Manažment obličkového kameňa v ranom štádiu: signalizácia TGF-β1

pre viac information:ali.ma@wecistanche.om

Časť II.:P hosfatidylserínová eversion regulovaná fosfolipidovým scramblase aktivovaným signalizáciou TGF-β1/Smad v ranom štádiu tvorby obličkových kameňov

Xiu Guo Gan1 · Hai Tao Xu1 · Zhi Hao Wang

Abstraktný

Mechanizmus základnej fosfatidylserínovej eversion v obličkových tubulových bunkách po poškodení sprostredkovanom oxalátom vápenatým zostáva nejasný; Preto sme skúmali účinkyTGF-β1/Smad signalizácia na fosfatidylserín eversion v obličkovej tubule bunkovej membráne v ranom štádiuobličkový kameňvývoj. V potkanom modeli skorého štádia tvorby oxalátových kameňov vápenatého bola fosfatidylserínová eversion na obličkovej rúrkovej bunkovej membráne zistená prietokovou cytometriou a expresiouTGF-β1(transformačný rastový faktor-β1), Smad7 a fosfolipid scramblase v obličkovej rúrkovej bunkovej membráne bol meraný západným nadúvaním. Všimli sme si, žeTGF-β1/Smad signalizačná dráha zvýšila fosfatidylserínovú eversion na úrovni organizmu. Výsledky štúdií in vitro preukázali, že expozícia oxalátu bunkám obličkových tubulov indukovala expresiu TGF-1, čím sa zvýšila aktivita fosfolipid scramblaseázy a fosfatidylserínová eversion v bunkovej membráne obličkových tubulov. Tieto výsledky naznačujú, žeTGF-β1stimuluje fosfatidylserínovú eversion zvýšením aktivity fosfolipid scramblase v membráne obličkových tubulových buniek v počiatočnom štádiuobličkový kameňvývoj. Výsledky tejto štúdie tvoria základ pre ďalší podrobný výskum vývoja terapeutických činidiel, ktoré špecificky liečia urolitiázu a majú menej nepriaznivých účinkov.

Kľúčové slová:Phospholipid scramblase. Fosfatidylserín.Obličkový kameň.TGF-β1

KLIKNITE SEM PRE ČASŤ I.

Kliknite na Cistanche deserticola ma pre ochorenie obličiek

Diskusia

Štúdie na zvieratách sa doteraz nezameriavali ani na úlohu PS vobličkový kameňtvorba ani sa nezaoberali tým, či sa zistenia štúdií in vitro premietnu do zistení na zvieratách. Na dosiahnutie spoľahlivejších výsledkov sú vhodnejšie štúdie používajúce modely in vitro. V našom potkanom modeli kameňov CaOx v ranom štádiu,TGF-β1úroveň a miera ps-eversion vobličkový kameňskupina zvýšená, čo je v súlade s výsledkami získanými na bunkovej úrovni, čo ukazuje, že so zvýšenou koncentráciou kyseliny šťaveľovej súčasné zvýšenie bunkovej membrány-PS eversion umožňuje kryštálom priľnúť k bunkovej membráne [28]. Potvrdili sme teda, že vyššie uvedené cytologické štúdie sú vhodné na skúmanie modelu potkana. Zistili sme, že samotný oxalát poškodzuje bunky a že môže slúžiť ako primárny prostriedok na reguláciu.TGF-β1. Okrem toho,TGF-β1úroveň a externalizácia PS boli podstatne inhibované SB431542, čo naznačuje, žeTGF-β1/Signálna dráha Smad uľahčuje zvýšenú externalizáciu PS na úrovni orgánových izmov. Progresívna aktivácia NAD(P)H oxidázy v obličkových rúrkových bunkách prostredníctvom indukcieTGF-β1Je to potenciálny molekulárny mechanizmusTGF-β1/Produkcia ROS vyvolaná signalizáciou Smad [7], zatiaľ čo ros sprostredkovaná akumulácia MRP-1 alebo BCRP zohráva kľúčovú úlohu pri externalizácii PS vyvolanej oxalátmi v obličkovej epiteliálnej bunkovej membráne [23]. Preto sme dospeli k záveru, že mechanizmusTGF-β1/Smad signalizačne indukovaná PS eversion v obličkových rúrkových epitelových bunkách je sprostredkovaná oxidačným stresom spôsobeným ROS.

Keď boli bunky LLC-PK1 liečené oxalátom draselným 1 mmol draselným (Kox) počas 6,12,24 alebo 48 hodín, Khan et al.nezistil významné apoptotické morfologické zmeny v bunkách po 6 hodinách liečby oxalátom. Po 12 hodinách expozície však pozorovali významné apoptotické zmeny vrátane kondenzácie a marže jadrového chromatínu, fragmentácie DNA a migrácie PS v plazmatickej membránovej bilayeri zvnútra na povrch bunky [8]. V našej predchádzajúcej štúdii sme ukázali, že 0,5 mmoloxaláty spôsobili zvýšenie externalizácie PS závislej od času a koncentrácie v obličkovej epiteliálnej bunkovej línii MDCK [2]. V tejto štúdii bolo na bunky aplikovaných 0,5% CaOx a miera ps-eversion sa zvýšila vobličkový kameňskupina. Hoci bunková membrána PS bola v našej súčasnej štúdii obrátená, tieto bunky nemali podstúpiť apoptózu. PS eversion je dôležitým povrchovým markerom apoptózy. Nedávne štúdie ukázali, že apoptóza a PS eversion sú dve nezávislé udalosti, to znamená, že apoptotické bunky nemusia nevyhnutne vykazovať PS eversion a PS-eversion bunky nie sú nevyhnutne apoptotické [29]. Nie je vhodné spoliehať sa len na PS eversion, aby sa určilo, či je bunka apoptotická, pretože štúdie hlásili expozíciu PS v non-apoptotických bunkách [30-32].

V tejto štúdii bola zistená zanedbateľná hladina PLSCR v bunkách kontrolnej skupiny, zatiaľ čo tento proteín bol významne zvýšený v skupine CaOx, čo naznačuje nadmernú expresiu PLSCR. Tieto výsledky sú v súlade so zisteniami Singireesu a kol., pokiaľ ide o potenciálne toxické účinky DHCL na obličkové bunky[33]. Keď sa bunky v CaOxgroup liečili anti-TGF-β1protilátka, hladina PLSCR bola výrazne znížená, čo naznačuje, že aktivácia PLSCR bola sprostredkovanáTGF-β1. Okrem toho sme pozorovali zvýšený pohyb NBD-PS smerom von vTGF-β1skupina a caox skupina. Keď boli obličkové rúrkové epitelové bunky z týchto skupín transfektované PLSCR siRNA, miera internalizácie PS sa zvýšila, zatiaľ čo miera externalizácie sa znížila, čo naznačuje, žeTGF-β1spôsobuje PSexter-finalizáciu v membráne obličkových tubulových buniek aktiváciou PLSCR v obličkovej tubulovej bunkovej membráne in vitro. Spolu expozícia oxalátu obličkovým tubulovým bunkám indukujeTGF-β1expresia, ktorá vedie k zvýšeniu produkcie ROS prostredníctvom nad(P)H oxidázy; ROS potom zmení aktivitu PLSCR [9,10]. Nakoniec PLSCR vedie k externalizácii PS v membráne obličkových tubulových buniek, ako sa ukázalo v našej štúdii.

Predchádzajúca štúdia naznačila, že liečba oxalátom neaktivuje PLSCR v bunkách MDCK in vitro, pretože aktivácia PLSCR vyžaduje zvýšenú cytoplazmatickú Ca2 a oxalátový rap-idly znižuje intracelulárnu koncentráciu Ca2+ v bunkách MDCK [2]. Táto hypotéza je podporená výsledkami tejto štúdie. To znamená, že hoci predchádzajúca štúdia preukázala účinky kyseliny šťaveľovej, a nie CaOx, na obličkové tubulárne epitelové bunky, zistili sme, že koncentrácia Ca2 + sa zvýšila v systéme zberu obličiek počas skorého štádia vývoja kameňa CaOx v modeli potkanov. Keďže PLSCR je exponovaný za bunkovou membránou, veríme, že PLSCR môže byť aktivovaná Ca2 v systéme zberu obličiek, a nie intracelulárnym Ca2+.

Za fyziologických podmienok je pre bunkovú membránu potrebná asymetrická distribúcia fosfolipidov v eukaryotickej bunkovej membráne, ktorá vyžaduje, aby aminofosfolipidová translokas (APLT) a PLSCR zohrávali synergickú úlohu, aby bunková membrána mohla plniť svoje fyziologické funkcie [34]. V tomto experimente sme zvážili pomer PS eversion v bunkovej membráne na indikáciu aktivity PLSCR. Pretože APLT bola potvrdená ako jeden z faktorov spôsobujúcich PS eversion, APLT ovplyvnilo meranie enzýmovej aktivity PLSCR v tomto experimente. Ďalšie klinické štúdie sú potrebné na overenie toho, ako APLT a PLSCR spolupracujú v PS eversion renálneho tubulárneho bunkového mem-brane, a na identifikáciu ďalších faktorov ovládajúcich ps eversion, aby lepšie pochopili mechanizmus, ktorý je základomobličkový kameňtvorenie.

Závery

Expozícia CaOx môže posilniť reguláciuTGF-β1, ktorá následne aktivuje ROS v obličkových tubulárnych bunkách; ROS potom silne aktivuje PLSCR, čo predstavuje jeden z hlavných mechanizmov, ktorýmTGF-β1-ROS signalizácia stimuluje PS externalizáciu v membráne obličkových tubulových buniek v počiatočnom štádiuobličkový kameňvývoj. Výsledky tejto štúdie tvoria základ pre ďalší podrobný výskum vývoja terapeutických činidiel, ktoré špecificky liečia urolitiázu a majú menej nepriaznivých účinkov.

Referencie

1. Detsyk O, Solomchak D, Bugro V(2019)Dráhy pacientov ako nástroj zlepšenia v riadení urgentnej a plánovanej zdravotnej starostlivosti preobličkový kameňchoroba. Divoká Lek 72:2128-2134

2. Yu SL, Gan XG, Huang JM, et al (2011)Oxalát zhoršuje aktivitu aminofosfolipidovej translokázy v obličkových epiteliálnych bunkách prostredníctvom oxidačného stresu: dôsledky na urolitiázu oxalátu vápenatého. J Urol 186:1114-1120

3. Zhao YW, Guo D, Li CY, Ouyang JM(2019)Porovnanie priľnavosti monohydrátu oxalátu vápenatého k bunkám HK-2 pred a po oprave pomocou čajových polysacharidov. Int J Nanomed 14:4277-4292

4. Jayachandran M, Lugo G, Heiling H, Miller VM, Pravidlo AD, LieskeJC(2015)Extracelulárne vezikuly v moči žien s, ale nie bez nichobličkové kamenezjavné vzorce podobné mužom: štúdia kontroly prípadov. Biol Pohlavie sa líši 24:2

5. Liu Y, Chen S, Liu J, Jin Y, An R(2020)Telmisartan inhibuje oxalát a oxalát vápenatý kryštálom indukovanú epiteliálno-mezenchýmovú transformáciu prostredníctvom PPAR-y-AKT/STAT3/p38 MAPK-Snail dráhy. Život Sci 241:117108

6. Han S, Zhao C, Pokhrel G, Sun X, Chen Z, Xu H(2019) Trojdrasel kyseliny hydroxycitrónovej inhibuje tvorbu kryštálov šťavelat vápenatého v modeli Hyperoxalúrie Drosophila melanogaster. Med Sci Monit 25:3662-3667

7. Joshi S, Peck AB, Khan SR(2013)NADPH oxidáza ako terapeutický cieľ pre zranenie vyvolané oxalátom priobličky. Oxid Med Cell Longev 2013:462361

8. Khan SR, Byer KJ, Thamilselvan S, et al(1999)Interakcia kryštálových buniek a apoptóza pri poranení obličkových epitelálnych buniek spojených s oxalátmi. J Am Soc Nefrol 10:S457-463

9. Schreiber R, Ousingsawat J, Wanitchakool P(2018)Regulácia Iónových prúdov TMEM16A/ANO1 a TMEM16F/ANO6 a fosfolipidového miešania ca2²+ a lipidov plazmatickej membrány. J Fyziol 596:217-229

10. Schreiber R, Buchholz B, Kraus A(2019)Peroxidácia lipidov poháňa rast cysty obličiek in vitro prostredníctvom aktivácie TMEM16A. J Am Soc Nefrol 30:228-242

11. Clarke RJ, Hossain KR, Cao K (2020)Fyziologické úlohy priečnej lipidovej asymetrie živočíšnych membrán. Biochim Biophys Acta Biomembr 1862:183382

12. Bernhardt I, Nguyen DB, Wesseling MC, Kaestner L(2020) Intracelulárna Ca koncentrácia a fosfatidylserín expo-sure v zdravých ľudských erytrocytoch nezávislosť od in vivo bunkového veku. Predná fyzioterapeutka 10:1629

13. Nagata S, Sakuragi T, Segawa K (2020)Flippase a scramblase pre expozíciu fosfatidylserínu. Curr Opin Immunol 62:31-38

14. Sakuragi T, Kosako H, Nagata S(2019) Fosforyláciou sprostredkovaná aktivácia myši Xkr8 scramblase na expozíciu fosfatidylserínu. Proc Natl Acad Sci U S A 116:2907-2912

15. Yang X, Cheng X, Tang Y, et al (2019)Bakteriálny endotoxín aktivuje koagulačnú kaskádu prostredníctvom expozície fosfatidylserínu závislého od gasderminu D. Imunita 51:983-996,e6

16. Yu A, McMaster CR, Byers DM, Ridgway ND, Cook HW (2003) Stimulácia fosfatidylserínovej biosyntézy a uľahčenie apoptózy vyvolanej UV žiarením v čínskom vaječníku škrečka