Hogyan befolyásolja az akut vesekárosodás a tüdősejteket?
Mar 11, 2022
További információ:ali.ma@wecistanche.com
Ⅱ rész: Az akut vesekárosodást követő oxidatív stressz a tüdősejt csillóinak megsértését és a bronchoalveoláris mosófolyadékba való felszabadulását okozza, valamint tüdőkárosodást okoz, amit az Idh2 deléció súlyosbít.
Yong Kwon Hana, Ji Su Kim, Gwan Beom Leea, Jae Hang Lim, Kwon Moo Park
Akut vese sérülés(AKI) távoli szervi sérülést okoz, ami komoly aggodalomra ad okot az AKI-s betegeknél.Akut vese sérülés). A legújabb tanulmányok kimutatták, hogy a távoli szervi sérülések összefüggésbe hozhatókoxidatív stresszszervek sérülése és az axoném alapú sejtszervecskék, a csilló károsodása. Azonban a szerepeoxidatív stresszés csillók sérülése AKI-ban (Akut vese sérülés) által kiváltott tüdőkárosodást még meghatározni kell. Itt azt vizsgáltuk, hogy az AKI (Akut vese sérülés) által kiváltott tüdőkárosodás mitokondriálisoxidatív stresszés a tüdősejtekben a csillók megsértése. AKI (Akut vese sérülés) izocitrát-dehidrogenáz 2-ben (Idh2, egy mitokondriális antioxidáns enzim), delélt (Idh2-/) és vad típusú (Idh2 plusz 7) egerekben indukálódott.veseischaemia-reperfúzió (IR). Az egerek egy csoportját Mito-TEMPO-val, egy mitokondrium-specifikus antioxidánssal kezeltek.VeseAz IR tüdősérüléseket okozott, beleértve az alveoláris sövény megvastagodását, az alveoláris károsodást és a neutrofil felhalmozódást a tüdőben, valamint megnövekedett fehérjekoncentrációt és teljes sejtszámot a bronchoalveoláris mosófolyadékban (BALF). Továbbá,veseAz IR a tüdő hámsejt csillóinak fragmentálódását és fragmensek BALF-ba való felszabadulását okozta, a vese IR szintén növelte a szuperoxid termelést, a lipidperoxidációt, valamint a mitokondriális és sejtmag-DNS oxidációját a tüdőben és csökkentette az IDH2 expressziót. Tüdőoxidatív stresszés a sérülés mértékétől függöttvesesérülés, Az Idh2 deléció súlyosbította a vese IR által kiváltott tüdősérüléseit. A Mito-TEMPO-val végzett kezelés gyengítette a vese IR által kiváltott tüdősérüléseit, nagyobb gyengüléssel az Idh2-7--ban, mint az Idh2 plus/plus egerekben. Adataink azt mutatják, hogy az AKI (Akut vese sérülés)a csillók felbomlását idézi elő, és ezen keresztül károsítja a sejteketoxidatívfeszültségtüdőhámsejtekben, ami a megszakadt ciliáris fragmentumok BALF-ba való felszabadulásához vezet.
vesebetegség: AKI (akut vesekárosodás)
Az Idh2 deléció súlyosbítja a vese IR által kiváltott tüdőkárosodást.
Végül megvizsgáltuk az IDH2 szerepét a vese IR által kiváltott tüdőkárosodásban. Az IDH2 tüdőben betöltött szerepének meghatározásaoxidatív stresszés tüdősérülés esetén olyan körülmények között, amikor a vesekárosodás között nincs vagy minimális különbség volt, 35 perces vese ischaemiát, majd 4 órás reperfúziót indukáltunk nőstény Idh2-/- és Idh2 plus / egerekben két pont alapján; 1) A nőstény egerek kevésbé érzékenyek a vese infravörös károsodására, és a 4 órás reperfúzió kevésbé súlyos vesekárosodást okoz, mint a 24 órás reperfúzió [3,39,40]. Ahogy az várható volt. 35 perces ischaemia és 4 órás reperfúzió növelte a BUN-koncentrációt mind az Idh2~/, mind az Idh2 plus/egerekben anélkül, hogy szignifikáns különbség lenne a BUN-ban az Idh2-/ és az Idh2/ plusz egerek között (7A. ábra). Azonban a tüdősérülés, beleértve a megnövekedett neutrofil infiltrációt és az alveoláris sövény megvastagodását, nagyobb volt az Idh2-7-egerekben, mint az Idh2 plusz 7 plusz egérben (7B. ábra). A szövettani károsodással összhangban a körülbelül 58,5 százalékos fehérjekoncentráció és a 37,8 százalékos teljes sejtszám az Idh2-/- egerek BALF-ében magasabb volt, mint az Idh2 plusz/plusz egerek BALF-ében (7C. és D. ábra). Nem figyeltek meg szignifikáns különbséget a BUN-ban és a tüdőkárosodásban az Idh2-/egerek és az Idh2 plusz/plus egerek között az álműtét után (7A-D. ábra). Ezek az eredmények azt mutatják, hogy az IDH2 gén, egy mitokondriális antioxidáns enzim hiánya rontja a vese IR által kiváltott tüdőkárosodást.
Az IDH2 és a mitokondriális szerepének további megerősítéseoxidatív stressztovábbveseIR-indukált tüdőkárosodás, értékeltük, hogy a Mito-TEMPO gátolja-e a fehérjekoncentráció és a sejtszám növekedését BALF-ban a vese IR után. A Mito-TEMPO kezelés megakadályozta a fehérjekoncentráció és a teljes sejtszám növekedését a vese IR után mind az Idh2-/egerekben, mind az Idh2 plus/plus egerekben. Ez a megelőzés nagyobb volt az Idh2-/-egereknél, mint az Idh2 plusz/egereknél (körülbelül 32,2 százalék Idh2 plus/-ben és 38,6 százalék Idh2-/- fehérjekoncentrációban BALF-ban és 8,4 százalék Idh2-ben plusz/plusz és 35,4 százalék Idh{20}}a teljes sejtszám BALF-ban (7C. és D. ábra). A Mito-TEMPO kismértékben csökkentette a BUN-szintet mindkét egérben, de ez nem volt statisztikailag szignifikáns (7A. ábra) . Ezek az eredmények azt mutatják, hogy az IDH2 fontos szerepet játszik a vese IR által kiváltott tüdőkárosodásban.
7. ábra: Nagyobb tüdősérülés a vese IR után Idh2-/- egerekben, mint az Idh2 plus/plus egerekben, és a vese IR által kiváltott tüdősérülésének nagyobb megelőzése a Mito-TEMPO által Idh2-/- egérrel, mint az Idh2 plusz /egerekben.A nőstény Idh{{0}}deletált (dh2-7) és a vad típusú (Idh2 plusz /) alomtársakat 35 perces bilaterális vese ischaemiának vetettük alá. Néhány egernek Mito-TEMPO-t (Mito-T, 0,7 mg/ttkg, IP.) 17 és 1 órával az ischaemia előtt kétszer adtunk be. A tüdőt, a BALF-ot és a vért 4 órával az ischaemia után vettük. (A) A plazma BUIN-értékét az Anyagok és módszerek (n =4) részben leírtak szerint mérték. (B) A perfúziós fix tüdőszöveteket 3-um vastag szakaszokra vágtuk, amelyeket ezután H&E festésnek vetettünk alá (n= 3). (C. D) A fehérjekoncentrációt és a teljes sejtszámot BALF-ben az Anyagok és módszerek (n =4) részben leírtak szerint mértük. Az eredményeket átlag ± SEM (n =3-4) formában fejezzük ki.
A vese IR szignifikánsan növelte a 4-HNE expressziót a tüdőben mind az Idh2-/-, mind az Idh2 plusz /egerekben 4 órával a vese ischaemia után, és ez a növekedés nagyobb volt az Idh2-/egerekben, mint Idh2 plus / plus egerek (o<0.001)(fig.8a and="" b).="" mito-tempo="" prevented="" the="" increase="" in="" 4-hne="" expression="" in="" both="" mice(37.5="" %="" in="" idh2+/and="" 28.4="" %="" in="" idh2-/)(fig.8c="" and="" d).="" there="" were="" no="" significant="" differences="" in="" 4-hne="" expression="" between="" sham-operated="" idh2+/+="" and="" idh2-/mice="" (fig.="" 8a="" and="" b).="" superoxide="" levels="" in="" the="" lungs="" were="" greater="" in="" idh2-/="" mice="" than="" in="" idh2+/="" mice=""><0.001)(fig.8e).mito-temporeduced superoxide="" levels="" in="" both="" mice(p="0.052" in="" idh2+/+="" and="" p="0.001" in="" idh2-/-).this="" reduction="" was="" greater="" in="" idh2-/-mice="" than="" in="" idh2+/+="" mice="" (approximately="" 11.6="" %="" in="" idh2+/+and="" 27.2="" %in="" idh2-7-)(fig.8e).the="" levels="" of="" 4-hne="" in="" balf="" increased="" in="" both="" idh2-/-mice="" and="" idh2+/+="" mice,="" with="" a="" greater="" increase="" in="" idh2-/mice="" than="" inidh2+/+=""><0.001)(fig.8f and="" g).="" mito-tempo="" prevented="" the="" increase="" in="" 4-hne="" expression="" in="" both="" mice="" (14.9="" %="" in="" idh2+/+and="" 45.6="" %="" in="" idh2-/)(fig.8f="" and="" g).="" next,="" we="" determined="" the="" levels="" of="" arl13b,="" ac-α-tubulin,="" and="" α-tubulin="" in="" balf.="" kidney="" ir="" induced="" increases="" in="" arl13b,="" ac-α-tubulin,="" and="" α-tubulin="" expression="" in="" balf;="" these="" increases="" were="" also="" greater="" in="" idh2-7mice="" than="" in="" idh2+/+="" mice(fig.="" 8h-k).="" mito-tempo="" inhibited="" kidney="" ir-induced="" increases="" in="" the="" expression="" of="" arll3b,="" ac-α-tubulin,="" and="" α-tubulin="" in="" the="" balf,="" and="" these="" inhibitions="" were="" also="" greater="" in="" the="" idh2-/-mice="" than="" in="" the="" idh2+/t="" mice="" (approximately="" 16.7%="" in="" idh2+/+="" and70.4%inidh2-/in="" arll3b;33.5%in="" idh2+/+="" and="" 51.7="" %inidh2-/-in="" ac-α-tubulin;="" 39.9="" %="" in="" idh2+/+="" and="" 52.5="" %="" in="" idh2~/-in="" α-tubulin)(fig.8h-k).="" these="" results="" indicate="" that="" the="" deletion="" of="" idh2="" augmented="" kidney="" ir-induced="" lung="" injury="" by="" increasing="" mitochondrial="">oxidatív stressz.
8. ábra. Nagyobb tüdőoxidatív stresszés csillók károsodása a vese IR után az Idh2-/- egereknél, mint az Idh2 plus/plus egereknél, és jobban megelőzi a stresszt és a Mito-TEMPO által okozott károsodást Idh2-7 egerekben, mint az Idh27 egerekben.A nőstény Idh{{0}}deleted(Idh2-7-) és a vad típusú (Idh2 plusz 7 plusz ) alomtársakat 35 perces bilaterális vese ischaemiás (isch) vagy színlelt műtétnek vetettük alá. Néhány egernek vagy Mito-TEMPO-t (Mito-T, 0,7 mg/kg BW,ip) vagy vivőanyagot adtunk be 17. és 1 órával az ischaemia előtt kétszer. A tüdőt és a BALF-et 4 órával az iszkémia után gyűjtöttük össze. (AD,F,G)4-A HNE expresszióját a tüdőszövetekben, a BALF-et Western-blot analízissel értékeltük (n =3-4). A GAPDH-t használtuk terhelésként. ellenőrzés. A sávok sűrűségét ImageJ szoftverrel mértük. (E)Mérték a szuperoxid szintjét a tüdőszövetben (n=4). Az (FK)4-HNE, Arl13B, ac- -tubulin (ac- -tub) és -tubulin ( -tub) expresszióit BALF-ban Western-blottal elemeztük (n =4 ). A sávok sűrűségét ImageJ szoftverrel mértük. Az eredményeket átlag ± SEM (n=4) formában fejezzük ki.
4. Megbeszélés
Jelen tanulmányunkban beszámolunk arról, hogy a vese IR által kiváltott tüdőkárosodást súlyosbítja az Idh2 deléció, és hogy a mitokondriális antioxidáns kezelés gyengíti a vese IR által kiváltott tüdőkárosodást. Ezenkívül a vese IR a tüdősejtekben a csillók felbomlását idézi előoxidatív stressz, és a keletkező megszakadt ciliáris fragmensek és fehérjék a BALF-ba szabadulnak fel. Fontos, hogy a csillók e felbomlását a mitokondrium-specifikus antioxidáns kezelés megakadályozza. Ezzel szemben az Idh2-deléció súlyosbítja a vese IR által kiváltott tüdősejt csillószagot. Ezek az adatok azt mutatják, hogy a vese IR ischaemiás időfüggő módon rontja a redox egyensúlyt a tüdősejtekben, amioxidatív stressza tüdőszövet és a csillók megsértése. Sőt, a csillók megzavarása, legalábbis részben, magában foglalja az AKI-t (Akut vese sérülés)- indukált tüdősérülés. Legjobb tudomásunk szerint ez az első jelentés, amely bemutatja, hogy az AKI (Akut vese sérülés)a tüdősejtekben a csillók felbomlását okozza azáltaloxidatív stressz, és a keletkező megszakadt ciliáris fragmensek és fehérjék a BALF-ba szabadulnak fel. Ezek az eredmények azt mutatják, hogy a csillók elszakadásának megelőzése új stratégia lehet az AKI kezelésében (Akut vese sérülés)-kapcsolódó ALI. Ezen túlmenően ezek az adatok azt mutatják, hogy a BALF-ban lévő ciliáris fehérjék és fragmensek a tüdőkárosodás indikátoraiként használhatók.
A vese IR által kiváltott távoli szervsérülés összetett folyamat, amelyben számos tényező vesz részt [4,8,41,42]. Számos tanulmány igazolta, hogy a ROS illoxidatív stresszhozzájárulnak a vesekárosodást követő távoli szervkárosodáshoz [4,8,41]. A vese IR-t követő tüdőkárosodásban azt javasolták, hogy a tüdőbe beszűrődő neutrofilek fő ROS-termelő sejtekként működnek a tüdőben a sérült vesében termelődő citokinek stimulálása után. Ez a ROS-termelés ezt követően további ROS-növekedést okoz a tüdőben a ROS-termelő rendszer aktiválása és a ROS-elnyelő rendszer gátlása, vagy mindkettő révén [5,43]. Nemrég Hepokoski, M. et al. beszámolt arról, hogy a vese mitokondriális DAMP-ok extracelluláris felhalmozódását az AKI okozza (Akut vese sérülés), befolyásolja a tüdő metabolikus útvonalait, és mitokondriális diszfunkciót vált ki [42]. Jelen vizsgálatunkban a vese IR után fokozott neutrofil infiltrációt találtunk a tüdőben, a vese ischaemiás időtől, azaz a vese IR sérülésének súlyosságától függően. Azt is megállapítottuk, hogy a vese IR fokozza a szuperoxid képződést, a lipidperoxidációt és a DNS oxidációt a tüdőszövetek széles körében, beleértve az intersticiális alveoláris septákat, az alveoláris és a légúti epitéliumot. Ezenkívül a vese IR után az IDH2 expressziójának csökkenését találtuk a tüdőszövetben. Ezek az adatok azt mutatják, hogy a tüdősejtek ki vannak téveoxidatív stresszkövetkezőveseIR és hogy ez nőttoxidatív stressz, beleértve a tüdősejtek mitokondriumait is, sejt- és szövetkárosodást és diszfunkciót okozhat. Ezenkívül a mitokondrium-specifikus antioxidáns kezelés csökkenti a vese IR által kiváltott tüdőkárosodását, és gátolja a szuperoxid képződést, valamint a lipidek és a DNS oxidációját a tüdőben.
vesebetegség: oxidatív stressz a vesén
Az IDH2 katalizálja az izocitrát oxidatív dekarboxilációját -ketoglutaráttá a mitokondriumokban, amit a NADP NADPH-vá való redukciója kísér [31,32,35,44]. A NADPH redukáló ekvivalens forrása a peroxid méregtelenítés tioredoxin és glutation rendszerében [31,32,35,44,45]. Nemrég Park et al. beszámoltak arról, hogy az Idh2-hiány növeli az akrolein által kiváltott tüdőtoxicitásra való érzékenységet Lewis tüdőkarcinóma sejtekben és egerekben a mitokondriális redox egyensúly megzavarása révén, ami mitokondriális kialakulásához vezet.oxidatívfeszültségés apoptózis [31]. Ebben a tanulmányban azt találtuk, hogy a vese IR csökkentette az IDH2 expresszióját a tüdőben, és hogy az egerekben az Idh2 deléció súlyosbította a vese IR által kiváltott tüdőkárosodást ésoxidatív stressz. Ezenkívül a mitokondriális antioxidáns-ellátás csökkentette a tüdőkárosodást és a tüdőtoxidatív stressznagyobb csökkenést mutatott az Idh{0}}deletált egereknél, mint a vad típusú alomtársaknál. Ezek az adatok azt mutatják, hogy a vese IR által kiváltott tüdőkárosodás csökkent IDH2 funkcióval és ezt követő mitokondriális növekedéssel jár.oxidatív stressz. Ezenkívül a tüdősérülés és a tüdő nemi különbségei lehetnekoxidatív stressz(jegyezd meg az 1. és 7. ábrát). Azonban bár nagyobb tüdősérülést találtunk ésoxidatív stresszés a Mito-TEMPO nagyobb védőhatása Idh2-hiányos nőstény egerekben, mint a vad típusú nőstény egerekben, hasonló vese utáni BUN-szintek mellett (viszont hasonló mértékű vesekárosodás esetén), ami a a vesekárosodás súlyosságát nem lehet teljesen figyelmen kívül hagyni, mivel a tüdősérülés vesekárosodástól függ. Erre tüdőspecifikus antioxidáns szállító rendszerek vagy tüdősejt-specifikus feltételes knock állatok használatával lehet válaszolni.
A sejtekben a ciliáris hossza dinamikusan változik fiziológiás és patofiziológiai körülmények között. A legújabb tanulmányok kimutatták, hogy a csillók hosszának abnormális változása különféle betegségek kialakulásával és progressziójával, a csillók pedig a mitokondriális funkcióval [17-20,43,46,47]. Fiziológiás körülmények között a csillók hosszának változása vagy reabszorpció vagy megnyúlás révén következik be a normál sejtciklus során [48-51]. A reszorpció egy normális folyamat, amelyben a sejtek visszahúzzák a csillót a sejtbe a sejtciklus GO/Gl-fázisából az S-G2-fázisba való haladás során, és a csillók teljes reabszorpciója a mitózis előtt megtörténik [48-51]. A legújabb tanulmányok kimutatták, hogy a csillók hosszának lerövidülését sejtkárosodás okozza [17-20,46,52]. Korábbi vizsgálatok során azt találtuk, hogy az AKI (Akut vese sérülés)a vese tubuláris hámsejtjeiben a csillók felbomlását idézi elő, ennek következtébenoxidatív stressz[18-20]. Megállapítottuk továbbá, hogy a máj infravörös károsodása a távoli vesék tubuláris sejtjeinek primer csillóinak leválását idézi elő.oxidatív stresszban benvesetubulussejteket, és hogy ezt a pusztulást az antioxidáns kezelés megakadályozza [20]. Ezen túlmenően, az elsődleges csillók hiánya aktiválja a hámból a mesenchymalisba való átmenetet, ami kritikus a fibrózis progressziójához [53], jelezve, hogy a csillók összefüggenek a sérülés utáni reakciók progressziójával. A jelen tanulmányban azt találtuk, hogy a vese IR a tüdősejt csillóinak szétesését okozza, és ezek a megszakadt ciliáris fragmentumok a BALF-ba szabadulnak fel. Ezenkívül az Idh2 törlés növelte az AKI-t (Akut vese sérülés)-indukált csillók megsértése, míg a Mito-TEMPO kezelés megakadályozta a vese IR által kiváltott tüdő csillók károsodását, nagyobb preventív hatással Idh2-/egerekben, mint Idh2 plus/plus egerekben. Ezenkívül azt találtuk, hogy a BALF-tartalmú molekulák erősen oxidálódnak, és a Mito-TEMPO injekció csökkenti a BALF-tartalom oxidációját. Ezért azt feltételezzük, hogy a ROS ésoxidatív stresszcsillószagot okoz. Ezt alátámasztva korábbi tanulmányok során azt találtuk, hogy a hidrogén-peroxid magas koncentrációja megbontja a csillókat a vesetubulusok sejtjeiben [18].
A tüdő jellemzően mozgékony csillókban gazdag szövet, és a légzőcsillók diszfunkciója a mukociliáris clearance károsodásával, a mellkasi fertőzésekkel és a tüdő szerkezetének fokozatos pusztulásával függ össze [54]. A hörgő csúcsi régiójában a csillós sejtek bőséges mitokondriummal rendelkeznek, amelyek ATP-t termelnek a ciliáris mozgáshoz [13]. Tanulmányok beszámoltak arról, hogy a csillós sejtekben a mitokondriális károsodás mind a csillók, mind a tüdősejtek működési zavarát okozza, ami a ROS bőségéhez vezethet [55,56]. Számos tanulmány beszámolt arról, hogy a mitokondriális dinamika károsodása és a mitokondriális károsodás összefüggésben áll a tüdőbetegségekkel [56,57]. Ebben a tanulmányban azt is megállapítottuk, hogy a vese IR kóros növekedést okoz a szuperoxid képződésben és a mitokondriális hasadásban a tüdőben. Ezenkívül a vese IR egerek BALF-jában a ciliáris fragmensek és fehérjék növekedését tapasztaltuk. Ezért azt feltételeztük, hogy a megtérés, legalábbis részben, az AKI-hoz kapcsolódik (Akut vese sérülés)-indukált ALI. Azonban nem tudtuk megkülönböztetni, hogy a tüdősejtek közül mely csillótípusok töredezettek, és mely sejtek a fő ciliáris fragmenseket felszabadító sejtek, a primer és mozgékony csillók specifikus markereinek hiánya és a szövettani vizsgálati korlátok miatt. Ezt a korlátozást további kísérletekkel lehet áthidalni tüdő-specifikus gyógyszerbejuttató rendszerekkel vagy tüdő-specifikus ciliáris genezissel kapcsolatos géncélzás alkalmazásával. Adataink azonban egyértelműen bizonyítják, hogy az AKI (Akut vese sérülés)-kapcsolódó ALI a csillók megzavarásával ésoxidatív stressza tüdősejtekből.
akut vesekárosodás kezelése és a veseműködés javítása: cistanche
Köszönetnyilvánítás
Ezt a tanulmányt a Koreai Nemzeti Kutatási Alapítvány (NRF) (NRF-202OR1A2C2006903, MIST) a Tudományos és IKT-minisztérium (MIST) támogatásával, valamint a Koreai Egészségtechnológiai K+F Projekt támogatásával támogatták ( HI15C0001) a Koreai Egészségügyi Ipari Fejlesztési Intézeten keresztül (KHIDD, az Egészségügyi és Jóléti Minisztérium által finanszírozott, Koreai kormány).
Hivatkozások
[1] F. Fani et al., A szepszishez kapcsolódó patogenetikai mechanizmusok legújabb eredményeiakut vese sérülés, J. Nephrol.31 (2018)351-359.
[2] HSJang és munkatársai, Az ERK aktiválása felgyorsítja a vese tubuláris epiteliális sejtjeinek helyreállítását, míg gátolja az ischaemia/reperfúziós sérülést követő fibrózis progresszióját, Biochim. Biophys. Acta 1832 (2013)1998-2008.
[3] KMPark, A. Chen, JVBonventre, Prevention ofveseischaemia/reperfúzió által kiváltott funkcionális károsodás, valamint a JNK, p38 és MAPKkinázaktiválás távoli ischaemiás előkezeléssel, J. Biol. Chem. 276 (2001)11870-11876.
[4] S. Faubel, CL Edelstein, A tüdősérülés mechanizmusai és mediátoraiakut vese sérülés, Nat. Rev. Nephrol. 12. (2016)48-60.
[5] SA Lee.M. Cozzi. EL.Bush. H, Rabb.Távoli szervi diszfunkció inakut vese sérülés: egy áttekintés, Am. J. Kidney Dis.72 (2018)846-856.
[6] LE White, HT. Hassoun, A szervi áthallás gyulladásos mechanizmusai ischaemiás folyamat soránakut vese sérülés, Internet J.Nephrol. 2012 (2012), 505197.
Jegyzet:a fenti nem teljes referencialista
