Análisis integrado de proteómica transcriptómica y secretoma de células endoteliales estimuladas por hiperglucemia y cribado de compuestos objetivo

Summary

Este protocolo establece una cadena integrada de multi-ómica (transcriptoma y proteoma) combinada con cribado farmacológico en red para identificar los impulsores moleculares y los objetivos terapéuticos para la disfunción endotelial en complicaciones diabéticas.

Abstract

La disfunción endotelial es un factor clave de la enfermedad renal diabética (DKD), pero sus mecanismos moleculares sistémicos permanecen incompletamente descodificados. Planteamos la hipótesis de que el análisis multiómico integrado podría mapear el daño endotelial inducido por la hiperglucemia e identificar terapias reutilizables. Se aplicó una cadena computacional reutilizable para integrar perfiles transcriptómicos/secretomáticos de células endoteliales hiperglucémicas y riñones diabéticos. Esto identificó 534 genes/proteínas comúnmente regulados al alza. El enriquecimiento funcional reveló la activación de la remodelación de la matriz extracelular, la comunicación intercelular y las vías de inflamación. La validación entre bases de datos perfeccionó 278 mediadores de alta confianza y el análisis de redes de interacción proteína-proteína localizó diez genes centrales. Utilizando farmacología en red, seleccionamos una biblioteca de fármacos aprobados, identificando varios compuestos candidatos (por ejemplo, bruceantina, idelalisib) que podrían atacar esta red. Además, la regulación de factores de transcripción y simulaciones ejemplares de acoplamiento molecular (por ejemplo, idelalisib con CTCF/BRD4) proporcionaron hipótesis mecanicistas para validación experimental. En conclusión, este estudio establece un marco multiómico reutilizable que delimita los mecanismos patogénicos endoteliales en DKD y nomina candidatos a fármacos reutilizables, ofreciendo un enfoque estratégico para el descubrimiento mecanicista y terapéutico.

Introduction

La diabetes mellitus, como desafío global para la salud, afectó a 529 millones de personas en todo el mundo en 2021, con proyecciones que indican que afectará a 1.310 millones de personas para 2050^. Más allá del control glucémico, las complicaciones a largo plazo son la principal fuente de morbilidad, mortalidad y reducción de la calidad de vida. Estas incluyen complicaciones microvasculares (por ejemplo, enfermedad renal diabética (DKD), retinopatía, neuropatía) y complicaciones macrovasculares (por ejemplo, aterosclerosis acelerada). De forma crítica, la DKD afecta entre el 30% y el 40% de los pacientes diabé....

Protocol

Los experimentos con animales se llevaron a cabo con la aprobación del Comité de Investigación y Ética Animal del Instituto de Investigación Médica de Hebei Yiling (número de aprobación: N2024082). Consulta la Tabla de Materiales para conocer los materiales experimentales e instrumentos utilizados en este estudio. El personal debe llevar estrictamente el equipo de protección individual (EPP) adecuado al manipular reactivos peligrosos como TRIzol (irritante para la piel/ojos, que contiene fenol) y inhibidores de proteasas (posibles sensibilizadores respiratorios/cutáneos). Segregar los residuos biológicos/líquidos en b....

Results

Demostración del impacto patogénico del secretoma endotelial hiperglucémico sobre los túbulos renales

Este estudio comenzó con la validación del efecto patógeno del secretoma endotelial hiperglucémico. El medio acondicionado de células endoteliales glomerulares humanas hiperglucémicas (HG-CM) afectó significativamente la viabilidad de las células epiteliales del túbulo proximal .......

Discussion

Este estudio establece la disfunción del secretoma endotelial inducida por hiperglucemia como un factor crítico de la lesión renal diabética mediante enfoques integrados de multiómica y computación. Demostración de que la citotoxicidad mediada por secretoma hacia los túbulos renales coincide con una desregulación sistemática de 534 factores derivados de endotelios que convergen en la remodelación matricial, el estrés oxidativo y las vías del núcleo de inflamación en la patogénesis de la .......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Kit CCL2 ELISA	Thermo Fisher Scientific	#88-7399-88
Inhibidor de CCR2	Merck Millipore	#227016
Kit de ensayo de viabilidad celular	Siete Biotecnología	CCK-8, SC119-01
Secuenciador de ADN	Illumina	NovaSeq 6000
Sistema de Cromatografía Líquida de Alto Rendimiento	Thermo Fisher Scientific	UltiMate 3000 Binary RSLC
Medio de Cultura HRGEC	Shanghai Zhong Qiao Xin Zhou Biotechnology Co., Ltd.	1001
Células endoteliales glomerulares renales humanas (HRGECs)	Shanghai Zhongqiao Xinzhou Biotecnología	PRI-H-00038
Medio Completo de Células Epiteliales Tubulares Renales Humanas	Procell	CM-H193
Células epiteliales tubulares renales humanas (HK2)	Procell	CP-H193
Ratones machos de db/db y db/m (4 semanas)	Hangzhou Ziyuan Biotech Co., Ltd.	SCXK 20190004
Espectrómetro de masas	Thermo Fisher Scientific	Astral
Lector de Absorbancia de Microplacas	Dispositivos moleculares	SpectraMax iD5
Cóctel inhibidor de proteasas (libre de EDTA)	Roche	cOmplete, #5056489001
Reactivo de extracción de ARN	Thermo Fisher Scientific	TRIzol, #15596026
Analizador de Calidad de ARN	Agilent Technologies	Analizador de fragmentos 5300, M5311AA
Instrumento de Cuantificación de ARN	Thermo Fisher Scientific	Qubit 3.0, Q33216
Kit de detección ROS	Thermo Fisher Scientific	#EEA019
Dispositivos centrífugos de ultrafiltración (MWCO de 3 kDa)	Merck Millipore	Amicon Ultra-4