4 位供者的近端小管细胞,同时用于二维和灌流培养

华盛顿大学(University of Washington)等机构在 bioRxiv 发布预印本,比较环孢素 A 与其类似物伏环孢素(voclosporin)对人近端小管细胞的影响。研究结合二维培养、三维灌流、线粒体成像及转录组,观察两药的早期应激差别。

细胞来自 4 位正常成人肾供者,女性与男性各 2 位。研究将同类细胞用于二维单层,或接种到胶原内的微通道,在 0.5 μL/min 持续流动条件下形成小管。主要比较采用 10 μM 药物处理 48 小时,并使用匹配乙醇溶剂参照。

活性和 KIM-1 未区分两药,多指标变化出现差别

二维单层的 MTS 活性检测在 0.01–10 μM 范围未见明显毒性。三维灌流流出液中的肾损伤分子 1(KIM-1)在 48 小时内维持基线,另行延长至 14 天的观察也未见明显升高。

团队随后测量 8 个损伤和炎症相关指标,按每位供者对应溶剂参照计算变化。把每个指标的 24 与 48 小时结果平均后,环孢素 A 的绝对变化总体大于伏环孢素,两药平均差为 0.72 个 log2 单位。

汇总值采用相对参照变化的绝对值,反映各指标升降的幅度;24 小时与 48 小时可用供者数也有不同。按这一方式比较,环孢素 A 使整体指标偏离基线的程度较大。

线粒体形态与膜电位检测补充不同信息

共聚焦图像中,环孢素 A 处理细胞的线粒体呈点状和碎片化,伏环孢素组较多保持网状。二维细胞的分支数与投影面积没有显著组间下降;三维小管重建中,环孢素 A 的丝状面积与溶剂组也未见显著差异。

另在二维细胞进行的四甲基罗丹明甲酯(TMRM)染色与流式分析显示,伏环孢素组阳性比例最高,在部分供者中高于环孢素 A 组。两药组的阳性比例均高于溶剂参照。

环孢素 A 与伏环孢素处理后,二维近端小管细胞及三维灌流小管的线粒体成像和相应量化。

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环孢素 A 与伏环孢素处理后,二维近端小管细胞及三维灌流小管的线粒体成像和相应量化。(Kayenat S. Aryeh et al. / bioRxiv [Preprint], 2026, Figure 4;CC BY 4.0;NLM/PMC)

三维培养的转录组显示两药反应范围不同

48 小时后的小管 RNA-seq 中,环孢素 A 与参照相比有 1,492 个差异表达基因,伏环孢素有 489 个;两组共同基因为 304 个,各自特有为 1,188 与 185 个。

作者进一步分析内质网蛋白处理、细胞周期和铁死亡相关基因。环孢素 A 的表达变化涉及较广的应激与周期调节,伏环孢素更集中于蛋白折叠和质量控制。这里的通路解释主要来自转录模式,直接脂质过氧化、铁状态与细胞周期功能仍是后续验证内容。

另一项分析根据差异 mRNA 推测 miRNA 调节关系,没有直接测量 miRNA。作者将其用于提出下一步检测候选,同时计划增加血管与免疫成分、延长灌流观察,以研究早期应激和持续损伤之间的关系。研究目前仍为未经过期刊同行评议的预印本。

来源与延伸阅读

  1. Voclosporin Preserves Mitochondrial Function Compared With Cyclosporine A in Perfused Human Proximal Tubule Microphysiological Systems. bioRxiv [Preprint] (2026). ↗