ניהול אבן כליות בשלב מוקדם: איתות TGF- 1

למידע נוסף:ali.ma@wecistanche.om

חלק Ⅱ: היפוך פוספטידילסרין מווסת על ידי סקרמבלאז של פוספוליפיד המופעל על ידי איתות TGF- 1/Smad בשלב מוקדם של היווצרות אבנים בכליות

Xiu Guo Gan1 · Hai Tao Xu1 · Zhi Hao Wang

תַקצִיר

המנגנון העומד בבסיס הסחף של פוספטידילסרין בתאי צינורית הכליה בעקבות נזק מתיווך סידן אוקסלט נותר לא ברור; לכן, חקרנו את ההשפעות שלTGF- 1איתות /Smad על היפוך פוספטידילסרין בממברנת תאי הכליה במהלך השלב המוקדם שלאבן כליותהתפתחות. במודל חולדה של השלב המוקדם של היווצרות אבן סידן אוקסלט, זוהתה היפוך של פוספטידילסרין על קרום התא הצינורי של הכליה על ידי ציטומטריית זרימה, וביטוי שלTGF- 1(גורם גדילה משתנה- 1), Smad7 ו- phospholipid scramblase בממברנת תא הצינורי הכלייתי נמדדו על ידי Western blotting. ראינו כי הTGF- 1מסלול איתות /Smad הגביר את סחיטה של ​​phosphatidylserine ברמת האורגניזם. התוצאות של מחקרים חוץ גופיים הוכיחו שחשיפה לאוקסלט לתאי אבובת הכליה גרמה לביטוי TGF-1, הגברת פעילות סקרמבלאז של פוספוליפידים ו-phosphatidylserine eversion בממברנת תאי הכליה. תוצאות אלו מצביעות על כךTGF- 1מגרה היפוך פוספטידילסרין על ידי הגברת פעילות הפוספוליפיד סקרמבלאז בממברנת תאי הכליה במהלך השלב המוקדם שלאבן כליותהתפתחות. תוצאות מחקר זה מהוות בסיס למחקר מפורט נוסף על פיתוח תרופות טיפוליות המטפלות באופן ספציפי באורוליתיאזיס ומפעילות פחות תופעות לוואי.

מילות מפתח:סקרמבלאז של פוספוליפיד. פוספטידילסרין.אבן כליות.TGF- 1

לחץ כאן לחלק Ⅰ

לחץ ל- Cistanche deserticola ma למחלת כליות

דִיוּן

עד כה, מחקרים בבעלי חיים לא התמקדו בתפקיד של PS באבן כליותהיווצרות ולא התייחסו לשאלה האם הממצאים של מחקרים חוץ גופיים מתורגמים לאלו בבעלי חיים. כדי להשיג תוצאות אמינות יותר, עדיפים מחקרים המשתמשים במודלים במבחנה. במודל החולדות שלנו של אבני CaOx בשלב מוקדם, הTGF- 1רמה ושיעור PS-eversion ב-אבן כליותהקבוצה גדלה, מה שעולה בקנה אחד עם התוצאות שהושגו ברמה התאית, המראה כי עם ריכוז חומצה אוקסלית מוגברת, עלייה נלווית ב-PS eversion של ממברנת התא מאפשרת לקריסטלים להיצמד לממברנת התא [28]. לפיכך, אישרנו שהמחקרים הציטולוגיים לעיל מתאימים לבחינת מודל החולדות. מצאנו שהאוקסלט עצמו מזיק לתאים ושהוא עשוי לשמש כגורם ראשוני להעלאת ויסותTGF- 1. יתר על כן, הTGF- 1רמה והחצנה של PS עוכבו באופן משמעותי על ידי SB431542, מה שמרמז על כך שהTGF- 1מסלול איתות /Smad מקל על החצנה מוגברת של PS ברמת האורגניזם. הפעלה מתקדמת של NAD(P)H אוקסידאז בתאי צינורי כליה באמצעות אינדוקציה שלTGF- 1, הוא מנגנון מולקולרי פוטנציאלי שלTGF- 1ייצור ROS המושרה באיתות /Smad [7], בעוד שהצטברות בתיווך ROS של MRP-1 או BCRP ממלאת תפקיד מפתח בהחצנה של PS המושרה על ידי אוקסלט בממברנת תאי האפיתל הכלייתי [23]. לכן, אנו מסיקים כי המנגנון שלTGF- 1היפוך PS המושרה על ידי איתות /Smad בתאי אפיתל צינורי כליה מתווכת באמצעות עקה חמצונית הנגרמת על ידי ROS.

כאשר תאי LLC-PK1 טופלו ב-1 mmol potassium oxalate (Kox) במשך 6,12,24 או 48 שעות, Khan וחב' לא זיהו שינויים מורפולוגיים אפופטוטיים משמעותיים בתאים לאחר 6 שעות של טיפול באוקסלט. עם זאת, לאחר 12 שעות של חשיפה, הם הבחינו בשינויים אפופטוטיים משמעותיים, כולל עיבוי ושולי כרומטין גרעיני, פיצול DNA והגירה של PS בשכבת הדו-שכבה של קרום הפלזמה מבפנים אל פני התא [8]. במחקר הקודם שלנו, הראינו כי { {10}}.5 מילימול אוקסלטים גרמו לעלייה תלויה בזמן ובריכוז בהחצנה של PS בקו תאי אפיתל הכליה של MDCK [2]. במחקר זה, 0.5 אחוז CaOx הוחל על התאים, וכן שיעור ה-PS-eversion עלה ב-אבן כליותקְבוּצָה. למרות שקרום התא PS התהפך במחקר הנוכחי שלנו, תאים אלה לא היו צריכים לעבור אפופטוזיס. PS eversion הוא סמן שטח חשוב של אפופטוזיס. מחקרים אחרונים הראו שאפופטוזיס ו-PS eversion הם שני אירועים בלתי תלויים, כלומר, תאים אפופטוטיים לא בהכרח מראים PS eversion ותאי PS-eversion אינם בהכרח אפופטוטיים [29]. זה לא מתאים להסתמך רק על PS eversion כדי לקבוע אם תא הוא אפופטוטי, מכיוון שמחקרים דיווחו על חשיפה ל-PS בתאים לא אפופטוטיים [30-32].

במחקר זה זוהתה רמה זניחה של PLSCR בתאי קבוצת הביקורת, בעוד שחלבון זה גדל באופן משמעותי בקבוצת CaOx, דבר המעיד על ביטוי יתר של PLSCR. תוצאות אלו תואמות את הממצאים של Singireesu וחב' בנוגע להשפעות הרעילות הפוטנציאליות של DHCL על תאי כליה[33]. כאשר תאים בקבוצת CaOx טופלו באנטי-TGF- 1נוגדן, רמת ה-PLSCR ירדה באופן משמעותי, מה שמצביע על כך שההפעלה של PLSCR תיווכה על ידיTGF- 1בנוסף, ראינו תנועה מוגברת כלפי חוץ של NBD-PS ב-TGF- 1קבוצה וקבוצת CaOx. כאשר תאי אפיתל צינורי כליה מקבוצות אלה הועברו עם PLSCR siRNA, קצב הפנמת ה-PS עלה, בעוד שקצב ההחצנה ירד, מה שמעיד על כך שTGF- 1גורם לגמר PSexter בממברנת תאי הכליה על ידי הפעלת PLSCR בממברנת תאי הכליה במבחנה. ביחד, חשיפה לאוקסלט לתאי אבובת כליה גורמתTGF- 1ביטוי, וכתוצאה מכך ייצור ROS מוגבר באמצעות NAD(P)H אוקסידאז; לאחר מכן ROS משנה את הפעילות של PLSCR [9,10]. לבסוף, PLSCR מוביל להחצנה של PS בממברנת תאי צינור הכליה, כפי שהוכח במחקר שלנו.

מחקר קודם הציע שטיפול באוקסלט אינו מפעיל PLSCR בתאי MDCK במבחנה, שכן הפעלת PLSCR דורשת Ca2 ציטופלזמי מוגבר, ואוקסלט מפחית במהירות את ריכוז Ca2 פלוס התוך תאי בתאי MDCK [2]. השערה זו נתמכת על ידי תוצאות המחקר הנוכחי. כלומר, למרות שהמחקר הקודם הדגים את ההשפעות של חומצה אוקסלית, ולא CaOx, על תאי אפיתל צינורי כליה, מצאנו שריכוז Ca2 פלוס עלה במערכת איסוף הכליה במהלך השלב המוקדם של התפתחות אבן CaOx במודל של חולדה. מכיוון ש-PLSCR נחשף מעבר לממברנת התא, אנו מאמינים ש-PLSCR עשוי להיות מופעל על ידי Ca2 במערכת איסוף הכליה ולא על ידי Ca2 פלוס תוך תאי.

בתנאים פיזיולוגיים, התפלגות א-סימטרית של פוספוליפידים בממברנת התא האוקריוטי, הדורשת aminophospholipid translocase (APLT) ו-PLSCR כדי למלא תפקיד סינרגטי, נחוצה לקרום התא כדי לבצע את תפקידיו הפיזיולוגיים [34]. בניסוי זה, שקלנו היחס של PS eversion בממברנת התא כדי לציין את הפעילות של PLSCR. מכיוון ש-APLT אושר כאחד הגורמים הגורמים ל-PS eversion, APLT השפיע על מדידת פעילות האנזים PLSCR בניסוי זה. נדרשים מחקרים קליניים נוספים כדי לאמת כיצד APLT ו-PLSCR פועלים יחד ב-PS eversion של קרום התא הצינורי של הכליה, וכדי לזהות גורמים אחרים השולטים ב-PS eversion כדי להבין טוב יותר את המנגנון העומד בבסיסו.אבן כליותהיווצרות.

מסקנות

חשיפה ל-CaOx יכולה להעצים את הוויסות העל שלTGF- 1, אשר מפעיל לאחר מכן ROS בתאי צינורי כליה; לאחר מכן ROS מפעיל חזק את PLSCR, המייצג את אחד המנגנונים העיקריים שבאמצעותםTGF- 1איתות ROS מגרה החצנה של PS בממברנת תאי צינור הכליה במהלך השלב המוקדם שלאבן כליותהתפתחות. תוצאות מחקר זה מהוות בסיס למחקר מפורט נוסף על פיתוח תרופות טיפוליות המטפלות באופן ספציפי באורוליתיאזיס ומפעילות פחות תופעות לוואי.

הפניות

1. Detsyk O, Solomchak D, Bugro V(2019) מסלולי מטופל ככלי לשיפור בניהול טיפול רפואי דחוף ומתוזמן עבוראבן כליותמַחֲלָה. Wild Lek 72:2128-2134

2. Yu SL, Gan XG, Huang JM, et al (2011) אוקסלט פוגע בפעילות טרנסלוקאז של aminophospholipid בתאי אפיתל כליות באמצעות עקה חמצונית: השלכות על אורוליתיאזיס של סידן אוקסלט. J Urol 186:1114-1120

3. Zhao YW, Guo D, Li CY, Ouyang JM(2019) השוואה של הידבקות מונוהידראט סידן אוקסלט לתאי HK-2 לפני ואחרי תיקון באמצעות פוליסכרידים של תה. Int J Nanomed 14:4277-4292

4. Jayachandran M, Lugo G, Heiling H, Miller VM, Rule AD, LieskeJC(2015) שלפוחיות חוץ-תאיות בשתן של נשים עם אך לא בליאבנים בכליותדפוסים דומים לגברים: מחקר מקרה-ביקורת.Biol Sex Differ 24:2

5. Liu Y, Chen S, Liu J, Jin Y, An R(2020) Telmisartan מעכב טרנספורמציה של גבישי אוקסלט וסידן אוקסלט באמצעות PPAR-y-AKT/STAT3/p38 MAPK-Snail שביל. Life Sci 241:117108

6. Han S, Zhao C, Pokhrel G, Sun X, Chen Z, Xu H(2019) חומצה הידרוקסיטרית תלת-אשלגן מעכבת היווצרות גבישי סידן אוקסלט במודל Drosophila melanogaster של hyperoxaluria. Med Sci Monit 25:3662-3667

7. Joshi S, Peck AB, Khan SR(2013)NADPH אוקסידאז כיעד טיפולי לפציעה הנגרמת על ידי אוקסלט בכליות. Oxid Med Cell Longev 2013:462361

8. Khan SR, Byer KJ, Thamilselvan S, et al (1999) אינטראקציה בין גביש לתאים ואפופטוזיס בפציעה הקשורה לאוקסלט של תאי אפיתל כליות. J Am Soc Nephrol 10:S457-463

9. Schreiber R, Ousingsawat J, Wanitchakool P(2018) ויסות של זרמי יונים TMEM16A/ANO1 ו-TMEM16F/ANO6 וערפול פוספוליפידים על ידי Ca2² פלוס ושומני פלזמה של הממברנה. J Physiol 596:217-229

10. Schreiber R, Buchholz B, Kraus A(2019) חמצון שומנים מניע את צמיחת הציסטה הכלייתית במבחנה באמצעות הפעלה של TMEM16A. J Am Soc Nephrol 30:228-242

11. Clarke RJ, Hossain KR, Cao K (2020) תפקידים פיזיולוגיים של אסימטריה של שומנים רוחביים של ממברנות בעלי חיים. Biochim Biophys Acta Biomembr 1862:183382

12. Bernhardt I, Nguyen DB, Wesseling MC, Kaestner L(2020) ריכוז Ca תוך תאי וחשיפת phosphatidylserine בעצמאות אריתרוציטים אנושיים בריאים בגיל התא in vivo. פרונט פיזיול 10:1629

13. Nagata S, Sakuragi T, Segawa K (2020) פליפאז וסקרמבלייז לחשיפה לפוספטידי-סרין. Curr Opin Immunol 62:31-38

14. Sakuragi T, Kosako H, Nagata S(2019) הפעלה מתווכת זרחון של עכבר Xkr8 scramblase לחשיפה לפוספטידי-סרין. Proc Natl Acad Sci USA 116:2907-2912

15. Yang X, Cheng X, Tang Y, et al (2019)אנדוטוקסין חיידקי מפעיל את מפל הקרישה באמצעות חשיפה לפוספאטידילסרין תלויה בגזדרמין. חסינות 51:983-996.e6

16. Yu A, McMaster CR, Byers DM, Ridgway ND, Cook HW.