《Journal of Cell Communication and Signaling》：The renal response to FGF23 shifts from phosphaturia toward inflammation in kidney disease
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这篇研究综述深入探讨了在慢性肾病(CKD)背景下，过量的成纤维细胞生长因子23(FGF23)如何从发挥正常的促磷酸盐排泄(phosphaturia)生理作用，转变为驱动肾脏炎症反应的关键致病因子。研究通过多个小鼠疾病模型和人类数据分析，提供了FGF23直接加剧肾脏炎症的机制证据，并指出其可能成为CKD-矿物质和骨异常(CKD-MBD)治疗的新靶点。
引言
在慢性肾病(CKD)患者中，过量的循环成纤维细胞生长因子23(FGF23)与发病率和死亡率密切相关。然而，高浓度的FGF23究竟是病理的致病因子还是仅仅是一个生物标志物，一直存在争议。尤其FGF23对肾脏本身的不良影响，其机制尚不明确，因为介导其心脏毒性的关键受体FGFR4的缺失并未改变CKD的进展。本研究旨在探究FGF23过量在肾脏疾病中的后果，特别是在疾病状态下其生理作用是否会发生质变。
材料与方法
本研究采用了三种肾脏疾病小鼠模型：抗肾小球基底膜(anti-GBM)疾病模型、阿霉素(Adriamycin)肾病模型以及含腺嘌呤饮食诱导的肾病模型。在抗GBM和阿霉素模型中，小鼠接受重组FGF23或对照溶媒处理，前者连续6天，后者单次注射。此外，研究还从腺嘌呤肾病小鼠肾脏制备了精准肾脏切片(PCKS)，并在体外用FGF23处理24小时。分析内容包括血清细胞因子、生化指标、肾脏转录组、组织学以及IgA肾病(IgAN)患者的临床数据。RNA测序(RNA-Seq)数据和已发表的转录组数据进行了基因集富集分析(GSEA)、配体-受体互作分析和细胞类型分解。
结果
3.1 抗GBM疾病小鼠对FGF23促磷酸盐排泄反应的部分抵抗
研究首先在抗GBM疾病模型中发现，虽然FGF23处理增加了健康小鼠和患病小鼠的磷酸盐排泄分数(FEPi)，但在患病小鼠中的增加幅度较小，表明存在对FGF23磷酸盐排泄作用的部分抵抗。FGF23本身并未直接进一步加重抗GBM模型中的肾功能损伤。
3.2 FGF23过量触发患病肾脏的促炎反应并增加免疫细胞丰度
转录组学分析揭示了关键发现：在健康小鼠中，FGF23处理后24小时未引起肾脏基因表达的显著变化；然而，在患有抗GBM疾病的小鼠中，FGF23处理导致27个基因上调和2个基因下调。这些差异表达基因(DEGs)包括与干扰素信号和免疫反应相关的基因，如Tgtp1、Tgtp2和Irf1。基因集富集分析(GSEA)进一步证实，FGF23在患病小鼠中诱导了促炎性转录特征，特别是干扰素信号通路的富集。
配体-受体互作分析显示，FGF23的作用涉及多种趋化因子(CC、CXC、CX3C类)及其受体的信号传导，以及胶原结合整合素、Toll样受体和TGF-β信号，相关分子如< />、Pdgfrb是损伤和纤维化的标志物。
在蛋白水平，血清细胞因子蛋白阵列分析发现，FGF23增加了健康小鼠循环中可溶性肿瘤坏死因子受体1(sTNFR1)的浓度。虽然抗GBM疾病本身已升高了sTNFR1和sTNFR2，但FGF23并未在此基础上进一步改变这些因子的水平。
更重要的是，通过转录组去卷积和免疫荧光染色证实，FGF23处理显著增加了患病肾脏中CD45阳性的总免疫细胞和F4/80阳性的巨噬细胞含量，提供了FGF23驱动免疫细胞向病变肾脏募集的直接证据。
3.3 FGF23促炎作用的时间依赖性与肾脏内在性
研究探讨了FGF23作用的时程。对长期过量表达Fgf23的转基因小鼠和Hyp小鼠(携带Phex基因突变)的肾脏转录组去卷积分析发现，长期的FGF23过量即使在无肾病的健康小鼠中也增加了推断的肾脏巨噬细胞含量。相反，在阿霉素肾病模型中，单次短时(24小时)FGF23处理仅在患病小鼠中诱导了有限的转录变化，包括促炎转录因子Cebpb的上调，对健康小鼠则无显著影响。
为了区分FGF23的全身性效应(如通过肝脏介导)与肾脏内在效应，研究使用了腺嘌呤肾病小鼠的PCKS进行体外实验。在排除了其他器官影响的情况下，FGF23处理仍能上调促炎巨噬细胞/成纤维细胞趋化因子Ccl4的表达，并富集到Toll样受体信号和白介素-12(IL-12)通路，这证明了FGF23具有不依赖于肝脏的、肾脏固有的促炎作用。
3.4 循环FGF23浓度与人类IgA肾病肾脏免疫细胞浸润相关
最后，研究将发现延伸至人类疾病。对59名IgA肾病患者的分析显示，循环FGF23水平与通过转录组去卷积推断的肾脏免疫细胞(特别是巨噬细胞和成纤维细胞/免疫细胞簇)含量存在关联，这种关联在肾功能中度至重度受损( CKD III-V期)的患者中尤为明显。此外，FGF23还与肾小球损伤和肾小管间质免疫浸润的组织病理学参数相关。
讨论
本研究综合多项证据表明，在肾脏疾病状态下，过量的FGF23其生理作用发生了质的转变：从促进磷酸盐排泄转向驱动肾脏炎症。这种促炎作用表现为促炎细胞因子的表达上调、趋化因子信号激活以及免疫细胞(尤其是巨噬细胞)向肾脏组织的募集。重要的是，PCKS实验证明这种促炎效应具有肾脏内在性。研究还揭示了这种不良作用的时程依赖性，长期过量危害更大。
这些发现支持FGF23不仅是CKD相关不良事件的生物标志物，更是一个直接参与疾病进展的致病因子，特别是在加剧肾脏炎症方面。这为针对CKD-矿物质和骨异常(CKD-MBD)的治疗提供了新思路：即通过精细调控(而非完全阻断)FGF23信号，或通过控制其驱动因素(如高磷血症)，来减轻其促炎毒性，从而可能改善CKD患者的预后。
研究的优势在于采用了多种模型、多维度分析及跨物种验证。局限性包括使用了人源FGF23处理小鼠(尽管其生理效应已被证实)、PCKS实验缺乏健康对照、以及人类样本量有限等。未来研究可探索在CKD和急性肾损伤(AKI)向CKD转变过程中，适度抑制FGF23炎症信号是否具有保护作用。
总之，本研究通过实验和观察数据阐明，FGF23过量在肾脏疾病中直接驱动促炎基因和蛋白表达及白细胞过度聚集，从而确立了FGF23作为CKD-MBD潜在治疗靶点的新角色。
