תגובות דיכוטומיות להיפוקסיה עוברית כרונית מובילות לפנוטיפ הזדקנות קבוע מראש Ⅱ
Nov 29, 2023
היפוקסי
כליות עובריות
הצג פרופיל ביטוי חלבון משוחרר כדי להבהיר את המסלולים המולקולריים העומדים בבסיס IUGR מונע היפוקסיה, כליות מבודדות טריות מעוברים היפוקסיים או נורמוקסיים E18.5 עברו פרופיל פרוטאום מלמטה למעלה באמצעות מערכת ננו-LC (Dionex UltiMate 3{{9 }}00 RSLC) בשילוב עם ספקטרומטר מסה מסלול ברזולוציה גבוהה (Thermo QExactive). ניתוח הרכיבים העיקרי הראה הבדלים בולטים בין הכליות ההיפוקסיות והנורמוקסיות (איור 2A). בסך הכל, זוהו 6307 חלבונים (FDR < 0.01, טבלה משלימה S2) מתוכם 436 בוטלו באופן משמעותי (FDR < 0.05); 284 עם שפע מוגבר ו-152 עם ירידה בשפע. צבירת הערות פונקציונלית באמצעות אונטולוגיה של גנים (18-20) גילתה העשרה של חלבונים ספציפיים של מיטוכונדריה, ליזוזומלית, RNA ו-DNA, כמו גם חלבונים המעורבים בתהליכים מטבוליים ספציפיים או בתגובות חיסוניות מולדות (איור 2, ב'-ד') . סיווגנו חלבונים אלה לגבי (1) יצירת נפרון, (2) הסתגלות מטבולית ו- (3) הזדקנות מואצת, כפי שהוצג ונדון בפסקאות הבאות.
קבל תמצית CISTANCHE אורגנית טבעית עם 25% אכינאקוסיד ו-9% אקטוזיד לזיהום בכליות
שכפול DNA מודחק וסינתזת חלבון תורמים להיווצרות מוגבלת של נפרונים חדשים בהיפוקסיה כרונית
תופעות לוואי במהלך התפתחות כגון היפוקסיה עוברית כרונית הוכחו לעתים קרובות קשורות למספר נפרונים מופחת (27, 29-32). עם זאת, לעתים נדירות ניתן היה להוכיח מנגנון בסיסי המסביר באופן משכנע את הממצא הזה. קיבוץ כל 64 החלבונים הבלתי מווסתים השייכים למונחי ה-GO "קושר DNA" ו"קושר RNA" (מפת חום מוצגת באיור משלים. S2) באמצעות מסד הנתונים של STRING (22) גילה מספר תת-רשתות כולל תיקון DNA, שכפול DNA, שחבור mRNA וחלבונים ריבוזומליים (איור 3A). רשימה מקיפה יותר של תהליכים או מסלולים מועשרים מוצגת באיור 3B (FDR < 0.05). מבין אלה "ריבוזום" ו"שכפול DNA" היו בין המונחים המובילים של חלבונים מודחקים, בעוד שחבור mRNA ו"פירוק RNA" היו בין המונחים המובילים של חלבונים המושרים. תהליכי תיקון DNA הראו דפוס ביטוי דו-צדדי. כאן, חלבונים המעורבים בכריתת נוקלאוטידים או תיקון חוסר התאמה הודחקו, אך אלו המתווכים "תיקון כריתת בסיס" הוגרמו. יתר על כן, רמת השפע של מעכב מחזור התא p27Kip1 גדלה פי שניים (איור 3C) וזו של סמן התפשטות Ki67 ירדה פי 3.4-(איור 3D), מה שמצביע ביחד על האטה של התא תהליך החלוקה. בפרט, רמת ביטוי ה-mRNA של Mki67, הגן המקודד ל-Ki67, הודחקה באופן משמעותי בתאים צינוריים פרוקסימליים ראשוניים של עכברים שהתרביתו בתנאים היפוקסיים (איור 3E). דיכוי זה היה בתיווך באמצעות היפר-מתילציה של אזור מקדם Mki67 בכליות עובריות היפוקסיות (איור 3F). לפיכך, בכליות היפוקסיות של העובר, נראה כי סינתזת ה-DNA, תרגום ה-mRNA ורוב תהליכי תיקון ה-DNA נדחו, מה שמפחית את יכולת התאים לגדול ולהתרבות. במצטבר כאן, בפעם הראשונה, נתוני פרופיל פרוטאום מספקים ראיות מולקולריות שיכולות להסביר את ההיווצרות המופחתת של נפרונים.
מערכת החיסון המולדת ולחץ חמצוני מופעלים במצבי היפוקסיה כרוניים
אחד המונחים המועשרים ביותר שהופיעו בניתוח ההערות הפונקציונליות של כל 436 החלבונים והעליון ביותר עבור חלבונים המושרים היה "דה גרנולציה של נויטרופילים" (איור 2, B ו-C), המצביע על הפעלה מתמשכת של מערכת החיסון המולדת ב-כליות עובריות היפוקסיות. מתוך 34 החלבונים הקשורים, 29 הושרה וחמישה הודחקו (ורוד באיור 4A). בין החלבונים המושרה היו אנזימים רבים הקשורים לגליקוליטי וליזוזום, כמה מבני משפחת חלבון S100A, הגורם המעכב נדידה של ציטוקינים מקרופאגים דלקתיים (MIF), וכן חלבוני הגרגיר הראשוני והמשני נויטרופילי (NGP), myeloperoxidase (MPO) , Cathelicidin (CAMP), חלבון זיהוי פפטידוגליקן 1 (PGLYRP1), ולקטופרין (LTF). כדי לאמת את הפלישה הצפויה של נויטרופילים בכליות עובריות היפוקסיות וכדי לחשוף את מיקומן בתוך הרקמה, נצבעו קטעי כליה ל-MPO. תאים חיוביים ל-MPO יצרו צבירים באזור הנפרוגני של קליפת הכליה, בקרבת כלי דם, בסמוך לאבובית הפרוקסימלית, ולעתים ניתן למצוא אותם באזורים מדולריים של דגימות היפוקסיות (איור 4D ואיור משלים. S3, A -ג). לעומת זאת, כליות עובריות נורמוקסיות לא הראו חדירות או הצטברות של נויטרופילים (איור 4C). הוכח כי Caveolin-1 (CAV1) משפר את ההגירה הטרנס-תאית של תאי חיסון (33). בהתאם לכך, CAV1 הושרה בכליות עובריות היפוקסיות (איור משלים. S3D), המראה צביעה משופרת של כלי דם כלייתיים כולל אלו שחוצים את האזור הקורטיקלי של הכליה העוברית (איור 4, E ו-F). דה גרנולציה של נויטרופילים מייצרת פרץ מקומי של מיני חמצן תגובתי המוביל לעקה חמצונית מוגברת ולנזק לרקמות כולל חמצון DNA. סמן חשוב של חמצון DNA הוא 8-hydroxy-2′ -deoxyguanosine (8-OHdG), אשר היה משופר בצינוריות הפרוקסימליות ובאזור הנפרוגני של כליות עובריות היפוקסיות (איור 4, G ו-H), בקרבת התקבצות נויטרופילים. עלייה זו ב-8-OHdG DNA פגום התרחשה למרות אינדוקציה בו-זמנית של MGMT ו- OGG1 (איור 4, I ו-J), שני אנזימים האחראים להסרה של 8-OHdG. תוצאות אלו מדגימות הפעלה מתמשכת של מערכת החיסון המולדת בכליה המתפתחת, הגורמת לנזק רב עוד יותר לרקמות בנוסף ללחץ ההיפוקסי. יחד עם התיקון הבלתי יעיל של נגעי הרקמה הללו, עלול להיווצר מעגל קסמים שפוגע עוד יותר בנפרוגנזה.
תאנה. 2. פרופיל פרוטאומי חושף שינויים מרובים הקשורים להיפוקסיה. ניתוח מרכיב עיקרי של הנתונים הפרוטאומיים הראה הפרדה ברורה בין כליות עובריות נורמוקסיות וכליות היפוקסיות. B-D, צבירת ביאור פונקציונלי של כל החלבונים שהוסרו באופן משמעותי (B), חלבונים המושרים (C) וחלבונים מופחתים (D) החלק המשתנה באופן משמעותי של מסלול (ציר x) מתווה כנגד המשמעות של העשרה (y- צִיר). הגודל של כל נקודה מקודד את המספר הכולל של איברים בנתיב זה. חלבונים המושרים הראו העשרה של תהליכים מטבוליים (גליקוליזה), חלבונים מיטוכונדריאליים או ליזוזומליים וחלבונים המעורבים בתגובת מערכת החיסון (דה גרנולציה של נויטרופילים), בעוד שחלבונים מופחתים מועשרים למסלולי קשירת DNA ו-RNA (מרכיב מבני של הריבוזום).
(PGLYRP1), ולקטופרין (LTF). כדי לאמת את הפלישה הצפויה של נויטרופילים בכליות עובריות היפוקסיות וכדי לחשוף את מיקומן בתוך הרקמה, נצבעו קטעי כליה ל-MPO. תאים חיוביים ל-MPO יצרו צבירים באזור הנפרוגני של קליפת הכליה, בקרבת כלי דם, בסמוך לאבובית הפרוקסימלית, ולעתים ניתן למצוא אותם באזורים מדולריים של דגימות היפוקסיות (איור 4D ואיור משלים. S3, A -ג). לעומת זאת, כליות עובריות נורמוקסיות לא הראו חדירות או הצטברות של נויטרופילים (איור 4C). הוכח כי Caveolin-1 (CAV1) משפר את ההגירה הטרנס-תאית של תאי חיסון (33). בהתאם לכך, CAV1 הושרה בכליות עובריות היפוקסיות (איור משלים. S3D), המראה צביעה משופרת של כלי דם כלייתיים כולל אלו שחוצים את האזור הקורטיקלי של הכליה העוברית (איור 4, E ו-F). דה גרנולציה של נויטרופילים מייצרת פרץ מקומי של מיני חמצן תגובתי המוביל לעקה חמצונית מוגברת ולנזק לרקמות כולל חמצון DNA. סמן חשוב של חמצון DNA הוא 8-hydroxy-2′ -deoxyguanosine (8-OHdG), אשר היה משופר בצינוריות הפרוקסימליות ובאזור הנפרוגני של כליות עובריות היפוקסיות (איור 4, G ו-H), בקרבת התקבצות נויטרופילים. עלייה זו ב-8- OHdG DNA פגום התרחשה למרות אינדוקציה בו-זמנית של MGMT ו- OGG1 (איור 4, I ו-J), שני אנזימים האחראים להסרה של 8-OHdG. תוצאות אלו מדגימות הפעלה מתמשכת של מערכת החיסון המולדת בכליה המתפתחת, הגורמת לנזק רב עוד יותר לרקמות בנוסף ללחץ ההיפוקסי. יחד עם התיקון הבלתי יעיל של נגעי הרקמה הללו, עלול להיווצר מעגל קסמים שפוגע עוד יותר בנפרוגנזה.
התאמות מטבוליות להיפוקסיה גורמות לגליקוליזה בולטת בכליה העוברית
היפוקסיה כרונית היא מצב חמור שאליו התאים צריכים להסתגל באמצעות שינויים מטבוליים על מנת לשרוד. בראש ובראשונה שמירה על ייצור ATP תאי שבהיעדר חמצון מספק דורש מעבר מזרחון חמצוני לגליקוליזה. מכל המונחים הנובעים מהביאור הפונקציונלי, "תהליך גליקוליטי" היה המשמעותי ביותר (איור 2B). כל עשרת האנזימים (אדום ①–⑩ באיור. 5A) הדרושים להמרה של גלוקוז לפירובט הושררו בכליות היפוקסיות עובריותבהשוואה לבקרות נורמוקסיות (מפת חום מוצגת באיור 5C). יתר על כן, הביטויים של טרנספורטר גלוקוז 1 (SLC2A1, כתום באיור 4A) ו-lactate dehydrogenase A (LDHA, אדום כהה באיור 5A) שופרו אף הם, מה שאמור להקל על ספיגה מוגברת של גלוקוז לתוך התא והפחתה מוגברת של פירובט ללקטט, בהתאמה. נראה היה שהשימוש האלטרנטיבי של פירובט במחזור חומצת לימון נפגע (1) על ידי ביטוי משופר של פירובט דהידרוגנאז קינאז 1 (PDK1, אדום כהה באיור 5A), אשר משבית את קומפלקס פירובאט דהידרוגנאז במיטוכונדריה ובכך את חמצון הפירובאט. לאצטיל-CoA; וכן (2) על ידי רמות מופחתות של פירובאט קרבוקסילאז (PC), המזרז את ההמרה של פירובאט לאוקסלואצטט. מצד שני, פרוקטוז-1,6-ביספוספטאז 1 (FBP1, כחול באיור 5A) הופחת, מה שהגדיל עוד יותר את השטף הפוטנציאלי של גלוקוז לכיוון פירובט. כל השינויים האנזימטיים הללו מעדיפים את ייצור הלקטט, ואכן, ריכוז הלקטט גדל בכליות העובר היפוקסיות (איור 5B). ייצור לקטט משופר עלול להוביל להחמצה לא חיובית. עם זאת, מצאנו בין החלבונים המועשרים את הטרנספורטרים המונוקרבוקסיליטים SLC16A3 ו-SLC5A8 (כתום באיור 5A), הידועים כמפרישים לקטט לחלל החוץ-תאי כדי להימנע מהשפעות רעילות של החמצה ציטופלזמית. לפיכך, המודל שלנו מדגים את היכולת המדהימה של כליות העובר להסתגל להיפוקסיה כרונית על ידי הגברת הפעילות הגליקוליטית,
תאנה. 3. היווצרות נפרונים חדשים בהיפוקסיה קשורה לשכפול DNA מודחק ולסינתזת חלבון. א, רשת אינטראקציה חלבונית של חלבונים קושרים ל-DNA ו-RNA שהשתנו באופן משמעותי, שמקורם במסד הנתונים של STRING מציגה מספר צבירי חלבונים: חלבונים ריבוזומליים (כחול), חלבונים המעורבים בשכפול DNA (ירוק), תיקון DNA (סגול) וחבור mRNA ( אָדוֹם). סמן התפשטות Ki67 (Mki67) מסומן בשחור, ומדגיש את הקשר ההדוק שלו לתיקון DNA ושכפול DNA. ב, מבחר מסלולים של חלבונים קושרים ל-DNA ו-RNA שהשתנו באופן משמעותי ממאגרי מידע של KEGG ו-Reactome שהציגו את השינויים הבולטים ביותר ב-כליות היפוקסיות, מתואר בסדר יורד של משמעות. תהליכי שחבור RNA ופירוק RNA הועשרו (אדום), בעוד תרגום RNA, שכפול DNA ומסלולי תיקון הודחקו (כחול). רק תהליכים עם FDR<0.05 are shown. C and D, the cell cycle inhibitor p27Kip1 was enhanced (unpaired two-tailed t test, Welch's correction, p = 0.0095), whereas the expression of the proliferation marker Ki67 was reduced (unpaired two-tailed t test, Welch's correction, p = 0.0078) in hypoxic fetal kidneys. E, hypoxia reduced the mRNA expression level of Mki67 in mouse primary proximal tubular cells (unpaired two-tailed t test, p < 0.0001). F, this reduction was mediated by hypermethylation of the Mki67 promoter in hypoxic fetal kidneys. Open circle unmethylated, black circle methylated (Fisher's exact test, p = 0.0016; Mann–Whitney U-test, p = 0.0431)
תאנה. 4. חלבונים המעורבים בתגובה דלקתית ובלחץ חמצוני מועשרים בנפרונים חדשים שנוצרים תחת היפוקסיה. א, תיאור של כל 34 החלבונים שהשתנו באופן משמעותי עבור ההערה המכונה דה-גרנולציה נויטרופילים (עיגולים ורודים) בין כל החלבונים המשמעותיים (עיגולים אפורים גדולים יותר) ולא משמעותיים (עיגולים אפורים קטנים יותר) של מערך הנתונים שלנו. ל-29 הייתה רמת שפע גבוהה יותר, בעוד שחמישה צומצמו. B, מפת חום המציגה את כל החלבונים הוורודים ב-(A) ואת השראתם או ההדחקה שלהם בהיפוקסיה, המתוארת בסדר יורד של שפע החלבון. C-H, תמונות אימונוהיסטוכימיות מייצגות של E18.5 normoxic אוכליות היפוקסיותמראה חדירת נויטרופילים ולחץ חמצוני. C ו-D, אימונוהיסטוכימיה עבור סמן נויטרופילים myeloperoxidase (MPO) גילה התקבצות של תאים אלה בקרבת נפרונים חדשים שנוצרו (כוכבית) ובסמוך לכלי דם כליות (ראש חץ) של כליות עובריות היפוקסיות (D). בבקרות נורמוקסיות (C), תאים חיוביים ל-MPO היו נוכחים לעתים רחוקות. (פסי קנה מידה 100 מיקרומטר). E ו-F, אימונוהיסטוכימיה המתארת ביטוי משופר של caveolin-1 (CAV1) בכלי דם כליות של כליות עובריות היפוקסיות (F) בהשוואה לבקרות (E) (סולם בקנה מידה 200 מיקרומטר). G ו-H, 8-hydroxy-2′ -deoxyguanosine (8-OHdG), סמן לנזק ל-DNA חמצוני, הוגבר באופן בולט בנפרונים החדשים (כוכבית) בקליפת הכליה וב תאים של הצינוריות הפרוקסימליות (חץ) של כליות היפוקסיות (H), בעוד שרק מעט תאים נצבעו ברקמה נורמוקסית (G) (סולם בקנה מידה 200 מיקרומטר). I ו-J, עלייה זו בנזק ל-DNA התרחשה למרות עלייה בו-זמנית ב-O-6-methylguanine-DNA methyltransferase (MGMT; מבחן t דו-זנב בלתי מזווג, p=0.0002) (I) ו-{{ 15}} oxo guanine glycosylase (OGG1; unpaired two-tailed t-test, p=0.0063) (J), שני אנזימים המעורבים בתיקון של DNA מחומצן.
מה שמבטיח ייצור מספיק והישרדות של ATP במצב שלילי זה.
היפוקסיה עוברית מקדמת יבוא מיטוכונדריאלי מפצה והרכבת שרשרת נשימה
מלבד גליקוליזה משופרת, מצאנו שינויים מרובים ברמות שפע החלבון המיטוכונדריאלי (מפת חום מוצגת באיור משלים. S4). יצירת רשתות חלבון באמצעות STRING חשף מספר אשכולות הכוללים חלבונים המעורבים בטרנסלוקציה של חלבונים ל-mitochon.dria, זרחון חמצוני וחלבונים ריבוזומים מיטוכונדריאליים (איור 5, D ו-E). יש לציין, מושרה חלבונים מרובים הקשורים לממברנה המיטוכונדריאלית הפנימית, האתר שבו מתרחשת זרחון חמצוני (OXPHOS). OXPHOS מקיף חמישה קומפלקסים מולטי חלבונים המסודרים לאורך הממברנה המיטוכונדריאלית הפנימית. בין החלבונים המושרים היו רכיבים של קומפלקסים OXPHOS(NDUSF6), III(UQCR10), IV (COX6B1, COXC ו-COX7A2), ו-V (ATP5J, MTATP8), אך גם UQCC3 ו-SCO2, הנדרשים להרכבה ותפקוד נכונים. של קומפלקס ו-IV, בהתאמה (איור 5D ואיור משלים. S4). SDHC ו-SDHD, תת-יחידות של קומפלקס ll, הוגדרו גם הם (1.6- ו-2.5-פיפול, בהתאמה), אך לא הגיעו למובהקות סטטיסטית. יתרה מכך, לא רק מרכיבי שרשרת הנשימה הועשרו בעוברכליות היפוקסיות, אלא גם שפע של חלבונים המתווכים את ייבואם למיטוכונדריה. זה כלל חברים בטרנסלוקאז הממברנה החיצונית (TOM - TOMM22), וקומפלקס טרנסלוקאז הממברנה הפנימי TIM22 (TIMM22, TIMM9 ו-TIMM10וקומפלקס TIMM8-TIMM13- המשויך (איור 5D ואיור משלים בין 21 חלבוני המיטוכונדריה עם שפע מופחת היו ארבעה חלבונים ריבוזומים מיטוכונדריאליים, כמו גם חלבונים המעורבים בקטבוליזם של חומצות אמינו, ביוסינתזה של ויטמינים או חמצון חומצת שומן בטא (איור 5, D ו-E, ואיור משלים. S4) ממצאים אלה מצביעים על הפרעה פוטנציאלית של המיטוכונדריה ועל מאמצים לכאורה לחדש חלבונים פגומים (34), למרות הגליקוליזה המוגברת וסינתזת חלבון מופחתת באופן כללי.
ביוגנזה ליזוזומלית ואוטופגיה משופרים בכליות עובריות היפוקסיותהליזוזום היה האברון השני שנראה כמועשר בתנאים היפוקסיים. עם זאת, בהשוואה למיטוכונדריה, שבה 36% מהחלבונים הצטמצמו, כמעט כל החלבונים הקשורים לליזוזום היו מווסתים (איור 6, A ו-B). ביניהם היו תשעה הידרולאזות חומצה ליזוזומליות, המייצגות כמעט 20% מההידרולאזות החומצות הליזוזומליות המובאות במסלול KEGG לליזוזומים: ארבעה התגרות פרו (CTSA, CTSF, CTSZ, TPP1), שלושה גליקוזידאזות (GAA, NAGA, NEU1), הליזוזומלית. חומצה פוספטאז 2 (ACP2), והחומצה הליזוזומלית ליפאז A (LIPA). יתר על כן, מצאנו עדויות לביוגנזה מוגברת של ליזוזומים ואברונים קשורים. שלושה מתוך שמונת רכיבי ה-BLOC1 (ביוגנזה של קומפלקס אברונים הקשורים לליזוזום 1) נגרו באופן משמעותי (איור 6, C-E), כמו גם טרנספורטר חילופי H/Cl 5 (CLCN5), שהוא שחקן מכריע ב- החמצה של אנדוזומים (איור 6F). יש לציין, Snapin (יחידת משנה BLOC1 7) ממלאת גם תפקיד בהחמצה ליזוזומלית ובהבשלה ותפקוד האוטופגוזומים. חלבונים המושרים אחרים הידועים כממלאים תפקיד באוטופגיה היו Atg7 ו-Bnip3 (איור 6, G ו-H). דרישה נוספת לשטף אוטופגי היא צבירת ליזוזומים פרי-גרעינית, המתווכת על ידי קומפלקס ה-Lysosomal Ragulator (35, 36) ושתי משפחות חלבון מוטורי מנוגדות. באופן מרשים, ארבעה מתוך חמשת החברים של תת-יחידות הפיגומים של הרגולטור (LAMTOR1, 2, 3 ו-5) הושרה באופן משמעותי (איור 6, A ו-B); LAMTOR4 הושרה גם פי 1.81-אבל לא הגיעה למובהקות סטטיסטית. יתר על כן, קינסינים, המתווכים את התנועה החיצונית של האברונים, הראו נטייה להדחקה, בעוד שבני משפחת דיניין המקלים על התנועה פנימה הושררו, אם כי לא מובהקים סטטיסטית (איור משלים. S5). ביחד ממצאים אלה מספקים ראיות חזקות לכך שתפקוד משק הבית של ליזוזומים משתפרכליות היפוקסיות עובריות, תואם לחלוטין את הצורך הצפוי לחדש מיטוכונדריה פגומה.
מוקדם מדי
ההזדקנות מדגימה את ההיבטים של הסתגלות היפוקסית מול ג'נוס בניגוד למנגנוני התיקון וההצערה המפצים, מצאנו 15 מהחלבונים הבלתי מווסתים השייכים למונח ה-GO "הזדקנות" (איור 7A), המייצגים את הקטגוריה השלישית של התאמות היפוקסיות: הזדקנות מואצת. . בעוד שרוב החלבונים הללו ממלאים תפקיד באחד התהליכים שתוארו לעיל דה-גרנולציה של נויטרופילים וליזו סומים (MIF, MPO, PSEN1), מיטוכונדריה (NDUFS6, FADS1, MTCO1, CYP27B1), גליקוליזה (ALDOC) ותיקון DNA (OGG1) ; חלקם תוארו כמשפיעים ישירות על תוחלת החיים של עכברים. בפרט, שפע החלבון של קלוטו וסירטואין 6 ירד ב-E18.5 היפוקסיכליות העובר(איור 7, B ו-C). Sirtuin 6 הוא אנזים המבוטא בכל מקום עם פעילות חלבון דאצטילאז ופעילות מונו-ADP ribosyl transferase המעורבים בוויסות של מספר תפקודים תאיים, כולל דלקת, גליקוליזה ותיקון DNA. הנוקאאוט שלו מוביל לפרוגריה חמורה בעכברים עם תוחלת חיים מופחתת של 1 עד 3 חודשים (37, 38). הכליה היא האתר העיקרי של סינתזת קלוטו (כלומר, צינורית מפותלת דיסטלי - DCT תורם את רוב החלבון עם סינתזה נוספת בצינוריות המפותלים הפרוקסימליים), שם היא פועלת באופן מקומי כ-Beta-glucuronidase הקשור לממברנה. נראה שהשפע המופחת של קלוטו הוא תהליך ספציפי מכיוון שחלבונים אחרים של ה-DCT כולל CALB1 לא שונו. Klotho מופרש גם למחזור הדם או על ידי ביקוע של החלק החוץ תאי של הצורה הקשורה לממברנה או על ידי תרגום של וריאנט שחבור חלופי. רמת הקלותו במחזור הדם (sKL) יורדת עם הגיל (39, 40), מה שגרם לנו להעריך את הריכוז שלו ושל sirtuin 6 בדם תא המטען של עוברים היפוקסיים או נורמוקסיים מסוג E18.5. ואכן, הריכוזים של sKL ו-sirtuin 6 הופחתו באופן משמעותי בעוברים היפוקסיים מסוג E18.5 (איור 7, D ו-E). יתרה מכך, וחשוב מכך, רמות הסרום של klotho ו-sirtuin 6 עדיין היו מופחתות באופן משמעותי בעכברים מבוגרים (איור 7, F ו-G), מה שמצביע על הפחתה קבועה של שני חלבונים אלו לאורך החיים. עבור Klotho, נראה שהדבר נובע מרמות מופחתות משמעותית של ביטוי mRNA בכליות של 15-צאצאים היפוקסיים בני חודש (איור 7H). עם זאת, רמות ביטוי mRNA בכליות של sirtuin 6 לא השתנו בין עכברים נורמוקסיים ועכברים היפוקסיים בגיל (איור 7I). יתר על כן, שינויים במתילציה של DNA הוכחו כאחד המנגנונים החשובים ביותר לא רק לחידוש תאי אבות נפרון והתמיינות (41), אלא גם לביטוי קלוטו (42, 43). עם זאת, בניגוד להיפר-מתילציה של Mki67 (איור 3F), מקדם הקלותו היה hypomethylated במהלך היפוקסיה כרונית (איור משלים. S6). לא ניתן היה לקבוע את דפוס המתילציה של Sirt6. למיטב ידיעתנו, מודל ה-IUGR שלנו הוא הראשון לשרטט מנגנון המוביל לפנוטיפ הזדקנות מוקדמת, באמצעות סינרגיה של נזק דלקתי, תיקון לא יעיל, חילוף חומרים שונה ושפע מופחת של חלבונים אנטי-אייג'ינג המתרחשים כבר בלידה.
הפחתת חלבונים אנטי-אייג'ינג בתגובה להיפוקסיה כרונית נשמרת בין עכברים לגברים בסט אחרון של ניסויים, שאלנו האם יחסי הגומלין בין היפוקסיה כרונית לרמות מופחתות של חלבונים אנטי-אייג'ינג בנסיוב הוא תופעה שנשמרה מבחינה אבולוציונית. לשם כך, דגימות נסיוב ממחקר מבוקר (10) של תשעה מתנדבים בריאים (שמונה גברים, נקבה אחת) נאספו שבועיים לפני כן (גובה פני הים, SL), בשלוש נקודות זמן במהלך 28-יום ללא הפרעה שהות בגובה 3454 מ' (גובה רב, HA3, HA9, HA28), ו-1, 7 ו-14 ימים לאחר חזרתם ל-SL (RSL1, RSL7, RSL14) נותחו עבור sKL ו-SIRT6 (איור 8). הדגימות שהתקבלו ב-SL שימשו כבקרות עבור כל משתתף. רמות הסרום sKL ו-SIRT6 ירדו בגובה רב ושניהם הגיעו לרלוונטיות סטטיסטית ב-H28. עם החזרה לגובה פני הים, sKL עלה לרמות גבוהות יותר מאשר לפני השהייה בגובה רב ב-RSL7 וחזר לשגרה ב-RSL14 (איור 8A). מצד שני, SIRT6 המשיך לרדת עם החזרה לגובה פני הים ורק התחיל לעלות שוב ב-RSL14 (איור 8B), מה שמרמז על ויסות דיפרנציאלי של שני חלבוני אנטי-אייג'ינג אלו. לסיכום, ממצאים אלו מצביעים על כך שרמות מופחתות של קלוטו וסירטואין 6 עשויות לדרוש בדרך כלל חשיפה למצבים היפוקסיים כרוניים ולכן עשויה לייצג תהליך אבולוציוני שנשמר מאוד.
השירות התומך של Wecistanche - יצואנית ה-cistanche הגדולה בסין:
דוא"ל:wallence.suen@wecistanche.com
ווטסאפ/טלפון:+86 15292862950
קנה לפרטי מפרטים נוספים:
https://www.xjcistanche.com/cistanche-shop
