常染色体显性多囊肾病(ADPKD)是最常见的遗传性肾病，通常由编码多囊蛋白-1 (PC1)或多囊蛋白-2 (PC2)的基因突变引起。研究发现多囊蛋白缺失后，去除纤毛基因会抑制囊肿的生长。如Tulp3，其会影响纤毛的膜相关蛋白组成，失活后囊肿生长受到抑制。最近的研究表明，存在纤毛依赖性囊肿激活(CDCA)的信号通路，即在PC1或PC2失活后，需要结构和功能完整的初级纤毛来驱动囊肿生长。但是多囊蛋白-CDCA信号级联的关键组分尚未被确定，与纤毛中多囊蛋白的主要功能最密切相关的分子事件可能是ADPKD治疗中有效的靶点。来自耶鲁大学的Stefan Somlo团队于2024年5月在Nature Communications上发表题为“Glis2 is an early effector of polycystin signaling and a target for therapy in polycystic kidney disease”的文章，研究表明Glis2失活可抑制多囊肾病进展，提示Glis2是CDCA的功能靶点，也是治疗ADPKD的潜在靶点。

为了寻找PC1丢失和囊肿形成相关的基因，作者使用了检测转录活跃mRNA的TRAP RNA-seq技术。为了实现对肾小管细胞的特异性检测，选取Pax8^rtTA;TetO^Cre小鼠，敲除Pkd1的同时启动L10a-EGFP核糖体融合蛋白的表达。该蛋白用于从Cre重组酶活跃的细胞中分离核糖体复合物，后续对这一部分mRNA进行测序即可得到差异表达的转录本（图1）。为了识别与囊肿形成最相关的差异表达转录本，作者用三种基因型的小鼠进行分析：Pkd1单突变体（Pkd1^KO，即多囊肾病小鼠），Pkd1和Kif3a双敲除小鼠（Pkd1^KO+cilia^KO，即Pkd1失活但肾囊肿小或者无），以及野生型小鼠。在小鼠出生后28天诱导肾小管细胞中Pkd1基因敲除和纤毛缺失，在出生后42天收取小鼠，此时小鼠肾囊肿尚未形成。通过分析以上小鼠数据发现，有167个差异基因是符合CDCA表达模式的。进一步结合肾细胞表达的转录本分析，共发现73个差异基因（图1）。

图1 Pkd1小鼠的TRAP RNA-seq分析

在前面发现的73个差异基因中，Glis2表达上调，之前已经报道Glis2定位在纤毛中，作者猜测PC1的丧失会影响Glis2在纤毛中的分布。为了验证这一假说，研究人员在IMCD3细胞中检测Glis2的定位，发现其分布在细胞核中，纤毛中检测不到。进一步作者探讨Pkd1对Glis2表达的影响，结果发现在原代细胞中敲除Pkd1后Glis2表达上调（图2）。在双敲除Pkd1和Kif3a的细胞中，Glis2表达不变。以上数据提示Glis2在细胞中的表达变化是多囊蛋白失活导致体内形成囊肿的体外替代指标。

图2 多囊蛋白缺失促进Glis2表达 

接下来，作者评估 Glis2 是否可作为减缓多囊肾病疾病进展的靶点。设计了一个针对小鼠 Glis2 降解的反义寡核苷酸 (Glis2-ASO)，在ADPKD小鼠模型Pkd1^fl/fl; UBC^Cre-ERT2小鼠中进行腹腔注射Glis2-ASO，结果发现小鼠肾脏囊肿生长减缓，肾功能改善（图3）。研究发现在ADPKD中，细胞重新获得增殖能力，同时出现炎症变化。所以，研究人员检测了小鼠中增殖和炎症指标的改变，结果显示Glis2-ASO治疗组小鼠的细胞增殖降低，巨噬细胞的浸润减少，纤维化减轻（图3）。以上结果表明，Glis2是ADPKD潜在的治疗靶点。

图3 Glis2-ASO治疗可减缓多囊肾病小鼠的疾病进展

来源：KidneyCode