泌尿系结石文献荟萃（第113期）
1.草酸钙肾结石，有机物在哪里？
肾结石是肾脏内部形成的微晶集合，影响全球 6% 至 12% 的人口，第一次发作后复发率增加 (50%-72%)。最丰富的类型是草酸钙 (66%)，描述为一水合物 (COM) 和二水合物 (COD)。他们的化学中的一个问题是亚稳态物质 (COD) 向稳定物质的转化过程，在化学上，从外观上看，一水合物。由于这些物种的起源不同，重要的是区分转化阶段（以及稳定 COD 的阶段）以了解病理生理学并防止患者复发。这项工作的重点是通过基于同步辐射的红外显微光谱法研究沿这些肾石的有机质分布。脂肪烃不对称拉伸的差异表明脂质可能参与稳定 COD 并作为 COM 形成/发展的抑制剂；然而，细胞核中蛋白质的存在可能表明具有促进作用。
Calcium oxalate kidney stones, where is the organic matter?: A synchrotron based infrared microspectroscopy study.
H Valido I, Resina-Gallego M, Yousef I, Luque-Gálvez MP, Valiente M, López-Mesas M.
J Biophotonics. 2020 Dec;13(12):e202000303. doi: 10.1002/jbio.202000303. Epub 2020 Sep 18.
PMID: 32892479
2.肾内草酸钙结晶沉积：鉴定、原因和后果
肾小管内的草酸钙 (CaOx) 晶体沉积在天然和移植肾脏的肾活检中通常是一个令人困惑的发现。了解根本原因可能有助于诊断和未来管理。CaOx 晶体在肾脏内沉积的最常见原因是高草酸尿症。当在天然肾活检中发现这种情况时，必须考虑原发性高草酸尿症，并通过生化和基因检测进一步调查。继发性高草酸尿症，例如由于减肥手术后的肠道高草酸尿症、摄入乙二醇或维生素 C 过量也可能导致天然肾脏中的 CaOx 沉积。CaOx 沉积是肾移植活检中的常见发现，通常是急性肾小管坏死的结果，并且与较差的长期移植结果相关。肾移植中 CaOx 晶体沉积也可能继发于与天然肾脏中该表型相关的任何原因。CaOx 沉积的病理生理学是复杂的，但这种组织学表型可能表明严重的潜在病理学，应始终需要进一步调查。
图。1a = 草酸盐肾病。移植肾活检显示扩张的肾小管中有草酸钙晶体。晶体是透明的，在常规显微镜下（苏木精和伊红 × 400）具有折射质量。b = 草酸盐肾病。在偏振光（偏振苏木精和伊红 × 400）下观察时，相同的草酸钙晶体表现出明亮的双折射
Urolithiasis. 2020; 48(5): 377–384.
Published online 2020 Jul 27. doi: 10.1007/s00240-020-01202-w
PMCID: PMC7496019
PMID: 32719990
Calcium oxalate crystal deposition in the kidney: identification, causes and consequences
3.富含草酸钙的尿路结石的光谱表征
收集并表征富含草酸钙的完整和非完整尿路结石。元素分析、相定量和功能组由不同的光谱技术确定，即：能量色散 X 射线荧光 (EDXRF)、同步辐射 X 射线衍射 (SR-XRD) 和衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)。大部分泌尿系结石都进行了20种元素的定量分析，这些元素是：Ca、Na、P、S、Mg、Cl、Zn、K、Ti、Sr、Ni、Co、Fe、Cu、Cd、 Br、Pb、Se、I 和 Mn。使用 Rietveld 方法，说明了衍射相位量化。发现的主要相是草酸钙（一水合物和二水合物）和羟基磷灰石相。FTIR 结果显示 O-H、N-H、C=O 和 C-O 的官能团表示草酸钙，而 P-O 和 O-P-O 和 PO43- 基团表示羟基磷灰石中的磷酸钙。发现草酸盐尿路结石与元素组之间存在相当大的相关性。这些元素是 Zn、Sr、Ni 和 Fe。这些相关性可能会导致新的治疗方法。此外，钠和氯元素对草酸钙尿路结石的形成没有重要作用。关键词：衰减全反射傅里叶变换红外；能量色散 X 射线荧光；同步辐射X射线衍射；尿结石。
Spectroscopic Characterization of Urinary Stones Richening with Calcium Oxalate
Abdallah A Shaltout 1 2, Maram M Dabi 3, Sameh I Ahmed 3 4, Ahmed S Al-Ghamdi 5, Essam Elnagar 5, Roshdi Seoudi 6 7
Affiliations expandPMID: 33037980DOI: 10.1007/s12011-020-02424-0
4.兰德尔斑块和草酸钙结石形成：免疫和炎症的作用
特发性草酸钙 (CaOx) 结石通常附着在肾乳头表面的 Randall 斑块上。与血管钙化过程中形成的斑块类似，Randall 斑块由磷酸钙晶体与富含蛋白质的有机基质（如 α-胰蛋白酶抑制剂以及脂质）混合组成，包括膜结合囊泡或外泌体，胶原纤维和细胞外基质的其他成分。兰德尔斑块周围的肾脏组织与经典激活的促炎巨噬细胞（也称为 M1）的存在和选择性激活的抗炎巨噬细胞（也称为 M2）的下调有关。在动物模型中，肾脏中的晶体沉积与活性氧的产生、炎症小体激活和炎症级联相关分子的表达增加有关，包括骨桥蛋白、基质 Gla 蛋白和胎球蛋白 A（也称为 α2-HS-糖蛋白）。许多这些分子，包括骨桥蛋白和基质 Gla 蛋白，是众所周知的血管钙化抑制剂。我们提出，尿液过饱和状态通过诱导活性氧和氧化应激的产生来促进肾脏损伤，随后的炎症免疫反应促进了兰德尔的斑块形成和钙结石的形成。
关键点
Randall 的斑块含有磷酸钙 (CaP) 晶体，混合有膜囊泡、胶原纤维和参与炎症反应的分子，如骨桥蛋白和 α-胰蛋白酶抑制剂。钙化受许多大分子的调节，这些大分子通常与炎症和成骨有关；这些分子也在结石形成者的肾脏和肾结石实验模型中高度表达。肾上皮暴露于晶体会诱导活性氧的产生，从而激活含有 NOD-、LRR- 和 pyrin 结构域的蛋白 3 炎症小体；活性氧产生和炎症小体活化的抑制减少了动物模型中的晶体沉积。在啮齿动物模型中，对间质晶体沉积的炎症反应会吸引巨噬细胞，从而导致巨细胞形成并最终可能导致晶体消除。肾结石患者肾脏的基因表达研究揭示了促炎巨噬细胞基因特征，而抗炎巨噬细胞的特征基因较少。更好地了解炎症小体激活和对尿液过饱和和晶体沉积的免疫反应的调节可能为减少肾结石复发提供新的治疗选择。
Review Article
Published: 29 January 2021
Randall’s plaque and calcium oxalate stone formation: role for immunity and inflammation
5.暴露于草酸钙晶体的巨噬细胞分泌组对肾成纤维细胞活化的影响
近年来，肾结石病与肾纤维化之间的关联已得到广泛探索，但其潜在机制仍远未完全了解。本研究使用无标记定量蛋白质组学 (nanoLC-ESI-LTQ-Orbitrap MS/MS)，与对照巨噬细胞 (Ctrl-MP) 相比，从暴露于草酸钙 (COM) 的巨噬细胞 (COM-MP) 中鉴定出 23 种显着改变的分泌蛋白) 分泌组。功能注释和蛋白质-蛋白质相互作用网络分析表明，这些改变的分泌蛋白主要参与炎症反应和成纤维细胞活化。用 COM-MP 分泌组处理的 BHK-21 肾成纤维细胞具有更多的纺锤形形态和更大的纺锤体指数。免疫荧光研究和明胶酶谱显示，在 COM-MP 分泌组处理的成纤维细胞中，成纤维细胞活化标志物（α-平滑肌肌动蛋白和 F-肌动蛋白）和纤维化因子（纤连蛋白和基质金属蛋白酶-9 和 -2）水平增加。我们的研究结果表明，暴露于 COM 晶体的巨噬细胞分泌的蛋白质诱导肾成纤维细胞活化，并可能在肾结石疾病的肾纤维化中起重要作用。
Commun Biol
. 2021 Aug 11;4(1):959.
doi: 10.1038/s42003-021-02479-2.
Effects of secretome derived from macrophages exposed to calcium oxalate crystals on renal fibroblast activation
Sunisa Yoodee 1, Chadanat Noonin 1, Kanyarat Sueksakit 1, Rattiyaporn Kanlaya 1, Sakdithep Chaiyarit 1, Paleerath Peerapen 1, Visith Thongboonkerd 2
Affiliations expandPMID: 34381146 PMCID: PMC8358035 DOI: 10.1038/s42003-021-02479-2
6.草酸钙肾结石形成中的巨噬细胞功能：文献系统回顾
背景：肾结石的全球患病率和复发率非常高。最近对 Randall 斑块和尿液成分的体内和体外研究，包括基因操作，试图揭示肾结石的发病机制。然而，证据仍然不足以促进新型治疗方法的开发。肾脏和外周巨噬细胞参与炎症过程提供了可能导致治疗靶点开发的希望。本系统文献综述旨在确定目前关于巨噬细胞在肾晶体发育和抑制中的功能的共识，并综合证据为未来的免疫治疗提供基础。方法：我们在 2021 年 2 月期间根据系统评价和元分析的首选报告项目 (PRISMA) 指南系统地审查了文献。研究巨噬细胞与尿石症，尤其是草酸钙 (CaOx) 结石之间关系的文章，摘自 PubMed、MEDLINE、Embase 和 Scopus。研究主题、语言和出版日期不受限制。两位作者检索并筛选了这些出版物。结果：尽管多项研究采用了混合模式，但我们从 380 篇文章中分别选择了 10、12 和 7 篇（总计，n = 29），分别描述了培养细胞、动物模型和人体样本。研究趋势已转向巨噬细胞表型和信号通路，包括自 1999 年发现巨噬细胞参与肾结石以来的微 (m)-RNA。早期对小鼠相关巨噬细胞与肾晶体形成的加速和抑制的研究。后来的研究发现，涉及促炎 M1 和抗炎 M2 巨噬细胞。体外和离体对人源性和其他巨噬细胞的研究表明，M2-巨噬细胞（受 CSF-1、IL-4 和 IL-13 刺激）可以吞噬 CaOx 晶体，从而抑制结石的形成。促进 M2 样巨噬细胞向 CaOx 肾钙质沉着症极化的信号机制，包括 NLRP3、PPARγ-miR-23-Irf1/Pknox1、miR-93-TLR4/IRF1 和 miR-185-5p/CSF1 通路。蛋白质组学研究结果有表明形成肾结石的患者主要表达 M1 样巨噬细胞相关蛋白，这可能是由于 CaOx 刺激巨噬细胞外泌体途径。结论：该系统评价提供了关于巨噬细胞参与 CaOx 肾结石的当前状态的更新。靶向 M2 样巨噬细胞功能可能提供一种治疗策略，通过晶体吞噬作用预防结石。
Front Immunol. 2021 May 24;12:673690.doi:10.3389/fimmu.2021.673690. eCollection 2021.
Macrophage Function in Calcium Oxalate Kidney Stone Formation: A Systematic Review of Literature Kazumi Taguchi 1, Atsushi Okada 1, Rei Unno 1, Shuzo Hamamoto 1, Takahiro Yasui 1
7,萝卜硫素对草酸钙肾钙质沉着症的肾炎性损伤和晶体沉积具有双重治疗作用。
肾内草酸钙 (CaOx) 晶体诱导肾小管上皮细胞 (TEC) 损伤和炎症，这涉及 Toll 样受体 4 (TLR4)/干扰素调节因子 1 (IRF1) 信号传导。此外，浸润巨噬细胞 (Mϕs) 可能会影响肾内 CaOx 晶体和 CaOx 诱导的肾损伤。尽管核因子红细胞 2 相关因子 2 (Nrf2) 在调节炎症和巨噬细胞极化中的作用已得到充分表征，但其在调节 CaOx 肾钙质沉着症中的潜在机制仍未明确。方法：我们使用基因表达综合数据集来分析基因表达谱。采用荧光素酶报告基因、蛋白质印迹、定量聚合酶链反应、免疫荧光染色、荧光原位杂交、正电子发射断层扫描计算机断层扫描成像、流式细胞术和染色质免疫沉淀分析来研究 Nrf2 对 miR-93-TLR4/IRF1 的调控机制.在体外和体内研究了抗炎活性和 Nrf2 对巨噬细胞极化的调节。结果：我们发现结石介导的肾脏炎症显着影响结石的生长，萝卜硫素减轻 CaOx 肾钙沉着症引起的肾损伤和肾 CaOx 晶体沉积。此外，在萝卜硫素治疗后 CaOx 肾钙质沉着症小鼠模型中，Nrf2 水平显着增加并与 TLR4 和 IRF1 水平呈负相关。此外，Nrf2 抑制了 TLR4 和 IRF1 水平并降低了由 COM 刺激的 TEC 体外上清液诱导的 M1-巨噬细胞极化。在机制方面，转录因子分析、microRNA 微阵列和染色质免疫沉淀测定表明 Nrf2 表现出 miR-93-5p 的正转录激活。此外，荧光素酶报告基因、qRT-PCR 和蛋白质印迹验证了 miR-93-5p 靶向 TLR4 和 IRF1 mRNA。此外，抑制 miR-93-5p 表达部分逆转了 Nrf2 依赖性 TLR4/IRF1 下调。结论：结果表明，萝卜硫素在体外和体内可能通过 Nrf2-miR-93-TLR4/IRF1 通路促进 M2Mφ 极化并抑制 CaOx 肾钙质沉着引起的肾小管上皮细胞炎症损伤。
Sulforaphane elicts dual therapeutic effects on Renal Inflammatory Injury and crystal deposition in Calcium Oxalate Nephrocalcinosis.
Liu H, Yang X, Tang K, Ye T, Duan C, Lv P, Yan L, Wu X, Chen Z, Liu J, Deng Y, Zeng G, Xing J, Ye Z, Xu H.Theranostics. 2020 Jun 5;10(16):7319-7334. doi: 10.7150/thno.44054. eCollection 2020.PMID: 32641994 Free PMC article.
8.AhR 激活通过减少 M1 巨噬细胞极化和促进 M2 巨噬细胞极化来减轻草酸钙及肾钙质沉着症。草酸钙 (CaOx) 晶体可引发肾损伤，这有助于肾钙质沉着症的发病。浸润巨噬细胞的表型可能会影响 CaOx 介导的肾脏炎症损伤以及晶体沉积。芳烃受体 (AhR) 如何调节炎症和巨噬细胞极化是众所周知的；然而，它如何调节 CaOx 肾钙质沉着症仍不清楚。方法：小鼠腹腔注射乙醛酸盐，建立CaOx肾钙沉着模型，加或不加AhR激活剂6-甲酰吲哚并(3,2-b)咔唑(FICZ)。正电子发射断层扫描计算机断层扫描 (PET-CT) 成像、高碘酸-希夫 (PAS) 染色和偏光光学显微镜用于评估小鼠肾脏的肾损伤和晶体沉积。应用蛋白质印迹、免疫荧光、染色质免疫沉淀、微小RNA-荧光原位杂交和荧光素酶报告基因检测分析巨噬细胞的极化状态和调控机制。结果：在施用 FICZ 后的鼠 CaOx 肾钙质沉着症模型中，AhR 表达显着上调并与干扰素调节因子 1 (IRF1) 和缺氧诱导因子 1-α (HIF-1α) 水平呈负相关。此外，AhR 激活抑制了 IRF1 和 HIF-1α 水平并降低了体外 M1 巨噬细胞极化。在机制方面，生物信息学分析和染色质免疫沉淀实验证实AhR可以结合miR-142a启动子转录激活miR-142a。此外，荧光素酶报告基因检测证实 miR-142a 通过直接靶向 IRF1 和 HIF-1α 的 3' 非翻译区来抑制它们的表达。结论：我们的结果表明，AhR 激活可以通过 AhR-miR-142a-IRF1/HIF-1α 途径减少 M1 巨噬细胞极化并促进 M2 巨噬细胞极化以抑制 CaOx 肾钙质沉着症。
图 1 在快速进展的结石患者中增加炎症，同时减少在 SFN 治疗的 CaOx 肾钙质沉着小鼠中发现的肾脏炎症损伤。(A) PET-CT 图像显示肾脏炎症反应。(a, b, g, h) 轴向 CT，(c, d, i, j) 轴向 PET，和 (e, f, k, i) 轴向融合 PET-CT 图像显示 18F-FDG 摄取增加结石患者的肾脏。箭头表示 18F-FDG 在肾结石周围形成一个环。(B) 用偏光光学显微镜对用增加浓度的 SFN 处理的小鼠（20 倍放大倍率，比例尺：500 µm）检测到肾脏 CaOx 晶体沉积。Pizzolato 染色证实 CaOx 晶体沉积主要出现在皮质髓质连接区（200 倍放大率；比例尺：20 µm）。PAS 染色检测到肾小管上皮细胞损伤（放大 200 倍；比例尺：20 µm）。TUNEL 染色显示肾组织中发生 TECs 死亡（放大 200 倍；比例尺：50 µm）。*P < 0.05；** P < 0.01，由单向方差分析 (B) 确定。
AhR activation attenuates calcium oxalate nephrocalcinosis by diminishing M1 macrophage polarization and promoting M2 macrophage polarization.
Yang X, Liu H, Ye T, Duan C, Lv P, Wu X, Liu J, Jiang K, Lu H, Yang H, Xia D, Peng E, Chen Z, Tang K, Ye Z.Theranostics. 2020 Oct 25;10(26):12011-12025. doi: 10.7150/thno.51144. eCollection 2020.PMID: 33204326 Free PMC article.
图 1 结石患者肾脏的高炎症状态和 AhR 失调，同时减少了在 AhR 激活的 CaOx 肾钙质沉着症小鼠中发现的肾脏炎症和损伤。(A) 评估肾脏炎症反应性的 PET-CT 成像研究。轴向 CT、轴向 PET、轴向融合 PET-CT 和冠状 PET 最大强度投影 (MIP) 图像表明 18F-FDG 的肾脏摄取增强。箭头用于以围绕宝石的环的形式标记焦点 18F-FDG 积累。(B) Randall 斑块中的晶体沉积 (n = 10) 通过偏光光学显微镜（100×；比例尺：20 µm）和 Randall 斑块中 AhR 的 IHC 染色（200×；比例尺：20 µm）进行分析。(C) 通过偏光光学显微镜 (20x, 比例尺: 500 µm) 分析了用增加浓度的 FICZ 处理的小鼠 (n = 6) 皮质髓质连接处肾 CaOx 晶体的沉积。Pizzolato 染色（200×；比例尺：20 µm）进一步证实了皮质髓质连接区域内的晶体沉积。分别通过肾脏组织中的 PAS 染色（200×；比例尺：20 µm）和 TUNEL 染色（200×；比例尺：50 µm）评估肾脏损伤和坏死。
9.雄激素受体的缺失通过改变巨噬细胞募集/M2 极化和 miR-185-5p/CSF-1 信号来抑制肾内草酸钙晶体沉积。晶体可引发多种肾脏损伤，这些损伤可能与肾结石的形成有关。浸润巨噬细胞可能会影响高草酸尿症诱导的肾内草酸钙 (CaOx) 晶体沉积，但它们与性激素的联系仍不清楚。在这里，我们证明抑制肾小管上皮细胞中雄激素受体 (AR) 的表达增加了巨噬细胞募集/M2 极化，这可能导致增强肾内 CaOx 晶体的吞噬作用。机制剖析表明，AR 可以通过增加 miRNA-185-5p 表达来抑制 M2 巨噬细胞极化介导的肾内 CaOx 晶体吞噬作用，从而抑制巨噬细胞集落刺激因子 1 (CSF-1) 的表达。使用乙醛酸诱导的肾内 CaOx 晶体沉积小鼠模型的临床前研究表明，与野生型小鼠相比，肾小管特异性 AR 敲除小鼠的肾内 CaOx 晶体沉积较少，肾脏中募集的 M2 巨噬细胞更多。使用羟基-L-脯氨酸诱导的 CaOx 晶体沉积的体内大鼠模型的结果也表明，用 ASC-J9® 靶向 AR 可通过增加肾巨噬细胞募集/M2 极化来抑制肾内 CaOx 晶体沉积。总之，使用多种体外细胞系和体内小鼠/大鼠模型的多项临床前研究的结果都表明，用小分子 ASC-J9® 靶向 AR 可以通过改变巨噬细胞募集/M2 极化来减少肾内 CaOx 晶体沉积起作用，这是许多患有高草酸尿症的肾结石患者的关键表型。Loss of the androgen receptor suppresses intrarenal calcium oxalate crystals deposition via altering macrophage recruitment/M2 polarization with change of the miR-185-5p/CSF-1 signals.
Zhu W, Zhao Z, Chou F, Zuo L, Liu T, Yeh S, Bushinsky D, Zeng G, Chang C.Cell Death Dis. 2019 Mar 20;10(4):275. doi: 10.1038/s41419-019-1358-y.PMID: 30894518 Free PMC article.
10.H19通过ceRNA途径促进草酸钙肾钙质沉着症诱导的肾小管上皮细胞损伤
背景：肾内草酸钙 (CaOx) 晶体诱导炎症和肾小管细胞损伤，这些过程涉及 TLR4/NF-κB 信号传导。最近对 CaOx 结石患者的 Randall 斑块进行的全基因组基因表达谱分析显示，长链非编码 RNA H19 的表达显着上调。然而，迄今为止，尚未报道其在肾 CaOx 结石中的作用。方法：利用基因表达综合 (GEO) 数据集来分析基因表达谱。荧光素酶报告基因、蛋白质印迹、qRT-PCR、免疫荧光染色和活性氧 (ROS) 测定用于研究 H19 和 miR-216b 调节 HMGB1/TLR4/NF-κB 的分子机制。进行了体外和体内测定以进一步证实促炎和促氧化应激作用。发现：H19 表达显着增加并与 Randall 斑块和乙醛酸诱导的 CaOx 肾钙质沉着症小鼠模型中 HMGB1、TLR4 和 NF-κB 的表达水平呈正相关。H19 与 miR-216b 相互作用并抑制其表达。此外，miR-216b 通过直接结合其 3' 非翻译区来抑制 HMGB1 的表达。此外，在体内和体外，H19 下调抑制 HMGB1、TLR4 和 NF-κB 表达并抑制 CaOx 肾钙质沉着症诱导的肾小管上皮细胞损伤、NADPH 氧化酶和氧化应激。有趣的是，miR-216b 抑制部分逆转了 H19 敲低对 HMGB1 表达的抑制作用。解释：我们确定 H19 可能在 CaOx 肾钙质沉着症诱导的氧化应激和肾小管上皮细胞损伤过程中起促进作用，我们发现 H19 和 miR-216b 之间的相互作用可以通过 HMGB1/TLR4/ NF-κB 通路。经费资助：这项工作得到了国家自然科学基金（Nos. 8196030190、8190033175、81370805、81470935、81900645、81500534和81602236）的支持。
H19 promote calcium oxalate nephrocalcinosis-induced renal tubular epithelial cell injury via a ceRNA pathway.Liu H, Ye T, Yang X, Liu J, Jiang K, Lu H, Xia D, Peng E, Chen Z, Sun F, Tang K, Ye Z.EBioMedicine. 2019 Dec;50:366-378. doi:10.1016/j.ebiom.2019.10.059. Epub 2019 Nov 14.PMID: 31735555 Free PMC article.
11.晶体引起的肾脏炎症：来自人体研究、动物模型和组织培养研究的结果 草酸钙 (CaOx)、磷酸钙 (CaP) 和尿酸或尿酸盐是肾脏中最常见的晶体。大多数晶体会引起炎症反应，导致纤维化、肾单位丢失，并最终导致慢性肾功能衰竭。在这三者中，CaOx 一水合物的反应性最强，而某些形式的 CaP 不会引起任何可辨别的反应。活性氧物质在晶体和肾细胞之间的相互作用过程中产生，并负责各种细胞反应。CaOx 晶体通常在肾小管中形成。肾上皮细胞暴露于 CaOx 晶体导致骨桥蛋白、比库宁、硫酸乙酰肝素、单核细胞趋化蛋白 1 (MCP-1) 和前列腺素 (PG) E2 的合成增加，已知这些物质参与炎症过程和细胞外基质生产。CaOx 晶体沉积在大鼠肾脏中也会激活肾素-血管紧张素系统。Ox 和 CaOx 晶体都选择性地激活暴露的肾小管细胞中的 p38 丝裂原活化蛋白激酶 (MAPK)。CaP 晶体可以在管腔、管状细胞或管状基底膜中形成。暴露于透钙磷石晶体的肾上皮细胞产生 MCP-1。碱性 CaP 和焦磷酸钙二水合物诱导成纤维细胞有丝分裂，刺激 PGE2 的产生，并上调金属蛋白酶 (MMP) 的合成，同时通过激活 p42/44 MAPK 下调 MMP 抑制剂的产生。肾脏中尿酸盐晶体的沉积与肾小管萎缩、间质纤维化和炎症浸润的发展有关。暴露于尿酸晶体的肾上皮细胞合成 MCP-1 和 PGE2。暴露于尿酸晶体的单核细胞或中性粒细胞会产生肿瘤坏死因子 α、白细胞介素-1 (IL-1)、IL-6 和 IL-8。IL-8 的表达是通过细胞外信号调节激酶 1 (ERK-1)/ERK-2 和核转录因子激活蛋白 1 和核因子 kappabeta 介导的。尿酸盐晶体还刺激巨噬细胞产生 MMP。
Crystal-induced inflammation of the kidneys: results from human studies, animal models, and tissue-culture studies.
Khan SR.Clin Exp Nephrol. 2004 Jun;8(2):75-88. doi: 10.1007/s10157-004-0292-0.PMID: 15235923 Review.
12.结石病的免疫治疗 除了传统的风险因素，如尿量少或高钙尿症，新出现的数据表明，草酸钙 (CaOx) 是尿液中最常见的矿物质复合物之一，会引起强烈的免疫反应。本综述重点介绍了这些研究，并预测了未来的治疗方法可用于预防肾结石。最近的发现：在过去的 2 年里，几个小组使用细胞培养和动物模型研究了免疫系统对 CaOx 晶体的反应。多明格斯等。发现 CaOx 晶体通过脂多糖介导的机制被单核细胞识别，导致 M1“炎症”巨噬细胞表型。帕特尔等人。巨噬细胞线粒体内过多的草酸盐介导的活性氧可能会损害它们正确清除结石的能力。另外两个小组开发了小鼠模型（雄激素受体敲除和 Sirtuin 3 蛋白的过度表达），并证明与对照组相比，实验中肾脏抗炎巨噬细胞分化增加，CaOx 沉积减少。安德斯等人。给高草酸小鼠喂食 1,3-丁二醇，它阻断了一种称为 NLRP3 炎症小体的炎症形式的细胞死亡，并在实验中发现较少的肾内氧化损伤和较高的抗炎性肾浸润。最后，与没有羟基磷灰石的单核细胞相比，暴露于 CaOx 晶体和羟基磷灰石的单核细胞减少了炎症细胞因子和趋化因子的产生，这表明 Randall 斑块可能在抑制 M1 介导的 CaOx 炎症中发挥作用。总结：通过调节免疫反应，免疫疗法可以提供预防某些个体结石复发的方法。M2 对 M1 巨噬细胞的促进和炎症的抑制可以防止导致 CaOx 成核的级联反应。未来的疗法可能针对巨噬细胞降解 CaOx 晶体以预防结石的能力。Immunotherapy for stone disease.
Dominguez-Gutierrez PR, Kwenda EP, Khan SR, Canales BK.Curr Opin Urol. 2020 Mar;30(2):183-189. doi: 10.1097/MOU.0000000000000729.PMID: 31913203 Review.
13.草酸钙将人类单核细胞分化为炎性 M1 巨噬细胞 目的：许多高草酸尿状态与肾脏中的草酸钙 (CaOx) 沉积物有关。在结石病的动物模型中，这些晶体与作为先天免疫一部分迁移到肾脏的循环单核细胞相互作用。类似地，巨噬细胞围绕排泄高水平草酸盐的患者肾脏中的 CaOx 晶体。我们在体外研究了这种暴露和随后的人体免疫反应的影响。材料和方法：从健康供体收集原代人类单核细胞并暴露于 CaOx、草酸钾和草酸锌 (ZnOx)。用多重ELISA测量细胞因子的产生。进行定量逆转录聚合酶链反应以验证 mRNA 谱表达。M1 巨噬细胞表型通过免疫荧光显微镜确认。结果：原代单核细胞和人单核细胞系 THP-1 细胞均以剂量依赖性方式对 CaOx 晶体产生强烈反应，产生 TNF-α、IL-1β、IL-8 和 IL-10 转录物。与单独的 LPS 相比，暴露于 CaOx 后 1 小时与 LPS 对细胞因子的产生具有累加效应，然而，LPS 后暴露于 CaOx 导致细胞因子产生显着减少。从单核细胞中提取的上清液先前暴露于 CaOx 晶体，可增强 M2 巨噬细胞晶体的吞噬作用。CaOx，而不是钾或 ZnOx，促进单核细胞分化为炎性 M1 样巨噬细胞。结论：在我们的体外实验中，人单核细胞被 CaOx 激活并产生炎性细胞因子。单核细胞通过特定机制识别 CaOx 晶体，该机制可以增强或减少对 LPS 的先天免疫反应。CaOx 促进 M1 巨噬细胞发育。这些结果表明单核细胞在促进 CaOx 诱导的炎症中具有重要作用。. 2018 Aug 22;9:1863.
doi: 10.3389/fimmu.2018.01863. eCollection 2018.
Calcium Oxalate Differentiates Human Monocytes Into Inflammatory M1 Macrophages
Paul R Dominguez-Gutierrez 1, Sergei Kusmartsev 1, Benjamin K Canales 1, Saeed R Khan 1 2
Affiliations expandPMID: 30186283PMCID: PMC6113402DOI: 10.3389/fimmu.2018.01863
14.人巨噬细胞对草酸钙石碎片和晶体的吞噬作用 目的：在小鼠和人类高草酸症条件下，可以在肾草酸钙晶体沉积物周围看到巨噬细胞。我们假设巨噬细胞在降解和破坏这些沉积物方面发挥作用。我们研究了巨噬细胞暴露于人肾结石和无机晶体时的炎症反应和吞噬机制。材料和方法：通过用重组人巨噬细胞集落刺激因子 (M-CSF) 或 GM-CSF（粒细胞 M-CSF）处理 6 天，人单核细胞分化为静止的、完全分化的巨噬细胞。通过流式细胞术确认表型后，将巨噬细胞暴露于无菌人草酸钙结石或草酸钙晶体碎片 20 小时。测定晶体摄取，并使用抗体阵列分析上清液细胞因子和趋化因子谱。进行定量逆转录酶-聚合酶链反应以验证 mRNA 谱表达。结果：在直视荧光显微镜下，观察到活化的人类巨噬细胞围绕结石碎片和合成晶体，并在涉及网格蛋白介导的内吞作用和吞噬作用的逐步过程中破坏它们。巨噬细胞释放炎症级联反应，包括趋化因子趋化因子配体 (CCL)2、CCL3、白细胞介素 (IL)-1 受体拮抗剂 (IL-1ra)、补体成分 C5/C5a 和 IL-8。对石头和水晶材料的反应模式取决于巨噬细胞表型和激活状态。结论：在我们的体外研究中，与用 GM-CSF 处理的巨噬细胞相比，用 M-CSF 分化的巨噬细胞显示出更大的吞噬晶体沉积物的能力。在网格蛋白介导的内吞作用之后，巨噬细胞释放了许多对炎症免疫反应至关重要的细胞因子。这表明组织巨噬细胞通过清除和消化间质肾晶体沉积物在预防肾结石疾病方面具有重要作用。
J Urol. 2016 Apr;195(4 Pt 1):1143-51.
doi: 10.1016/j.juro.2015.11.048. Epub 2015 Nov 26.
Calcium Oxalate Stone Fragment and Crystal Phagocytosis by Human Macrophages
Sergei Kusmartsev 1, Paul R Dominguez-Gutierrez 1, Benjamin K Canales 1, Vincent G Bird 1, Johannes Vieweg 1, Saeed R Khan 2Affiliations expandPMID: 26626217PMCID: PMC4882284DOI: 10.1016/j.juro.2015.11.048
15.集落刺激因子 1 信号抑制肾晶体形成 我们最近报告了证据表明迁移的巨噬细胞 (Mφs) 消除了高草酸小鼠的肾晶体。Mφs 可以是炎症 (M1) 或抗炎 (M2)，集落刺激因子-1 (CSF-1) 介导 M2Mφ 表型的极化。M2Mφs 促进肾组织修复和再生，但尚不清楚这些细胞是否参与抑制肾晶体形成。我们使用缺乏 M2Mϕs 的 CSF-1 缺陷小鼠研究了 M2Mϕs 在高草酸尿症期间肾晶体形成中的作用。与野生型小鼠相比，CSF-1 缺陷小鼠的肾草酸钙晶体沉积量显着增加。用重组人 CSF-1 治疗增加了 M2 相关基因的表达，并显着减少了 CSF-1 缺陷型和野生型小鼠的肾晶体数量。分选肾 Mϕ 的流式细胞术显示，CSF-1 缺乏导致 CD11b(+)F4/80(+)CD163(+)CD206(hi) 细胞数量较少，代表 M2 样 Mϕ。此外，将 M2Mφs 输注到 CSF-1 缺陷小鼠中可抑制肾晶体沉积。使用一水草酸钙晶体进行的体外吞噬作用测定表明，M2 极化的 Mϕs 比 M1 极化的 Mϕs 或肾小管细胞具有更高的晶体吞噬作用。基因阵列分析表明，CSF-1 缺乏导致 M2 和结石相关基因表达紊乱。总的来说，我们的结果为 CSF-1 信号在肾晶体形成中的抑制作用提供了令人信服的证据。Colony-stimulating factor-1 signaling suppresses renal crystal formation.Taguchi K, Okada A, Kitamura H, Yasui T, Naiki T, Hamamoto S, Ando R, Mizuno K, Kawai N, Tozawa K, Asano K, Tanaka M, Miyoshi I, Kohri K.J Am Soc Nephrol. 2014 Aug;25(8):1680-97. doi: 10.1681/ASN.2013060675. Epub 2014 Feb 27.PMID: 24578130 Free PMC article.
16.M1/M2-巨噬细胞表型调节肾草酸钙晶体发育 Kazumi Taguchi 1、
在我们之前的报告中，M2-巨噬细胞 (Mφs) 缺陷小鼠显示肾草酸钙 (CaOx) 晶体形成增加；然而，影响肾结石形成的 Mφs 相关细胞因子和趋化因子的作用仍然未知。在这里，我们通过使用体外和体内方法研究了 M1/M2s 在晶体发育中的作用。骨髓来源的 M2Mφs 的晶体吞噬率高于骨髓来源的 Mφs 和 M1Mφs，并且在与肾小管细胞 (RTCs) 共培养时增加。然而，与 M2Mφs 共培养时，RTCs 上的晶体附着量减少了。在六只高草酸 C57BL/6J 小鼠中，M1Mφ 输注和 LPS 和 IFN-γ 诱导促进了肾晶体形成，而 M2Mφ 输注和 IL-4 和 IL-13 诱导与对照相比抑制了肾晶体形成。这些 M2Mφ 处理降低了晶体相关基因的表达，如骨桥蛋白和 CD44，而 M1Mφ 处理增加了促炎和粘附相关基因的表达，如 IL-6、诱导型 NOS、TNF-α、C3 和 VCAM -1.在CaOx结石形成者的乳头组织中，M2Mφ相关基因的表达较低，而M1Mφ相关基因的表达较高。总的来说，我们的结果表明 M1Mφs 促进了肾晶体的发育，但被 M2Mφs 抑制。
M1/M2-macrophage phenotypes regulate renal calcium oxalate crystal development Kazumi Taguchi 1, Atsushi Okada 1, Shuzo Hamamoto 1, Rei Unno 1, Yoshinobu Moritoki 1, Ryosuke Ando 1, Kentaro Mizuno 1, Keiichi Tozawa 1, Kenjiro Kohri 1, Takahiro Yasui 1
Affiliations expandPMID: 27731368 PMCID: PMC5059697 DOI: 10.1038/srep35167
17.人肾结石中钙结合蛋白的多色成像，用于阐明蛋白质对晶体生长的影响
肾结石形成的发病机制包括涉及矿物质成分和蛋白质基质之间复杂相互作用的多步骤过程。肾结石中的钙结合蛋白对结石的形成有很大影响。这些蛋白质在肾结石中的空间分布对于评估蛋白质对结石形成的体内影响至关重要，尽管这些蛋白质的实际分布仍不清楚。我们揭示了三种不同蛋白质，即骨桥蛋白 (OPN)、肾凝血酶原片段 1 (RPTF-1) 和钙颗粒蛋白 A (Cal-A) 在保留原始矿物相和质地的人肾结石中的微观分布：草酸钙一水合物(COM) 和草酸钙二水合物 (COD)。OPN 和 RPTF-1 分布在 COM 和 COD 晶体内部，而 Cal-A 分布在晶体外部。OPN 和 RPTF-1 在具有镶嵌结构的 COM 晶体中显示出均匀分布，并且在 COD 晶体中与特定晶面平行的周期性分布。这些蛋白质的独特分布使我们能够根据它们的理化性质和每种蛋白质的复杂物理环境变化来解释每种蛋白质对 CaOx 晶体生长的不同体内影响。这种方法将进一步使我们能够阐明不同蛋白质对肾结石形成的体内影响。
Sci Rep . 2021 Aug 26;11(1):16841. doi: 10.1038/s41598-021-95782-1.Multicolor imaging of calcium-binding proteins in human kidney stones for elucidating the effects of proteins on crystal growth
Yutaro Tanaka 1, Mihoko Maruyama 2 3 4, Atsushi Okada 5, Yoshihiro Furukawa 6, Koichi Momma 7, Yuki Sugiura 8, Rie Tajiri 9, Koichi P Sawada 10, Shunichi Tanaka 11, Kazufumi Takano 11, Kazumi Taguchi 1, Shuzo Hamamoto 1, Ryosuke Ando 1, Katsuo Tsukamoto 12 6, Masashi Yoshimura 13, Yusuke Mori 12, Takahiro Yasui 1
Affiliations expandPMID: 34446727 PMCID: PMC8390759 DOI: 10.1038/s41598-021-95782-1
18. 晶体内蛋白质和尿石症：尿草酸钙一水合物和二水合物晶体的蛋白质含量和超微结构的比较
目的：比较人尿中沉淀的一水草酸钙 (COM) 和二水草酸钙 (COD) 晶体的超微结构和蛋白质含量，特别是凝血酶原片段 1 和骨桥蛋白，以及它们对蛋白水解的敏感性，试图阐明其作用。尿石症中的晶体内蛋白质，因为这些类型晶体之间的差异可能决定尿液中成核的草酸钙晶体是否会进展为结石形成。材料和方法：使用十二烷基硫酸钠凝胶电泳和蛋白质印迹法，通过将钙浓度调整为 2 和 7 mmol，分析从同一离心和过滤的尿液（含有丰富的尿蛋白）沉积的 COM 和/或 COD 晶体的脱矿质提取物/L，分别。对从超滤尿液（仅含有 < 10 kDa 的蛋白质）沉积的 COM 和 COD 晶体进行了类似的分析，然后在离心和过滤的尿液中孵育，以及在来自有机基质的蛋白质浓度不断增加的情况下产生的晶体尿草酸钙结晶。场发射扫描电子显微镜用于评估蛋白酶 K 和组织蛋白酶 D 对内部和表面晶体结构的影响。结果：在 COM 提取物中检测不到骨桥蛋白，但在 COD 中清晰可见。凝血酶原片段 1 在 COM 中含量丰富，但在 COD 中的含量低于骨桥蛋白。选择性也与来自超滤尿液的晶体相同，这些晶体在离心和过滤的尿液中孵育：低钙浓度有利于结合凝血酶原片段 1，而骨桥蛋白的结合水平较高。用蛋白酶 K 和组织蛋白酶 D 消化的 COM 和 COD 的扫描电子显微镜显示，离心和过滤尿液的晶体具有表面和内部结构以及表面侵蚀，从而证实了晶体内蛋白质的存在。从超滤尿液中沉淀出的晶体不存在这些特征。结论：骨桥蛋白和凝血酶原片段 1 与草酸钙的结合主要由环境钙浓度决定。每种蛋白质都可以通过抑制其优选晶体习性的结晶以及促进附着于肾上皮细胞并被其内化的晶体的细胞内分解和溶解来抑制尿石症。
Intracrystalline proteins and urolithiasis: a comparison of the protein content and ultrastructure of urinary calcium oxalate monohydrate and dihydrate crystals.
Ryall RL, Chauvet MC, Grover PK.
BJU Int. 2005 Sep;96(4):654-63. doi: 10.1111/j.1464-410X.2005.05701.x.
PMID: 16104927
19.磷酸化骨桥蛋白肽对二水草酸钙生长的调节
骨桥蛋白 (OPN) 是肾结石基质的重要成分，也是结石形成的关键调节剂。在这里，我们研究了 OPN 合成肽（ASARM 肽；酸性、富含丝氨酸和天冬氨酸的基序）的不同磷酸化状态对二水草酸钙 (COD) 晶体（肾结石的主要矿物相）的影响。在体外，与非磷酸化状态相比，磷酸化 OPN-ASARM 肽强烈抑制溶液中 COD 晶体的生长，抑制效力与肽磷酸化程度相关。扫描电子显微镜显示，磷酸肽的抑制导致了独特的、玫瑰花状的晶体聚集体，称为球晶。OPN-ASARM 肽优先结合并特异性抑制 COD 的 {1 1 0} 晶面，这是通过结合原子力显微镜和计算模拟方法确定的。COD 的这些 {1 1 0} 表面具有高晶格钙占据（暴露），为强酸性肽提供优先结合位点；OPN-ASARM 肽在 {1 1 0} 面的结合和抑制导致晶体聚集和共生。当使用高浓度的 OPN-ASARM 肽的磷酸化程度最高的形式时，体外获得的晶体球晶形成类似于在尿石症大鼠模型中在体内观察到的晶体形态，其中肾脏中的晶体沉积物含有丰富的 OPN，如免疫金所示标签。基于 COD 的对称性和晶体结构，提出了球晶形成的机理模型，其中 OPN-ASARM 的磷酸基团在 COD {1 1 0} 表面上的 [1 1 1] 阶梯升高处与钙原子结合，诱导周期性出现新的 COD 晶体以形成球晶。Modulation of calcium oxalate dihydrate growth by phosphorylated osteopontin peptides.
Chien YC, Mansouri A, Jiang W, Khan SR, Gray JJ, McKee MD.
J Struct Biol. 2018 Nov;204(2):131-144. doi: 10.1016/j.jsb.2018.07.010. Epub 2018 Jul 17.
PMID: 30016645
20.晶内和表面结合骨桥蛋白对MDCKII细胞中二水草酸钙晶体降解和溶解的影响
在体内，尿液晶体与位于矿物质内部及其表面的蛋白质相关。嵌入在保留晶体矿物相中的蛋白质可以通过使它们更容易受到细胞内和间质蛋白酶的破坏来防御尿石症。本研究的目的是检查晶体内和表面结合的骨桥蛋白 (OPN) 对培养的 Madin Darby 犬肾 (MDCK) 细胞中尿草酸钙二水合物 (COD) 晶体的降解和溶解的影响。[(14)C]-草酸盐标记的 COD 晶体具有晶内 (IC)、表面结合 (SB) 和 IC + SB OPN，由含有 0、1 和 5 mg/L 母乳 OPN 的超滤 (UF) 尿液产生并与 MDCKII 细胞一起孵育，使用 UF 尿液作为结合介质。使用场发射扫描电子显微镜 (FESEM) 评估晶体大小和降解，并通过释放到培养基中的放射性来量化溶解。晶体尺寸直接随 OPN 浓度降低。FESEM 检查表明，覆盖有 SB OPN 的晶体比含有 IC OPN 的晶体更能抵抗细胞降解，IC OPN 的破坏程度似乎与 OPN 浓度有关。无论是绑定到晶体表面还是嵌入矿物内部，OPN 都会与其浓度成正比地抑制晶体溶解。在生理条件下，OPN 通常可以通过抑制 COD 晶体的生长来防止结石形成，这会促进它们在尿液中的排泄，从而或许可以部分解释为什么与一水草酸钙晶体相比，COD 晶体在尿液中更普遍，但不太常见在肾结石中。
The effect of intracrystalline and surface-bound osteopontin on the degradation and dissolution of calcium oxalate dihydrate crystals in MDCKII cells.
Thurgood LA, Sørensen ES, Ryall RL.
Urol Res. 2012 Feb;40(1):1-15. doi: 10.1007/s00240-011-0423-5. Epub 2011 Sep 20.
PMID: 21932131
22.21.洞的真相：结晶内蛋白质和草酸钙肾结石
我们研究的最终目的是了解大分子在人类肾结石形成中的作用，特别是它们与草酸钙 (CaOx) 晶体的相互作用。结石与蛋白质的不变关联增加了蛋白质在其形成中发挥作用的可能性，类似于蛋白质在健康生物矿化中的作用。这些蛋白质会诱导矿化吗？它们仅仅是对疾病过程的反应吗？或者它们是被矿物质过饱和淹没的保护性分子？特别感兴趣的蛋白质是凝血酶原的片段 1 (F1)。我们已经证明凝血酶原的 mRNA 存在于肾脏中。由于尿液中存在的凝血酶原 F1 片段与血液中发现的略有不同，我们将这种蛋白质称为“尿液凝血酶原片段 1”（UPTF1）。现有证据表明，肾脏制造用于预防结石病的蛋白质，并且该蛋白质在结石形成中具有指导作用。我们现在有证据表明蛋白质嵌入从人尿沉淀的 CaOx 晶体中，在那里它分布在连续的通道中。这些蛋白质可以在附着到肾上皮细胞和内吞作用后促进晶体的解构和去除。我们怀疑尿液中 CaOx 晶体的形成是正常过程，旨在允许无害地处理过量的钙、草酸盐或两者。蛋白质的掺入通过破坏和去除保留的晶体提供了第二道防线，防止结石形成。了解植物产生含蛋白质 CaOx 晶体的基本分子策略，可能有助于深入了解人类 CaOx 结石的形成。
The hole truth: intracrystalline proteins and calcium oxalate kidney stones.
Ryall RL, Fleming DE, Grover PK, Chauvet M, Dean CJ, Marshall VR.
Mol Urol. 2000 Winter;4(4):391-402.
PMID: 11156707 Review.
23.蛋白质组学分析揭示了肾结石基质中的一些常见蛋白质
背景：蛋白质是肾结石基质中含量最丰富的成分，它们的存在可能反映了结石的形成过程。许多研究探索了泌尿系结石和晶体的蛋白质组学。我们试图全面鉴定肾结石中发现的蛋白质，并鉴定用于肾结石研究的新的、可靠的生物分子。方法：我们于 2020 年 11 月对泌尿系结石和晶体的蛋白质组学进行了生物信息学研究。我们使用 ClusterProfiler R 包将蛋白质转化为其相应的基因和 Ensembl ID。在每项研究中，我们都定位了蛋白质组学结果的交叉点，以确定 20 种最常见的结石基质蛋白。我们利用人类蛋白质图谱获取了20种蛋白质的生物学信息，并进行了基因本体论（GO）和京都基因与基因组百科全书（KEGG）分析，探索了它们的生物学功能。我们还进行了免疫组织化学检测肾组织中前五种结石基质蛋白的表达。结果：我们纳入了 19 项相关研究进行分析。然后，在去除重复项后，我们在石基质中鉴定了 1,409 种蛋白质。20 种最常见的结石基质蛋白是：S100A8、S100A9、尿调节蛋白、白蛋白、骨桥蛋白、乳转铁蛋白、维生素 K 依赖性蛋白 Z、凝血酶原、血红蛋白亚基β、髓过氧化物酶、甘露聚糖结合凝集素丝氨酸蛋白酶 2、补体溶菌酶 C、 C3、血清淀粉样蛋白 P 成分、组织蛋白酶 G、玻连蛋白、载脂蛋白 A-1、嗜酸性粒细胞阳离子蛋白、纤维蛋白原 α 链和载脂蛋白 D。GO 和 KEGG 分析表明这些蛋白通常参与炎症和免疫反应。肾组织结石基质蛋白前5位显示肾结石患者S100A8、S100A9、骨桥蛋白表达升高，尿调节蛋白表达降低。白蛋白很少在肾脏中表达，健康对照组和肾结石患者之间没有显着差异。结论：蛋白质组学分析揭示了肾结石基质中一些常见的炎症相关蛋白。应该探索这些蛋白质在结石形成中的作用，因为它们有可能用作尿石症的诊断生物标志物和治疗靶点。
Proteomic analysis reveals some common proteins in the kidney stone matrix.
Yang Y, Hong S, Li C, Zhang J, Hu H, Chen X, Jiang K, Sun F, Wang Q, Wang S.
PeerJ. 2021 Jul 27;9:e11872. doi: 10.7717/peerj.11872. eCollection 2021.
PMID: 34395096 Free PMC article.
24.骨桥蛋白启动子多态性和尿石症风险：候选基因关联和荟萃分析研究
背景：尿石症是一个世界性的泌尿外科问题，遗传因素有显着影响。巴基斯坦位于亚非石带内，据报道尿石症的患病率很高（12%）。骨桥蛋白 (SPP1) 是一种尿液大分子，在调节肾结石形成方面具有重要作用，其遗传多态性可能决定个体患尿石症的风险。然而，先前关于 SPP1 多态性和尿石症易感性的研究结果明显不一致，当地人群没有可用数据。方法：共有 235 名尿石症患者和 243 名健康对照者（均为巴基斯坦血统）接受了 6 个 SPP1 遗传多态性的基因分型，以使用本土候选基因关联研究设计来调查与尿石症的潜在关联。此外，还进行了系统文献检索后的综合荟萃分析，以确定关于 SPP1 启动子多态性和发展为尿石症风险的任何现有关联的循证解释。结果：在土著遗传关联研究中发现三个 SPP1 启动子多态性，rs2853744:G > T、rs11730582:T > C 和 rs11439060:delG>G，与尿石症风险显着相关（OR = 3.14；p = 0.006，OR = 1.78；分别为 p = 0.006 和 OR = 1.60；p = 0.012）。我们还观察到这些 SPP1 启动子多态性 (G-C-dG) 的三等位基因单倍型与尿石症风险的 1.68 倍正相关（OR = 1.68；p = 0.0079）。然而，当根据性别、首次就诊年龄、结石复发、结石多样性、父母血缘关系和尿石症家族史对数据进行分层时，没有明显的关联。荟萃分析（包括 4 项研究）的总体结果表明，SPP1 rs2853744:G > T 多态性与尿石症的易感性显着相关（OR = 1.37；p = 0.004），但对于分析的其他 SPP1 多态性变体则不然。结论：总之，我们首次报告了南亚的 3 个 SPP1 多态性与尿石症的显着关联，然而，在汇总研究的荟萃分析后，这种关联仅在 SPP1 rs2853744:G > T 多态性中持续存在。需要更大样本量的进一步研究来验证这种关联并评估在肾结石疾病的诊断和预后中的任何潜在有用性。
Osteopontin promoter polymorphisms and risk of urolithiasis: a candidate gene association and meta-analysis study.
Amar A, Afzal A, Hameed A, Ahmad M, Khan AR, Najma H, Abid A, Khaliq S.
BMC Med Genet. 2020 Aug 25;21(1):172. doi: 10.1186/s12881-020-01101-2.
PMID: 32842990 Free PMC article.
25.原发性高草酸尿症患者尿单核细胞趋化蛋白1与草酸钙结晶相关 背景：原发性高草酸尿症 (PH) 患者通常会出现肾结石和慢性肾病。反映活动性肾损伤的无创尿液标志物可用于衡量正在进行的治疗的有效性。方法：一组反映不同肾单位位点和潜在损伤机制的生物标志物（聚集蛋白、中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白 (NGAL)、8-异前列烷 (8IP)、单核细胞趋化蛋白 1 (MCP-1)、肝型脂肪在多次就诊的 30 名 PH 患者的 114 份尿液样本中测量了酸结合蛋白 (L-FABP)、心脏型脂肪酸结合蛋白 (H-FABP) 和骨桥蛋白 (OPN))。使用广义估计方程来评估生物标志物与 24 小时尿排泄量、计算的近端肾小管草酸盐浓度 (PTOx) 和 eGFR 之间的关联。结果：首次就诊时的平均 (±SD) 年龄为 19.5 ± 16.6 岁，估计肾小球滤过率 (eGFR) 为 68.4 ± 21.0 ml/min/1.73m2。在调整年龄、性别和 eGFR 后，较高的尿 MCP-1 浓度和 MCP-1/肌酐比值与 CaOx 过饱和 (SS) 呈正相关。较高的尿 NGAL 和 NGAL/肌酐以及 OPN 和 OPN/肌酐与较高的 eGFR 相关。8IP 与 PTOx 和尿 Ox 呈负相关，但与 CaOx SS 呈正相关。结论：在 PH 患者中，尿液 MCP-1 和 8IP 排泄量较大可能反映集合小管结晶正在进行，而 NGAL 和 OPN 排泄量较大可能反映肾脏质量和功能的保留。CaOx 晶体，而不是草酸盐离子可能在高草酸条件下介导氧化应激。需要进一步的研究来确定尿液 MCP-1 的排泄是否能预测长期结果或是否会因治疗而改变。
Urinary monocyte chemoattractant protein 1 associated with calcium oxalate crystallization in patients with primary hyperoxaluria.
Wang X, Bhutani G, Vaughan LE, Enders FT, Haskic Z, Milliner D, Lieske JC; investigators of the Rare Kidney Stone Consortium.
BMC Nephrol. 2020 Apr 15;21(1):133. doi: 10.1186/s12882-020-01783-z.
PMID: 32293313 Free PMC article.
26.尿细胞外囊泡的蛋白质组学分析揭示补体系统在髓质海绵肾病中的作用 髓质海绵肾 (MSK) 病是一种罕见且被忽视的肾脏疾病，通常与肾钙质沉着症/肾结石和前肾小管囊性异常有关。关于这种疾病的发病机制知之甚少，因此我们使用蛋白质组学方法解决了知识差距。从 15 名 MSK 和 15 名特发性钙性肾结石 (ICN) 患者的尿液中分离出的微囊泡/外泌体的蛋白质含量通过质谱法进行研究，然后进行加权基因共表达网络分析、支持向量机 (SVM) 学习和偏最小二乘判别分析(PLS-DA) 来选择最具辨别力的蛋白质。蛋白质组学数据通过ELISA验证。我们总共鉴定了 2998 种蛋白质，其中 1764 种（58.9%）存在于两种疾病的两种囊泡中。在 MSK 样品中，分别仅在微泡和外泌体中发现了 65 (2.2%) 和 137 (4.6%) 种蛋白质。同样，在 ICN 样品中，分别仅在微泡和外泌体中发现了 75 (2.5%) 和 94 (3.1%) 种蛋白质。SVM 学习和 PLS-DA 揭示了一个由 20 种蛋白质组成的核心面板，它们以 100% 的准确度区分了代表每种临床状况的细胞外囊泡。其中，参与凝集素补体途径的三种外泌体蛋白最大程度地区分了 MSK 和 ICN：Ficolin 1、甘露聚糖结合凝集素丝氨酸蛋白酶 2 和补体成分 4 结合蛋白 β。ELISA证实了蛋白质组学结果。我们的数据表明，MSK 中涉及补体途径，揭示了一系列新的潜在治疗靶点和早期诊断生物标志物。
Proteomic Analysis of Urinary Extracellular Vesicles Reveals a Role for the Complement System in Medullary Sponge Kidney Disease.
Bruschi M, Granata S, Candiano G, Fabris A, Petretto A, Ghiggeri GM, Gambaro G, Zaza G.
Int J Mol Sci. 2019 Nov 5;20(21):5517. doi: 10.3390/ijms20215517.
PMID: 31694344 Free PMC article.
27.大分子在肾结石形成中的作用 Jeffrey D Rimer 1、Ann M Kolbach-Mandel 2、Michael D Ward 3、Jeffrey A Wesson 4 附属机构扩大 PMID：27913854 PMCID：PMC5253101 DOI：10.1007/s00240-016-0948-8 免费 PMC 文章 抽象的 晶体聚集体的形成是肾结石发病机制的关键过程之一，涉及晶体（主要是一水草酸钙，COM）和尿液成分（例如蛋白质）之间的相互作用，这些成分在结石晶体之间充当粘合剂“胶水”。为了更好地理解导致晶体聚集的蛋白质 - 晶体相互作用，我们使用三种合成聚阴离子测量了模型蛋白质对大块 COM 晶体特性的影响以及它们在晶体表面上的吸附：聚（天冬氨酸）（polyD )、聚(谷氨酸)(polyE)和聚(丙烯酸)(polyAA)。这些阴离子大分子将本体溶液中 COM 晶体聚集的量减少到与正常尿液中蛋白质混合物观察到的程度相似的程度，聚合物之间几乎没有差异。相比之下，聚合物在 COM 晶体生长的测量方面表现出差异。聚（精氨酸）（polyR）和聚（赖氨酸）（polyK）等聚阳离子微弱地减少了聚集，对晶体生长的影响可以忽略不计。发现所有聚离子都与 COM 晶体表面相关，正如在电泳迁移率测量中 COM 晶体 zeta 电位的变化所证明的那样。另一方面，聚阳离子和聚阴离子的许多二元混合物可以促进 COM 聚集和可能的生长，这似乎是由聚合物聚集体形成而不是晶体电荷稳定性的损失所介导的。类似地，晶体聚集促进行为可以通过形成弱带电聚阴离子的聚集体来驱动，如 Tamm-Horsfall 蛋白，这表明聚合物（蛋白质）聚集可能在结石形成中起关键作用。聚阴离子-COM 晶体表面相互作用对聚合物侧基化学组成的敏感性通过聚 D 和聚 E 之间晶体聚集行为的巨大差异得到证明，这与原子力显微镜 (AFM) 测量各种 COM 表面的生长抑制和化学力相关显微镜 (CFM) 测量 COM 晶体表面和用羧酸盐或脒部分装饰的 AFM 尖端之间的解结合力（分别模拟聚阴离子和聚 R 侧链）。与 polyD 相比，在 COM (100) 表面上 polyE 缺乏强相互作用似乎是关键的区别。最后，聚阴离子和聚阳离子的同时存在似乎改变了聚阳离子在 CFM 中调节解结合力和促进晶体生长的能力。总之，聚阴离子与 COM 表面密切相关并影响结晶，而聚阳离子则没有，尽管基于聚阴离子的物理化学性质观察到重要差异。观察表明，聚合物聚集体的形成促进了聚阴离子-聚阳离子混合物和弱带电聚阴离子的 COM 聚集，聚合物聚集体在桥接晶体表面中起关键作用。
Review Urolithiasis . 2017 Feb;45(1):57-74. doi: 10.1007/s00240-016-0948-8. Epub 2016 Dec 2.The role of macromolecules in the formation of kidney stonesJeffrey D Rimer 1, Ann M Kolbach-Mandel 2, Michael D Ward 3, Jeffrey A Wesson 4Affiliations expand
PMID: 27913854 PMCID: PMC5253101 DOI: 10.1007/s00240-016-0948-8
28.晶体表面粘附在肾结石疾病中的作用 审查目的：最近使用原子力显微镜来表征选定的草酸钙晶体表面与附着在原子力显微镜探针尖端的生物相关化学基团之间的粘附力。这些测量允许比较不同的、明确定义的晶面的粘附特性，以及确定溶液相大分子对粘附的影响。这些研究对调节肾结石形成的特定化学相互作用产生了新的见解。最近的发现：粘附力测量表明，一水草酸钙的大六边形 (100) 面是最具粘附性的。相比之下，草酸钙二水合物的大 (101) 面的粘性最低。原子力显微镜尖端上的羧酸根和脒基团在给定的晶面上表现出同样大的附着力，暗示与晶面晶格离子的特异性结合。溶液相大分子根据其化学结构以面选择性方式调节粘附。总结：二水草酸钙的低粘附力预示着这些晶体聚集或附着在细胞上的能力下降，这与肾结石中二水草酸钙的相对缺失有关。这些测量提供了对晶体聚集和结石形成过程中细胞附着的大分子调控的新理解。
Review Curr Opin Nephrol Hypertens. 2006 Jul;15(4):386-93. doi: 10.1097/01.mnh.0000232879.50716.6f.Role of crystal surface adhesion in kidney stone diseaseJeffrey A Wesson 1, Michael D Ward
Affiliations expandPMID: 16775453 DOI: 10.1097/01.mnh.0000232879.50716.6f
29.人肾结石：普遍生物矿化的自然记录 GeoBioMed——一种整合地质学、生物学和医学领域的新跨学科方法——揭示了由富含钙的矿物质组成的肾结石从结晶、溶解和重结晶的重复事件中沉淀出来，这些重复事件是由相同的基本自然过程引起的。统治着地球上数十亿年的生物矿化。我们对肾结石形成理解的这种背景变化从根本上开辟了人类肾结石研究的新途径，包括对晶体结构和地层、成岩相变和从数百纳米到厘米（10 的五次方）的广泛长度尺度上的共生序列的分析。）。这种范式转变还促进了根据热力学能量学和晶体结构的新肾结石分类方案的开发。有证据表明，≥50% 的结石在体内经历了反复溶解和重结晶。无定形磷酸钙和羟基磷灰石球粒合并形成平面同心分区和扇形区域，表明不平衡沉淀。此外，二水草酸钙和一水草酸钙晶体聚集体表现出高频富含有机物和富含矿物质的纳米层，比在类似的珊瑚礁、罗马渡槽、洞穴、深层地下和热-弹簧存款。这种更高频率的纳米层代表了肾脏独特的微环境，其中有效的结晶促进剂和抑制剂在起作用。这些 GeoBioMed 见解确定了以前未探索的用于开发和测试预防和治疗肾结石的新临床疗法的策略。
Review Nat Rev Urol. 2021 Jul;18(7):404-432. doi: 10.1038/s41585-021-00469-x. Epub 2021 May 24.Human kidney stones: a natural record of universal biomineralization Mayandi Sivaguru 1 2, Jessica J Saw 3 4 5, Elena M Wilson 3 6, John C Lieske 7 8, Amy E Krambeck 9 10, James C Williams 11, Michael F Romero 7 12, Kyle W Fouke 13, Matthew W Curtis 14, Jamie L Kear-Scott 14, Nicholas Chia 11 15, Bruce W Fouke 16 17 18 19 20 21
Affiliations expand
PMID: 34031587 DOI: 10.1038/s41585-021-00469-x
30.有机物质是否在草酸钙肾结石中充当可降解的结合基质？背景：草酸钙 (CaOx) 结石被认为对化学溶解具有很强的抵抗力。虽然在这些石头中发现了重要的有机物质，据推测它们会结合（无机）CaOx 颗粒和聚集体，但大多数化学分解工作都集中在攻击石头的 CaOx 成分的方法上。我们通过专门攻击这些结石中存在的有机基质，研究了在数小时内诱导 CaOx 肾结石化学溶解的可行性。方法：与之前的研究相比，我们专注于可能的“实体”石材配置。我们通过体外实验系统地测试了广泛范围的 26 种潜在化学溶解剂诱导大量天然 CaOx 结石碎片相对快速崩解（和/或溶解）的能力，这些碎片是在泌尿外科手术过程中提取的，不考虑立即临床应用。在 72 小时内监测每个结石碎片的重量减轻和其他变化。结果：我们发现，已知攻击有机材料的试剂对结石的化学溶解几乎没有影响（如果有的话）。同样，蛋白质和酶制剂以及口服添加剂药物治疗几乎没有立竿见影的效果。结论：这些发现表明，就无机和有机成分而言，CaOx 宝石中存在的有机和无机成分不是“砖块和砂浆”结构。
BMC Urol. 2021 Mar 26;21(1):46. doi: 10.1186/s12894-021-00818-3.
Do organic substances act as a degradable binding matrix in calcium oxalate kidney stones?Adi Adelman # 1, Yaniv Shilo # 1, Jonathan Modai 1, Dan Leibovici 1, Ishai Dror 2, Brian Berkowitz 3
Affiliations expandPMID: 33765979 PMCID: PMC7995742 DOI: 10.1186/s12894-021-00818-3
图 1 CaOx 结石碎片（内表面）的代表性 SEM 图像——a 之前和 b 之后，24°C，c 之前和 d 之后，37°C——暴露于潜在的化学溶解剂，几乎没有变化（类似的图像在 一系列样品和两种温度）；e 之前和 f 在 37 °C 下用柠檬酸钾溶液处理后，显示了对石头样品的测量重量损失和化学溶解效果。比例尺表示 20 µm
图 2 来自单个患者的 CaOx 结石碎片示例。请注意石头碎片的各种外部和内部视图，一些显示具有可见内部分层的区域，而另一些则显示出更多异质或无定形的内部结构
31.[草酸钙结石形成。旧病的新致病因素] 草酸钙 (CaOx) 尿石症是一种非常常见的疾病。令人惊讶的是，迄今为止，导致 CaOx 结石形成的发病机制在很大程度上是未知的。长期接受的简单解释是超过尿液中成岩物质的溶度积，并不能充分描述复杂的过程。与宣称初始晶体沉积发生在肾小管腔中的假设不同，新的见解表明在肾乳头的间质空间中形成了原发性斑块。最初，磷酸钙 (CaPh) 晶体和有机基质沿 Henle 细环的基底膜沉积，并在间隙空间中进一步延伸至尿路上皮，构成所谓的 Randall 斑块，可在 CaOx 内窥镜检查中定期发现-结石患者。这些 CaPh 晶体似乎是未来 CaOx 结石形成的起源，这些结石是通过进一步的基质分子和 CaOx 从尿液附着到斑块上形成的。驱动力、确切的发病机制和所涉及的基质分子在很大程度上仍然未知。可能是完全不同的病理机制导致了“CaOx结石形成”的常见临床诊断。
eview Urologe A. 2008 May;47(5):538, 540-44. doi: 10.1007/s00120-008-1707-4.[Calcium oxalate stone formation. New pathogenetic aspects of an old disease]
32.在肾功能计算机模型中，通过肾单位的肾小管液成分波动在 Randall 栓和草酸钙结晶尿的起始中的潜在作用 本文描述了一种更新的计算机模型，该模型试图通过肾单位 (NEPHROSIM) 模拟已知的肾脏重吸收和分泌活动及其与含钙肾结石的发生可能相关。该模型表明，在血浆成分的某些条件下，草酸钙 (CaOx) 和磷酸钙 (CaP) 的从头成核可发生在 Henle 环 (DLH) 降支的末端，特别是在未经处理的情况下。, 复发性特发性 CaOx 结石形成 (RSF)。该模型结合了许多流体动力学因素，这些因素可能会影响在 DLH 末端成核的晶体沿肾小管向下发展时的后续生长。这些包括以下事实：(a) CaOx 或 CaP 晶体在 DLH 末端成核并靠近小管壁移动的速度比流体在小管中心轴处流动的速度慢，(b) CaOx 晶体靠近小管壁的传输可能会延迟至少 25 分钟，在此期间，如果 CaOx 的相对过饱和度 (RSS CaOx) 足够高，则晶体可能会继续生长，并且 (c)由于斯托克斯引力效应，CaOx 晶体可能会停止移动甚至回落到向上排水的收集管 (CD) 中。该模型预测，首先，对于血浆草酸盐浓度的短暂短暂增加，结晶仅发生在 CD 中并导致形成小晶体，这些晶体可以轻松地通过尿液，其次，对于血浆草酸盐浓度略有增加的过滤负荷的草酸盐、CaOx 的自发和/或异质成核可能发生在 DLH 末端和 CD。后一种情况会导致大 CaOx 晶体（由 DLH 末端的成核产生）和小 CaOx 晶体（由于源自 CD 的成核）的混合物进入最终尿液。由于 RSF 尿液中钙和草酸盐浓度较高，这些患者在 DLH 中开始 CaOx 结晶的可能性增加，因此继续形成在新鲜尿液中发现的大晶体和聚集体，但在来自正常受试者的新鲜尿液 (N)。这些预测得到了 6 名 RSF 和 6 名正常对照 (NC) 的临床研究证据的支持，他们在固定基础饮食下维持了 4 天。他们的 CaOx 结晶尿模式是在基础饮食的第二天和研究的第四天早餐前给予小剂量草酸钠后测量的。该模型还表明，RSF 的管状流体比 N 的管状流体更有可能达到 DLH 末端 CaP 从头成核所需的条件。这可能发生在超滤性磷酸盐的小幅增加（由于摄入高磷酸盐膳食的结果）或近端肾小管对磷酸盐的重吸收小幅减少（例如，由于甲状旁腺活动增加）。在 RSF 尿液中经常存在的 RSS CaOx 的高亚稳态条件下，此时引发的 CaP 晶体可能使 CaOx 的结晶异相成核。在某些条件下，预计在 DLH 末端开始并靠近管壁行进的 CaP 晶体，在那里它们的传输时间增加，也可能能够充分生长和团聚，从而在 CD 中的某个点被困并导致在贝利尼管道中形成兰德尔塞。目前，正在努力将 CaP 晶体的生长和聚集数据纳入 NEPHROSIM，以确认这种现象发生的可能性。该模型表明，除非血浆钙浓度达到通常与原发性甲状旁腺功能亢进症病例相关的值，否则血浆钙的增加不太可能导致 DLH 结束时 CaOx 或 CaP 的自发成核。在 DLH 结束时自发形成 CaOx 晶体的最可能原因是血浆草酸盐的小幅增加；在 DLH 结束时自发形成 CaP 晶体的最可能原因是血浆磷酸盐增加或近端小管磷酸盐重吸收分数减少。该模型预测，给定尿液中可能出现的 CaOx 结晶尿的最大体积是最终尿液中 RSS CaOx 和草酸盐/钙比率的函数。这些数据解释了为什么 CaOx 结晶尿的体积按照英国正常值 < 英国复发性结石形成者 < 沙特阿拉伯复发性结石形成者的顺序 反过来，这可能是沙特阿拉伯发现的含 CaOx 结石发生率高于英国的原因。
Potential role of fluctuations in the composition of renal tubular fluid through the nephron in the initiation of Randall's plugs and calcium oxalate crystalluria in a computer model of renal function.
Robertson WG.
Urolithiasis. 2015 Jan;43 Suppl 1:93-107. doi: 10.1007/s00240-014-0737-1. Epub 2014 Nov 20.
PMID: 25407799
33.辅助 T 细胞信号传导和炎症通路导致在 Randall 斑块上形成磷酸钙而不是草酸钙结石 目的：阐明草酸钙结石与磷酸钙结石在岩石成因上的差异。方法：从23例特发性草酸钙结石患者和7例接受内镜碎石术的磷酸钙结石患者中获取肾乳头组织。从每个患者的两个不同区域单独收集样品：含有兰德尔斑块的乳头状粘膜和不含兰德尔斑块的粘膜。对这些组织进行微阵列分析以比较它们的基因表达模式。此外，还进行了因果途径分析，比较了它们的差异。结果：聚类分析显示，磷酸钙结石患者的基因表达谱与草酸钙结石患者的基因表达谱存在显着差异。疾病和功能分析表明，与草酸钙结石患者的Randall's斑块组织相比，磷酸钙结石患者的Randall's斑块组织中单核白细胞的运动和迁移显着增加，感染和淋巴结形成的趋势更小。其他通路分析显示磷酸钙形成物（例如辅助性 T 细胞 1 和 2 通路）中的免疫细胞信号增加，这通过它们的信使核糖核酸表达得到证实。结论：目前的结果显示磷酸钙中含有 Randall 斑块的乳头中辅助 T 细胞信号通路的上调，但在草酸钙结石形成者中没有上调。因此，辅助性 T 细胞免疫反应和相关的炎症过程似乎会导致 Randall 斑块上形成磷酸钙结石。
Helper T-cell signaling and inflammatory pathway lead to formation of calcium phosphate but not calcium oxalate stones on Randall's plaques.
Taguchi K, Hamamoto S, Okada A, Sugino T, Unno R, Ando R, Gao B, Tozawa K, Kohri K, Yasui T.
Int J Urol. 2019 Jun;26(6):670-677. doi: 10.1111/iju.13950. Epub 2019 Mar 28.
PMID: 30919502
34.发现附着在肾乳头上的草酸钙结石：结石形成早期机制的初步证据 背景：在草酸钙 (CaOx) 结石形成者中，结石通常附着在肾乳头上，但以这种方式形成结石的机制尚未完全确定。材料和方法：数据来自从不同患者收集的三块附着石。使用显微计算机断层扫描 (CT) 和红外显微光谱法确定结石的形态和成分。结果：其中一颗结石由 CaOx 和磷灰石的外围区域组成，例如可能来自 Randall 斑块。另一块石头上覆盖着大的 CaOx 晶体，但至少含有两层磷灰石，表面没有暴露的磷灰石区域。第三块石头含有 CaOx，其表面包含磷灰石和更多磷灰石，以及大量无法识别的矿化不良材料。结论：这些结石的复杂性及其不同的形态本身并不能推断结石形成的机制。未来的工作将需要仔细记录乳头上附着的结石，以及在结石移除后对乳头进行研究，然后才能确定这些不同的 CaOx 结石是否源自相同或不同的潜在病因。Calcium oxalate calculi found attached to the renal papilla: Preliminary evidence for early mechanisms in stone formation.
Williams JC Jr, Matlaga BR, Kim SC, Jackson ME, Sommer AJ, McAteer JA, Lingeman JE, Evan AP.
J Endourol. 2006 Nov;20(11):885-90. doi: 10.1089/end.2006.20.885.
PMID: 17144856
35.对肾结石形成病理学的见解 这些研究的目的是检验 Randall 斑块在肾脏的独特解剖部位形成并且其形成受特定结石形成病理生理学条件限制的假设。为了验证这一假设，我们对 15 名特发性草酸钙 (CaOx) 结石形成者、4 名肥胖患者肠道旁路手术和 10 名透钙磷石结石形成者的肾脏乳头活检进行了术中标测研究，并从 4 名非结石形成者获得了乳头状标本肾切除术后。进行了组织变化的光学和电子显微镜检查以及矿物成分的红外和电子衍射分析。在三个不同的结石形成组中的每一个中都发现了不同的矿物质沉积和乳头状病理模式。CaOx 结石形成者具有可预测的间隙磷灰石晶体位点，从 Henle 的细环开始并扩散到尿路上皮。这些斑块区域被称为兰德尔斑块，被认为是结石附着的部位。乳头和髓管看起来正常。肠旁路手术患者的髓质集合管仅在腔内有结晶物质。透钙石结石形成最严重的皮质和髓质变化形式为 Randall 斑块，以及髓质集合管中的黄色管腔内沉积物。所有沉积物被确定为磷灰石。三组不同的结石形成者的代谢和手术病理发现清楚地表明“来自结石形成者的肾乳头的组织学是临床环境所特有的”。我们相信正是这些观察结果将提供见解，使结石社区能够为肾结石疾病制定更好的临床治疗方法，因为我们了解每种结石形成的结石形成的发病机制。
Insights on the pathology of kidney stone formation.
Evan AP, Coe FL, Lingeman JE, Worcester E.
Urol Res. 2005 Nov;33(5):383-9. doi: 10.1007/s00240-005-0488-0. Epub 2005 Aug 3.
PMID: 16078085 Review.
36.兰德尔氏斑块是草酸钙肾结石的起源 八年前，Alexander Randall 将肾乳头尖端的磷酸钙沉积物确定为肾结石的起源。这些“兰德尔斑块”促进肾结石形成的认识在过去几年中通过内窥镜程序的发展而得到增强，这些程序允许这些斑块的原位可视化。最近基于肾脏活检的研究表明，这些斑块起源处的磷灰石沉积物源自 Henle 细环的基底膜，然后扩散到周围的间质中。此外，在兰德尔斑块上形成的草酸钙结石的扫描电子显微镜检查证明斑块也可能由被磷酸钙栓塞阻塞的小管构成。高钙尿症与 Randall 的斑块形成有关。然而，可能涉及几种额外的机制，导致组织磷酸钙过饱和度增加，并且大分子在斑块形成中的作用仍然难以捉摸。最后，磷灰石晶体是斑块中鉴定的主要矿物相，但其他磷酸钙和各种化学物质如嘌呤已被证实，从而揭示了几种机制可能导致斑块形成。Randall's plaque as the origin of calcium oxalate kidney stones.
Daudon M, Bazin D, Letavernier E.
Urolithiasis. 2015 Jan;43 Suppl 1:5-11. doi: 10.1007/s00240-014-0703-y. Epub 2014 Aug 7.
PMID: 25098906 Review.
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37.Randall 斑块的微观结构及其与一水草酸钙肾结石的界面反映了潜在的矿物质沉淀机制 Randall 斑块 (RP) 是形成一水草酸钙 (COM) 肾结石的首选部位。然而，虽然间质磷酸钙 (CaP) 斑块形成的过程尚不清楚，但斑块微观结构作为 CaP 沉淀条件指标的潜力仅受到有限的关注。我们研究了 RP 相关的 COM 结石的钙化组织的结构细节和斑块-结石界面的微观结构特征，作为结石形成初始过程的指标。如果来自管状系统的重吸收离子不断扩散到胶原结缔组织中，则可以预期组织液的 CaP 过饱和度显着增加。在基底膜的致密纹理中发现了密集堆积的细粒 CaP 颗粒，而较大的层状颗粒散布在粗网眼间质组织中，我们认为这是由于不同的空间限制和离子扩散的限制。颗粒形态表明初始沉淀为亚稳态无定形磷酸钙 (ACP)。RP-stone 界面处第一个 COM 晶体的形态和排列范围从堆叠的自面体片到骨架形态，甚至是多孔的树枝状结构，按此顺序表明 COM 过饱和度不断增加。此外，这些最初的 COM 晶体通常涂有 CaP。在此基础上，我们提出来自 CaP 过饱和间质液的离子可能会通过多孔 RP 扩散到尿液中，从而导致 COM 过饱和度的局部增加可能引发晶体成核，从而引发结石形成。初始 COM 层持久孔隙中的离子耗尽流体可能会从间隙流体中得到补充，导致多孔 COM 中的 CaP 沉淀。
Microstructures of Randall's plaques and their interfaces with calcium oxalate monohydrate kidney stones reflect underlying mineral precipitation mechanisms.
Sethmann I, Wendt-Nordahl G, Knoll T, Enzmann F, Simon L, Kleebe HJ.
Urolithiasis. 2017 Jun;45(3):235-248. doi: 10.1007/s00240-016-0925-2. Epub 2016 Oct 1.
PMID: 27695926
38.棓单宁抑制草酸钙晶体结合和草酸盐诱导的肾上皮细胞氧化应激 一水草酸钙 (COM) 晶体与增殖和迁移的肾内皮细胞表面紧密结合，这可能是肾结石形成的关键事件。草酸盐诱导的预氧化应激可以进一步促进晶体附着细胞。包括在绿茶中发现的没食子单宁在内的天然产物已被研究作为预防晶体滞留和肾结石形成的潜在新疗法。Gallotannin 在无毒浓度下显着抑制 COM 晶体生长和与 Madin-Darby Canine Kidney Cells I (MDCK I) 肾上皮细胞的结合。逆转录聚合酶链反应 (RT-PCR) 分析显示，棓单宁显着减弱草酸盐诱导的单核细胞趋化蛋白 1 (MCP-1)、骨桥蛋白 (OPN)、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸 (NADPH) 氧化酶亚基 p22( phox) 和 p47(phox) 在人原代肾上皮细胞 (HRC) 中。没食子单宁还降低了草酸盐处理的 HRC 中活性氧 (ROS) 和丙二醛 (MDA) 的水平，并增强了抗氧化酶超氧化物歧化酶 (SOD) 的活性。总之，我们的研究结果表明，棓单宁可以通过对肾上皮细胞的直接作用（包括抑制 COM 结合和 MCP-1 和 OPN 表达以及增强抗氧化活性）来预防肾结石。
Gallotannin suppresses calcium oxalate crystal binding and oxalate-induced oxidative stress in renal epithelial cells.
Lee HJ, Jeong SJ, Park MN, Linnes M, Han HJ, Kim JH, Lieske JC, Kim SH.
Biol Pharm Bull. 2012;35(4):539-44. doi: 10.1248/bpb.35.539.
PMID: 22466558 Free PMC article.
39.钙结石形成假说：对过去几十年结石研究的解读 对先前和最近对钙盐结晶和钙结石形成的观察结果的解释为制定导致尿路中草酸钙 (CaOx) 结石形成的一系列假设事件奠定了基础。各个步骤包括磷酸钙 (CaP) 在高肾单位水平的初级沉淀、CaP 的大管内和/或间质（上皮下）聚集体的建立。这些晶体块随后可能会在尿液 pH 值低的时期溶解。在上皮下或管内捕获的 CaP 的裸露表面上，钙离子的释放会导致 CaOx 的离子活性非常高，特别是在 CaOx 过饱和峰值的同时。CaOx 晶体可能由磷灰石晶相周围的大分子环境中的成核产生。在低 pH、低柠檬酸盐和高离子强度的尿液中，大 CaOx 晶体团的形成可以通过 Tamm-Horsfall 粘蛋白的自聚集来完成。在最初固定的 CaOx 结石胚胎移出后，通过 CaOx 晶体生长和保留的结石材料的 CaOx 晶体聚集，进一步发展为具有临床意义的结石。后一个过程被尿液中存在的许多抑制剂和促进剂改变。结石的保留是解剖学和流体动力学因素的结果。
A hypothesis of calcium stone formation: an interpretation of stone research during the past decades.
Tiselius HG.
Urol Res. 2011 Aug;39(4):231-43. doi: 10.1007/s00240-010-0349-3. Epub 2011 Jan 19.
PMID: 21246193 Review.
40.磷酸钙在草酸钙晶体形成过程中的作用研究 磷酸钙 (CaP) 晶体添加到具有与集合管 (CD) 不同水平和不同 pH 值对应的组成的溶液中，在 pH 值 5.0、5.25 和 5.5 下迅速溶解。在较高的 pH 水平下仅观察到少量溶解或没有溶解。尽管有这种影响，但在 pH 值高达 6.1 时，CaP 晶体会诱导 CaOx 的成核或异质结晶，而 CaP 是在较高 pH 值下沉淀的结晶材料类型。因此，在向溶液中加入 CaP 晶体后 4 小时，在 pH 5.5 下记录到小晶体体积，在 pH 6.7 下记录到大体积。透析尿似乎可以抵消 CaP 的溶解并降低二次结晶的速度。CaP 诱导的 CaOx 结晶可通过溶液中 (14) C 标记的草酸盐的还原得到证实。在 CaP 存在下，CaOx 的成核或异质结晶所需的 AP(CaOx) 约为 1.5 x 10(-8) (mol/l)(2)。对于 CaP 上的 CaP 晶体形成，AP(CaP) ((a)Ca(2+) x (a)PO(4)(3-)) 约为 50 x 10(-14) (mol/l)(2 ) 似乎是必要的。在显微镜下发现形成的 CaOx 晶体与 CaP 晶体材料相关，并且最常见的是 CaOx 二水合物类型。包括用 CaP 过饱和（步骤 A）、用 CaOx 过饱和（步骤 B）和随后的酸化（步骤 C）在内的逐步结晶实验表明，当 CaP 晶体溶解时会形成 CaOx 晶体，从而作为钙的来源。随后形成的 CaOx 晶体很可能是由于钙浓度增加导致 CaOx 局部高度过饱和的结果。这些实验研究支持以下假设：CaOx 在较低肾单位水平或在肾盏尿中的结晶可能是由在 CD 以上肾单位水平形成的 CaP 的溶解诱导的，并且低 pH 值是 CaOx 沉淀的先决条件。因此，这些观察结果为磷酸钙在草酸钙结晶中的重要作用提供了额外的证据，这可能发生在 Randall 斑块的表面和管内的乳头状尖端。
Studies on the role of calcium phosphate in the process of calcium oxalate crystal formation.Tiselius HG, Lindbäck B, Fornander AM, Nilsson MA.Urol Res. 2009 Aug;37(4):181-92. doi: 10.1007/s00240-009-0191-7. Epub 2009 May 15.
PMID: 19444436