Štvrtá časť DsbA-L interaguje s VDAC1 pri mitochondriách sprostredkovanej apoptóze tubulárnych buniek a prispieva k progresii akútneho ochorenia obličiek

Diskusia

Nedávne štúdie zistili, že DsbA-L potláča vysoké hladiny glukózy (HG) vyvolané apoptózou renálnych tubulárnych buniek a poškodením mitochondrií pri diabetickej nefropatii (DN) (18, 37). V súčasnej štúdii sme demonštrovali, že expresia DsbA-L bola indukovaná po liečbe I/R v bunkách BUMPT a obličkách myší aj pacientov (obrázok 1). Tieto výsledky potvrdili výsledky predchádzajúceho článku, ktorý uvádzal expresiu DsbA-L v mitochondriách v obličkových bunkách (obrázok 5).22 Funkčne sme zistili, že apoptóza obličkových buniek sprostredkovaná DsbA-L a poškodenie mitochondrií riadia progresiu AKI, keď sú indukované ischémia, VAN a CLP (obrázky 2, S1 a S3). Tento účinok bol však opakom DsbA-L pri apoptóze obličkových buniek indukovanej HG. Tento rozdiel môže súvisieť s faktormi, ktoré spôsobujú poškodenie a typom ochorenia. Mechanicky sme zistili, že DsbA-L interagoval s VDAC1 v mitochondriách obličkových buniek a potom vyvolal apoptózu. Tieto zistenia boli ďalej potvrdené pacientmi s AKI indukovanými ischémiou alebo akútnou intersticiálnou nefritídou (AIN) (obrázok S8). Súhrnne tieto údaje ukázali, že DsbA-L by sa mohol považovať za nový intervenčný cieľ pre AKI.

Kliknutím sem sa dozviete o výhodách Cistanche

Predchádzajúca práca uvádza, že DsbA-L mal kľúčový ochranný účinok na obličky pri DN.37 Na rozdiel od toho naša súčasná štúdia preukázala, že DsbA-L sprostredkovával progresiu renálnej fibrózy pri UUO.22 Úloha DsbA-L AKI však zostáva veľkou neznámou. V súčasnej štúdii sme zistili, že DsbA-L sprostredkoval progresiu AKI. Tieto zistenia podporilo niekoľko línií dôkazov. Po prvé, PT-DsbA-L-KO výrazne zoslabil ischemickú AKI (obrázok 2). Po druhé, knockdown DsbA-L znížil I/R-indukovanú apoptózu v BUMPT bunkách; na rozdiel od toho bol tento účinok zvýšený nadmernou expresiou DsbA-L (obrázok 3). Po tretie, PT-DsbA-L-KO zlepšil AKI indukovanú VAN aj CLP (obrázky S1 a S3). Súhrnne tieto údaje poskytli silný dôkaz na overenie, že expresia DsbA-L v proximálnych renálnych tubuloch hrá kľúčovú úlohu v AKI.

Cistanche tubulosa

VDAC1, multifunkčný proteín, hrá kľúčovú úlohu v Ca2 plus homeostáze, oxidačnom strese a mitochondriálne sprostredkovanej apoptóze.19,38- 40 Rastúci počet výskumov uvádza, že VDAC1 sprostredkúva progresiu rakoviny, neurodegeneráciu, a I/R poranenie myokardu.{7}} O úlohe VDAC1 pri ochorení obličiek sa však vie veľmi málo. Nedávna práca ukázala, že globálna delécia VDAC1 blokovala morfologické zotavenie v proximálnych tubuloch, zlepšenie funkcie obličiek a zvýšenú renálnu fibrózu po ischemickom poškodení.44 Úloha VDAC1 v renálnych tubuloch počas ischemického poškodenia však zostáva nejasná. V tejto štúdii sme demonštrovali, že ischemické poškodenie indukovalo expresiu VDAC1 in vitro a zvýšilo progresiu AKI. Niekoľko línií dôkazov podporuje úlohu VDAC1 u AKI:1 PT-VDAC1-KO myší, ktoré vykazujú značné zoslabenie I/R-indukovaného AKI (obrázok 9) 2; inhibícia VDAC1 potlačila I/R-indukovanú apoptózu v bunkách BUMPT (obrázok 6) 3; AKI indukované CLP a VAN boli oslabené PT-VDAC1-KO (obrázky S2 a S3). Okrem toho globálny knockout VDAC1 zabránil oprave mitochondriálneho poškodenia spôsobeného I/R.44 Naša štúdia preukázala, že inhibícia VDAC1 výrazne oslabila apoptózu v obličkových bunkách a mitochondriálne poškodenie vyvolané ischemickým poškodením a modelmi poranenia CLP a VAN , čo dokazuje nižšia miera apoptózy, znížené hladiny mitochondriálneho poškodenia, znížené hladiny štiepenej kaspázy-3, nižší rozsah akumulácie Bax v mitochondriách a nižšie hladiny uvoľňovania Cyt-c do cytosolu (obrázok S1, S2 a S4). Mechanizmus regulácie VDAC1 pre apoptózu obličkových buniek spôsobený I / R však zostáva v súčasnej štúdii nejasný, čo nás podporilo v ďalšom skúmaní v budúcich štúdiách. Súhrnne tieto údaje podporujú skutočnosť, že expresia VDAC1 v renálnych proximálnych tubuloch sa podieľa na progresii AKI.

Doplnok Cistanche

Úloha DsbA-L v AKI závisí predovšetkým od VDAC1. Po prvé, myši PT-DsbA-L KO vykazovali výrazné zoslabenie expresie VDAC1 v AKI indukovanom VAN a CLP (obrázky S1 a S3). Na rozdiel od toho siRNA VDAC1 alebo PT-VDAC1-KO neovplyvnili expresiu VDAC1 (obrázky 6, S2 a S4). Po druhé, nadmerná expresia DsbA-L zvýšila I/R-indukovanú progresiu AKI sprevádzanú zvýšenou hladinou apoptózy obličkových buniek; tento účinok bol výrazne znížený u myší PTDsbA-L KO (obrázok S2). Po tretie, PT-DsbA-L KO zmiernil ischemické poškodenie; toto bolo zvrátené nadmernou expresiou VDAC1 (obrázok 10). Po štvrté, DsbA-L siRNA výrazne zoslabila apoptózu HK-2 buniek indukovanú I/R, tento účinok bol zvrátený nadmernou expresiou plazmidu VDAC1 (obrázok S6a-h). Po piate, siRNA VDAC1 výrazne zlepšila apoptózu HK-2 buniek, čo nebolo posilnené nadmernou expresiou plazmidu DsbA-L (obrázok S7a-h). Tieto údaje silne podporili skutočnosť, že DsbA-L sprostredkúva progresiu AKI upreguláciou VDAC1. Je potrebné ďalej skúmať, či DsbA-L priamo reguluje expresiu VDAC1. V tejto štúdii naše výsledky co-IP ukazujú, že DsbA-L interagoval s VDAC1 v mitochondriách kontrolných aj I/R skupín z buniek BUMPT a obličiek myší a pacientov (obrázok 1 a a b). Spoločná lokalizácia DsbA-L a VDAC1 ďalej potvrdila výsledky vyplývajúce z ko-IP (obrázok 5). Tieto experimenty nemohli úplne overiť priamu interakciu medzi DsbA-L a VDAC1. Bioinformatická predpoveď v kombinácii s našimi IP experimentmi ukázala, že DsbA-L interagoval s aminokyselinami 9-13 a 22-27 proteínu VDAC1 (obrázok 5 c-g). Naše údaje teda ukazujú, že DsbA-L interagoval priamo s VDAC1, aby vyvolal apoptózu obličkových buniek a potom poháňal progresiu AKI. Okrem toho predchádzajúca štúdia uviedla, že mitochondriálne zohrávali kľúčovú úlohu v patogenéze a zotavení počas AKI.{57}} Údaje preto tiež naznačujú, že interakcia DsbA-L s VDAC1 by sa mohla považovať za potenciálny terapeutický cieľ na zmiernenie patologického stavu. mitochondriálne účinky spôsobené AKI.

Herba Cistanche

V súhrne sme demonštrovali, že myši DsbA-L KO špecifické pre proximálny tubul vykazovali zoslabenie AKI indukovanej I/R, CLP a VAN. Je zaujímavé, že sme tiež zistili, že VDAC1 má podobnú funkciu ako DsbA-L. Mechanicky DsbA-L interagoval s VDAC1 a potom indukoval apoptózu v obličkových bunkách. Údaje získané z ischemických aj AIN tkanív ukázali, že os DsbA-L/VDAC1 sa môže podieľať na ľudskom AKI. Naša súčasná štúdia ukazuje, že táto signálna dráha môže predstavovať terapeutický cieľ pre AKI.

Extrakt z cistanche

Referencie

36 Briones R., Weichbrodt C., Paltrinieri L, et al. Napäťová závislosť konformačnej dynamiky a podvodivých stavov VDAC-1. Biophys J. 2016;111(6):1223–1234.

37 Gao P, Yang M, Chen X, Xiong S, Liu J, Sun L. Nedostatok DsbA-L zhoršuje mitochondriálnu dysfunkciu tubulárnych buniek pri diabetickej chorobe obličiek. Clin Sci (Londýn). 2020;134(7):677–694.

38 Shoshan-Barmatz V, Krelin Y, Chen Q. VDAC1 ako hráč v mitochondriou sprostredkovanej apoptóze a cieľ pre moduláciu apoptózy. Curr Med Chem. 2017;24(40):4435–4446.

39 Ham SJ, Lee D, Yoo H, Jun K, Shin H, Chung J. Rozhodnutie medzi mitofágiou a apoptózou Parkinom prostredníctvom ubikvitinácie VDAC1. Proc Natl Acad Sci USA. 2020;117(8):4281–4291.

40 Shoshan-Barmatz V, Krelin Y, Shteinfer-Kuzmine A. Funkcia VDAC1 v Ca(2 plus) homeostáze a bunkový život a smrť v zdraví a chorobe. Bunkový vápnik. 2018;69:81–100.

41 Magri A, Reina S, De Pinto V. VDAC1 ako farmakologický cieľ pri rakovine a neurodegenerácii: zameranie sa na jeho úlohu pri apoptóze. Front Chem. 2018;6:108.

42 Zhou H, Zhang Y, Hu S, a kol. Melatonín chráni srdcovú mikrovaskulatúru pred ischémiou/reperfúznym poškodením prostredníctvom potlačenia osi mitochondriálneho štiepenia-VDAC1-HK2-mPTP-mitofágia. J Pineal Res. 2017;63(1).

43 Lin D, Cui B, Ren J, Ma J. Regulácia VDAC1 prispieva ku kardioprotektívnym účinkom fencyklidín hydrochloridu počas ischémie/reperfúzie myokardu. Exp Cell Res. 2018;367(2):257–263.

44 Nowak G, Megyesi J, Craigen WJ. Delécia VDAC1 bráni obnove mitochondriálnych a renálnych funkcií po akútnom poškodení obličiek. Biomolekuly. 2020;10(4):585–607.

45 Bhargava P, Schnellmann RG. Mitochondriálna energetika v obličkách. Nat Rev Nephrol. 2017;13(10):629–646.

46 Sun J, Zhang J, Tian J a kol. Mitochondrie v AKI vyvolanom sepsou. J Am Soc Nephrol. 2019;30(7):1151–1161.

47 Tang C, Cai J, Yin XM, Weinberg JM, Venkatachalam MA, Dong Z. Mitochondriálna kontrola kvality pri poškodení a oprave obličiek. Nat Rev Nephrol. 2021;17(5):299–318.

48 Jiang M, Bai M, Lei J, a kol. Mitochondriálna dysfunkcia a prechod AKIto-CKD. Am J Physiol Ren Physiol. 2020;319(6):F1105– F1F16.

Xiaozhou Li,a,b,1 Jian Pan,a,b,1 Huiling Li,c Guangdi Li,g Bohao Liu,a,b Xianming Tang,a,b Xiangfeng Liu,f Zhibiao He,a,b Zhenyu Peng,a ,b Hongliang Zhang,a,b Luxiang Wang,a,b Yijian Li,d Xudong Xiang,a,b Xiangping Chai,a,b Yunchang Yuan,e Peilin Zheng,h a Dongshan Zhang a,b *

Oddelenie urgentnej medicíny, Čínska ľudová republika

b Inštitút urgentnej medicíny a ťažkých chorôb, Druhá nemocnica Xiangya, Central South University, Changsha, Hunan 410011, Čínska ľudová republika

c Oftalmologické oddelenie, Čínska ľudová republika

d Oddelenie močovej chirurgie, Čínska ľudová republika

e Oddelenie hrudnej chirurgie, Čínska ľudová republika

f Oddelenie všeobecnej chirurgie, Druhá nemocnica Xiangya, Čínska ľudová republika

g Katedra verejného zdravia, Central South University, Changsha, Hunan, Čínska ľudová republika

h Oddelenie endokrinológie, Shenzhen People's Hospital, The Second Clinical Medical College of Jinan University, First Affiliated Hospital of Southern University of Science and Technology, Shenzhen, Čínska ľudová republika

1 Xiaozhou Li a Jian Pan prispeli k tejto štúdii rovnakým dielom