Hem מצטבר בכליה ומחמיר פגיעה חריפה בכליות על ידי גרימת שקיעת המוגלובין ורעילות ברזל צינורית פרוקסימלית

המאמר שאנו לומדים היום הוא מאמר שפורסם ב- Kidney International על ידי הצוות של פרופסור Xiaoming Fan מבית הספר לרפואה של אוניברסיטת טורונטו ביולי 2022: Hemopexin Accumulates in Kidneys and Worsens Acute Kidney Injuriation by Causing Deposition and Exacerbation of Iron Toxicity ב-Proximal Tubules

לחץ ל-cistanche herba למחלת כליות

בפגיעה כלייתית חריפה, (AKI) הקשורה להמוליזה, שטפי דם ועירוי דם, קיים לעתים קרובות המוגלובין חופשי או heme, ולברזל עם פעילות קטליטית עשויות להיות השפעות רעילות פוטנציאליות. ניתן לנקות heme חופשי על ידי hemopexin (Hpx), אך תפקידו ב-AKI נותר שנוי במחלוקת.

החוקרים השתמשו במודל AKI המושרה על ידי ציספלטין ובעכברי Hpx נוק-אאוט (KO) כדי לחקור את תפקידו של Hpx ב-AKI ולקבוע עוד יותר את לוקליזציית הרקמות והמשמעות התפקודית של שקיעת Hpx בכליה לאחר AKI.

איור 1

     To study the renal accumulation of Hpx in AKI, the researchers first induced AKI in Hpx WT and KO mice with cisplatin and evaluated the accumulation of Hpx in the kidney. After cisplatin-induced AKI, renal Hpx protein in Hpx WT mice increased by an average of 2.5-fold (Fig. 1A–B). In contrast, Hpx KO mice did not express Hpx either at baseline or after cisplatin induction. On this basis, the researchers further detected Hpx in plasma and its mRNA expression in the liver and kidney and found that plasma Hpx increased significantly after cisplatin-induced AKI (Fig. 1C). Furthermore, after cisplatin-induced AKI, the expression of Hpx mRNA was increased >2000-קיפול בכבד אך לא השתנה באופן משמעותי בכליות (איור 1D).

איור 2

תמונה 3

הערכנו את התפקיד התפקודי של Hpx ב-AKI ומצאנו של-Hpx WT היו ציונים ממוצעים של פגיעה בכליות גבוהים יותר מאשר Hpx KO במודל AKI המושרה על ידי ציספלטין (איור 2A-B). לאחר מכן, החוקרים העריכו קריאטינין בפלזמה ומצאו שקריאטינין בפלזמה היה מוגבר בעכברים לאחר AKI המושרה על ידי ציספלטין (איור 2C). המדידה של חנקן אוריאה בפלזמה ב-WT וב-KO לאחר טיפול ב-cisplatin אישרה שעכברי WT לאחר פגיעה בכליות הנגרמת על-ידי ציספלטין (איור 2D). בנוסף, מצאנו ש-AKI גרמה לביטוי של Kim-1 ו-HO-1, אך הביטוי הוחלש ב-Hpx KO (איור 3B-C), מה שמספק ראיות נוספות להחלשה של פגיעה בכליות בעכברי Hpx KO.

איור 4

החוקרים צבעו את הכליות עבור המוגלובין (Hb) ואת סמן תאי האבובות הפרוקסימלי Megalin ומצאו כי Hb הופקד בצינוריות הפרוקסימליות במודל AKI זה (איור 4A-B). עם זאת, בעכברי Hpx KO, אזור ההתיישבות החיובית היה נמוך משמעותית מאשר בעכברי WT AKI, מה שמצביע על כך שמשקיעת Hb כלייתית בעכברי AKI המושרה על ידי ציספלטין תלויה ב-Hpx. לאחר מכן, מדדנו Hb ללא תאי פלזמה ומצאנו שרמות Hb חופשיות בסלולר בפלזמה עלו בעכברי WT ו-KO ב-AKI המושרה על ידי ציספלטין (איור 4C).

לא היה הבדל מובהק ברמות ביטוי Hb RNA בכליות בין שתי הקבוצות, מה שמצביע על כך ששקע Hb בכליות מגיע ממחזור מערכתי ולא ייצור אנדוגני. הרמות של 4-HNE (סמן נפוץ של חמצון שומנים ופרופטוזיס ברקמת הכליה לאחר AKI המושרה על ידי ציספלטין) היו גבוהות משמעותית בעכברי WT מאשר בעכברי KO (איור 4D, E). התוצאות לעיל מצביעות על כך שהמוגלובין מצטבר באבוביות הפרוקסימליות של הכליה באופן תלוי-Hpx לאחר AKI המושרה על ידי ציספלטין.

איור 5

איור 6

באמצעות תאי קו התא הפרוקסימלי של הצינורית HK-2, מחקרים נוספים על האינטראקציה של Hb ו-Hpx במבחנה גילו כי Hb ו-Hpx התמקמו יחד והופיעו על קרום התא (איור 5A). יתר על כן, השילוב של Hb ו-Hpx הביא ליותר שיקוע של Hb על תאי HK-2 (איור 5B). והשילוב של Hb ו-Hpx יכול להוביל להגזמה של מיני חמצן תגובתיים הנגרמות על ידי Hb (ROS) (איור 6A). חשוב לציין, ל-Hpx לבדו לא היו השפעות מזיקות. 24 שעות לאחר הטיפול ב-Hb ו-Hb בשילוב עם Hpx, התאים הראו אפופטוזיס ברורים (איור 6B) ונמק (איור 6C), במיוחד ב-Hb בשילוב עם קבוצת Hpx. תצפית על התאים המטופלים תחת מיקרוסקופ פלואורסצנטי הראתה שהתאים בקבוצת Hb פלוס Hpx היו נמקיים (איור 6D). לאחר מכן, החוקרים השתמשו בתאי אפיתל צינורי פרוקסימלי של כליה אנושיים ראשוניים בתרבית RPTEC כדי להדגים את ההשפעה של Hpx על פגיעה בתאים הנגרמת על ידי hb, והתוצאות הראו שהשילוב של Hpx ו-Hb העלה משמעותית את RPTEC המושרה על ידי Hb לאחר 24 שעות של טיפול ROS , אפופטוזיס ונמק (איור 6E-G).

איור 7

ברזל פעיל הוא מתווך מרכזי של רעילות הנגרמת על ידי Hb. בתאי HK-2 שטופלו ב-Hb ו-Hpx, הדגמנו שניתן לעכב ROS המושרה על ידי Hb פלוס Hpx על ידי chelator הברזל DFO ומעכב הפררופטוזיס Fer-1 (איור 7A). הערכה נוספת של ההשפעה המגנה של DFO על AKI המושרה על ידי ציספלטין בעכברי WT ו-KO מצאה ש-DFO החליש את הפגיעה הכלייתית בעכברי Hpx WT לאחר AKI המושרה על ידי ציספלטין. עם זאת, בהשוואה ל-Hpx WT, הנזק לכליות הופחת בעכברי Hpx KO, בעוד שהאפקט המגן של DFO אבדה בעכברי Hpx KO (איור 7B-C). ניסויים אלו מצביעים על כך ש-DFO מגן מפני פגיעה בתיווך Hpx ב-AKI ושהצטברות כלייתית של Hpx היא מקור לברזל תגובתי ב-AKI.

לסיכום, הצטברות המופקסין בכליה במודלים של AKI מחמירה את הפגיעה הכלייתית, ועיכוב הצטברות המופקסין הכלייתית או הכוונה לפרופפטוזיס עשויים להועיל ל-AKI.