻게 형성되는지 더 잘 이해하면 새로운 진단 및 치료 도구를 확립할 수 있습니다. 이 개념에 따라 Lv et al. 대부분(66.36%) eccDNA 접합 부위 근처에 직접 반복 서열(4-에서 18-bp)이 4-bp "스페이서"가 있는 한 쌍의 삼중뉴클레오티드 회문 반복과 함께 있음을 제시했습니다. eccDNA의 시작 사이트와 끝 사이트 사이에 인접해 있습니다.4 대부분의 eccDNA에는 직접 반복 시퀀스와 회문 반복이 포함되어 있지만, DNA 절단 후 상동 재조합 매개 원형화 및 미세 상동성 매개 말단 결합 프로세스가 관여할 수 있음을 지적하고 다음을 이해하는 데 기여합니다. eccDNA 형성, eccDNA의 많은 부분에는 여전히 이러한 원형 DNA 조각이 어떻게/언제 형성되는지를 완전히 밝히기 위해 추가적인 기계적 작업이 필요한 이러한 반복이 포함되어 있지 않습니다.

더 흥미롭게도, 요중 cf-eccDNA의 특성화는 건강한 개인과 환자 사이의 크기, GC 함량 및 모티프 시그니처 측면에서 유사했지만 진행성 CKD(3-5단계) 환자의 샘플은 요중 cf-eccDNA의 수준이 더 높은 것으로 나타났습니다. 건강한 사람에 비해 그룹 간에 연령 매개변수에 차이가 있었지만(CKD 환자는 상대적으로 나이가 많음) 연령과 cf-eccDNA 양 사이에는 상관관계가 발견되지 않아 eccDNA 수준과 CKD 상태 사이의 강한 연관성을 뒷받침합니다. 환자의 eccDNA 특성에 대한 추가 조사에서는 CKD 환자에서 자주 검출되는 miRNA eccDNA 그룹이 입증되었습니다. 이러한 풍부한 miRNA 인코딩 유전자가 환자 전체에서 일관되고 신장 및 비뇨기 질환과 관련되어 있다는 것은 매우 매력적입니다.8,9 이러한 발견은 이제 진행 단계의 CKD 환자뿐만 아니라 다른 CKD도 포함하는 더 큰 코호트 임상 연구를 통해 검증이 필요합니다. 다른 신장 및 비뇨기 질환과 함께 단계. cfDNA가 일반적으로 연구되고 진단 도구로 적용되는 암 및 겸상 적혈구 질환과 같은 다양한 비뇨기 질환을 조사하는 것도 흥미로울 것입니다.

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이 DNA 분자는 신장, 요로 및 혈장에서 유래할 가능성이 높습니다. 따라서 더 높은 수준의 요중 cf-eccDNA는 CDK 환자에서 더 높은 신장 세포 아폽토시스, DNA 손상 및 염증이 있는 환자에서 가능성이 높습니다. 많은 연구가 다른 체액에 cf-eccDNA의 존재를 보고했지만, 이 연구는 이러한 원형 DNA가 신체에서 어떻게 제거되는지에 대한 한 가지 가능한 메커니즘을 제안합니다. 연구에 사용된 방법은 혈장 또는 요로에서 eccDNA를 구별할 수 없으며, 이러한 관찰 및 혈장 eccDNA에 대한 제거 경로 제안은 향후 연구에서 검증되어야 합니다.

Lv et al. 소변 eccDNA의 존재에 대한 첫 번째 보고서에 대한 강력한 연구 보고를 제공하고 CKD에 대한 잠재적인 진단 방법을 제안합니다. 이러한 결과는 CDK뿐만 아니라 아마도 다른 모든 세포 사멸 질환(특히 신장 및 비뇨기 질환)에 대한 비침습적이고 간단한 바이오마커 분석 개발에 유망합니다. 이전에 소변 샘플의 선형 cf-DNA가 매우 분해되었다고 보고되었으며10 환자들 사이에서 다양한 cf-eccDNA 프로필이 이 연구에서 입증되었으므로 추가 연구가 소변 내 원형 DNA의 안정성/신뢰성을 보여주기 위해 매우 보증되며 진단 도구로서의 탐지 방법의 적용 가능성. 이러한 연구는 질병 재발 예방, 조기 발견, 위험 계층화, 최적 요법 선택 및 치료 성공/반응 모니터링의 가능성을 탐구하기 위해 초기 단계 상태의 환자로 확장되어야 합니다.

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