A csontritkulás a világ egyre öregedő népességének egyik fő közegészségügyi problémája

Kérlek keress feloscar.xiao@wecistanche.comtovábbi információért

Absztrakt:A csontritkulás világszerte jelentős népegészségügyi probléma, az ösztrogénhiány miatt kialakuló menopauza utáni csontritkulás az esetek hozzávetőleg 3/4-ét eredményezi. Ebben a vizsgálatban 18 idős merinói anyajuhból eltávolították a petefészket, és 10-et kontrollként kezeltek. A petefészek-eltávolított anyajuhok közül hármat hetente 400 mg metilprednizolonnal kezeltek 5 hónapon keresztül, hármat pedig hetente 2 hónapon keresztül, amit egy 3-hónapos gyógyulási időszak követett. 2 hónap múlva öt kontrollállatot és hat petefészek-eltávolított állatot elaltattunk. 5 hónapos korában az összes megmaradt anyajuhot elaltatták. Posztmortem vesemintákat vettünk az NPT1, PTH1R, NPT2a, NPT2c, Klotho, FGFR1Illc, VDR, CYP24A1, CYP27B1, TRPV5, TRPV6, CalD9k, CalD28k, PMCA és NCX1 qPCR analíziséhez. A petefészek-eltávolított juhok szignifikánsan nagyobb VDR expressziót mutattak a többi csoporthoz képest. A 2 hónapig glükokortikoidokkal kezelt petefészek-eltávolított juhok, majd 5 hónapos eutanázia szignifikáns különbségeket mutattak a TRPV5, CYP24A1 és klotho gén expressziójában a többi csoporthoz képest. A klotho-expresszió különbségei az ismételt mértékek kiigazítása után voltak a legmarkánsabbak (p=0.1). A Klotho az "öregedésgátló" hormonként ismert, és részt vesz a kalcium- és foszforanyagcserében. Klotho részt vehet a csont ásványianyag-sűrűségének helyreállításában petefészek-eltávolított birkákban, akiket 2 hónapig glükokortikoidokkal kezeltek, majd 5 hónapos korban eutanáziát követtek el. A klotho szerepének további kutatása javasolt.

További információért kattintson ide

Kulcsszavak:csontritkulás; juh; D-vitamin; foszfátozás; qPCR; kalcium-anyagcsere; foszfor anyagcsere; klotho

1. Bemutatkozás

A csontritkulás a világ egyre öregedő népességének egyik fő közegészségügyi problémája, amely 205-ben közel 17 milliárd dollárba kerül az Amerikai Egyesült Államoknak, és az előrejelzések szerint 2025-re 25 milliárd dollárra fog növekedni [1,2]. Az oszteoporózis terhének hozzávetőleg 70-75 százaléka a nők posztmenopauzális csontritkulásának [1], az elsődleges csontritkulásnak köszönhető, ahol az ösztrogénhiány csökkent csontképződést és fokozott csontfelszívódást eredményez, ami csökkent csonttömeghez és csonttörékenységhez vezet [3] . A csontritkulás másodlagosan is előfordulhat bizonyos okok miatt, például glükokortikoid-kezelés miatt. A juhok jól bevált nagy állatmodellek különféle emberi csontrendszeri betegségekben, beleértve a csontritkulást is[4]. A nagy állatmodellek, például a birkák egyik előnye, hogy képesek az ortopédiai implantátumok, a sebészeti technikák és a bioanyagok tesztelésére. [4] Ezenkívül a juhok viszonylag alacsonyak, könnyen kezelhetők, és bőséges anyagot biztosítanak a teszteléshez. [4,5].

Az oszteoporózis leggyakoribb juhmodelljei a 12 hónapos, ovariectomizált birkák és a 6-hónapos petefészek-eltávolított birkák, amelyek kalcium- és D-vitamin-hiányos étrenden vannak, glükokortikoidokat kapva[4]. Ismert csontritkulást kiváltó faktorok – köztük petefészekeltávolítás, glükokortikoid kezelés és alacsony kalciumtartalmú étrend – kombinációjának felhasználásával mindössze 5 hónap alatt sikerült létrehoznunk a csontritkulás juhmodelljét [6,7], így csökkentve a tartási, a munkaerő és a modellfejlesztéssel kapcsolatos takarmányköltségek. Ebben a modellben az ovariectomia növeli az I-es típusú kollagén (CTX-I, csontreszorpciós marker) és az osteocalcin (csontturnover marker) C-terminális telopeptidjeinek szérumkoncentrációját a kontroll juhokhoz képest. Azoknál a juhoknál, amelyek 2 hónapig glükokortikoid kezelésben részesültek, magasabb volt a szérum CTX-I és alacsonyabb az oszteokalcin koncentrációja. Ezenkívül a combcsont és az ágyéki gerinc csontsűrűsége, valamint a proximális sípcsont teljes és trabecularis volumetrikus csontsűrűsége alacsonyabb volt a kísérletileg kezelt csoportokban, mint a kontrollcsoportokban, különösen a petefészek-eltávolított glükokortikoiddal kezelt anyajuhok esetében [6]. Azt találták, hogy az aminosav- és lipidanyagcsere megváltozott petefészek-eltávolított és glükokortikoiddal kezelt juhokban [7].cistanche wirkungHasonló változásokat találtak más juh-oszteoporózis modellekben is [8].

A Cistanche öregedésgátló hatású

A D-vitaminra reagáló géneket és a foszfátozó rendszert korábban nem vizsgálták petefészek-eltávolított birkamodellekben. A D-vitamin, amelynek aktív formája az 1,{1}}dihidroxi-D-vitamin, végső soron a plazma ionizált kalcium- és foszforkoncentrációjának növekedéséhez vezet, mivel kötődik a D-vitamin receptor (VDR)-retinoid X receptor heterodimeréhez, és megváltoztatja számos vitamin expresszióját. D-reszponzív gének, például kalciumkötő fehérjék (calbindin D9 és 28k (CalD9k, CalD28k)) és kalciumcsatornák (tranziens receptorpotenciál kationcsatorna V alcsalád 5. és 6. tagja (TRPV5, TRPV6), plazmamembrán kalcium-ATPáz (PMCA) , nátrium-kalciumcserélő 1(NCX1)[9]. Az 1,25-dihidroxi-D-vitamin termelése szigorúan szabályozott lépés, melynek során a renális lo-hidroxiláz (CYP27B1) katalizálja a 25-hidroxi-D-vitamin átalakulását 1,25-dihidroxi-D-vitaminná, a 24-hidroxiláz(CYP24A1) enzim pedig a 25-hidroxi-D-vitamint és az 1,{29}}dihidroxi-D-vitamint is inaktív melléktermékekre bontja.cistanche UKA foszfátozó rendszer a plazma foszfor- és kalciumkoncentrációját is szabályozza[10]. Ebben a rendszerben a lynchpin a 23-as fibroblaszt növekedési faktor, amelyet a csontban lévő oszteociták termelnek, és elsősorban a plazma foszforkoncentrációját szabályozza azáltal, hogy kötődik a klotó kofaktorhoz, hogy csökkentse a nátrium-foszfát kotranszporterek (NPT1, NPT2a, NPT2c) expresszióját. [11]. A mellékpajzsmirigyhormon és az 1,{11}}dihidroxi-D-vitamin egymással összefüggő hatásai miatt az FGF23 kalcium-anyagcserére gyakorolt ​​hatásának meghatározása kihívást jelent, de bizonyítékok vannak arra utalva, hogy szabályozhatja a kalcium bélből és a vesében történő felszívódását. kalcium reabszorpció[12,13].

A glükokortikoidok számos hatással vannak a kalcium- és foszforanyagcserére, többek között gátolják a kalcium intestinalis felszívódását, csökkentik a vese tubuláris kalcium-reabszorpcióját és csökkentik a renális foszfor-visszaszívódást [14-16]. Ezen túlmenően kevés kutatás vizsgálta az ösztrogénhiány hatását a D-vitaminra reagáló génekre és a foszfátozó rendszerre [17,18].

Ez a petefészek-eltávolított, alacsony kalciumtartalmú diéta, glükokortikoiddal kezelt birka-modell az oszteoporózisban lehetőséget adott arra, hogy előzetes információkat szerezzünk ezeknek a kezeléseknek a foszfátozásra és D-vitaminra reagáló gének expressziójára gyakorolt ​​hatásairól a juhvesében. Ennek a vizsgálatnak kettős célja volt: (1) annak meghatározása, hogy a petefészek-eltávolítás vagy a petefészek-eltávolítás és a glükokortikoid kezelés megváltoztatta-e a D-vitamin és a foszfátozással kapcsolatos gének expresszióját a vesében; (2) a vese D-vitamin és a foszfátozással kapcsolatos gének közötti kapcsolatok meghatározása, szérum D-vitamin és szérum csontturnover markerek (CTX-I és osteocalcin).

2. Anyagok és módszerek

Az oszteoporózis petefészek-eltávolított és glükokortikoiddal kezelt juhmodelljének kidolgozására korábban részletes módszereket publikáltak [6]. Röviden, az idős merinó anyajuhokat (7-9 éves, n=28) véletlenszerűen csoportokba osztották: kontroll(n=10) petefészek-eltávolított (OVX) (n=12), petefészekeltávolítás és glükokortikoid kezelés (40 mg metilprednizolon szubkután injekcióban) havonta 2 hónapig, majd 3 hónapig kezelés nélkül (n=3) és glükokortikoid kezelés (400 mg metilprednizolon) havonta 5 hónapig (n=3) .citrus bioflavonoidokA juhokat istállóban tartották, és kontroll (115 g/kg kalcium; 2,2 g/birka naponta) vagy alacsony kalciumtartalmú (5 g/kg kalcium; 1 g/birka naponta) juhpellet-koncentrátum táppal etették [19]. A nem vemhes anyajuhok tartási követelményei napi 1,2 g/juh[19].

Vérmintákat vettünk jugularis vénapunkcióval a műtét után 2 és 5 hónappal. Az oszteokalcint a Micro Vue Osteocalcin immunoassay készlettel, a CTX-I-et pedig az IDS Serum CrossLaps ELISA készlettel mértük, amint azt korábban közöltük [6] A szérum összkalcium- és foszforkoncentrációit spektrofotometriával mértük AU680 Clinical Chemistry Analyzer (Beckman Coulter, Brea) segítségével. , CA, USA). A szérum 25-hidroxi-D-vitamin-koncentrációját izotóphígítású folyadékkromatogram; raphios tömegspektrometria segítségével mérték az Endolab, Canterbury Health Laboratories, Christchurch, Új-Zéland.

A hónapokban a kontrollcsoportból 5, az OVX csoportból 6 anyajuhot elaltattak és felboncoltak. 5 hónapos korában a fennmaradó anyajuhokat is elaltatták (kontroll csoport n =5, OVX csoport n=6, OVX plusz 2 m glükokortikoid n=3 és OVX plusz 5 m glükokortikoid n=5 ) és felboncolták. A vesemintákat a haláltól számított 30 percen belül gyűjtöttük, és két részre osztották. Az egyik mintát 10 százalékos semleges pufferolt formalinba helyeztük, és szövettani vizsgálat céljából feldolgoztuk, a másikat pedig folyékony nitrogénben lefagyasztottuk, és -80 fokon tároltuk a hematoxilin és a feldolgozásig. Az elsődleges szerző megvizsgálta a vese eozinnal festett metszeteit, és megerősítette a jelentős elváltozások hiányát.

Minden kísérleti eljárást jóváhagyott a Massey Egyetem Állat-etikai Bizottsága (jóváhagyási szám: 14/103), és az új-zélandi Palmerston North Massey Egyetem élő állatok kutatási célú felhasználására vonatkozó etikai magatartási kódexének megfelelően hajtották végre.

Az RNS extrakciót és a qPCR-t a korábban leírtak szerint végeztük [20,21]. Röviden, Tri Reagent (Gigma-Aldrich Inc, Merck KGaA, Darmstadt, Németország) használtuk az RNS extrakciójához a gyártó utasításai szerint. A genomi DNS-t Ambion Turbo DNS-mentes (Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA, USA) segítségével távolítottuk el a gyártó utasításai szerint. Az RNS-koncentrációt Qubit 2.{36}} fluorométerrel és Qubit RNA széles tartományú vizsgálati készlettel (Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA, USA) határoztuk meg, az RNS minőségét pedig a 260/280 arány meghatározásával és futtatásával határoztuk meg. agaróz gélen. A Transcriptor első szálú cDNS szintézis készletet (Roche) használtuk a cDNS szintetizálására. Minden 20 μl-es reakciókeverék 600 ng RNS-t, 2,5 μM oligo (dT), 8 mM RT reakciópuffert, 1 mM dNTP-t, 10 U reverz transzkriptázt, 20 U RNáz inhibitort és Rnáz-Dnáz-mentes vizet tartalmazott. A reakciót 55 °C-on 30 percig, 85 °C-on 5 percig végeztük, majd 4 °C-ra hűtöttük Applied Biosystems Veriti Thermal Cycler (Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA, USA) alkalmazásával. A valós idejű qPCR-t a StepOne Plus valós idejű PCR gép (Applied Biosystems, Thermo Fisher Scientific Inc, Waltham, MA, USA) segítségével végeztük. Mindegyik PCR-keverék 5 ul Power SYBR Green PCR-mesterkeveréket (Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA, USA), az S1 táblázatban felsorolt ​​koncentrációjú forward és reverse primereket, 10 ng cDNS-t, majd 10 μL-re kiegészített. RNázzal, DNáz-mentes vízzel. A PCR-protokoll 95°-ból 20 másodpercig, 40 ciklusból 95°-on és 60°-on, és végül egy 60°-tól 95°-ig terjedő olvadási görbéből állt, 0,3°/15 s melegítési sebességgel. A vizet és a reverz transzkriptáz nélküli reakcióelegyet negatív kontrollként minden PCR-futásban tartalmaztuk, és minden mintát két párhuzamosban futtattunk. A következő géneket értékelték: NPT1, PTH1R, NPT2a, NPT2c, Klotho, FGFR1IIC, VDR, CYP24A1, CYP27B1, TRPV5, TRPV6, CalD9k, CalD28k, PMCA és NCX1. Korábban megállapították, hogy a PKG1 és az SDHA stabilan expresszálódik juhvesében [20], és a mintákat e gének expressziójához és a génhatékonysághoz viszonyítva normalizálták az 2-AACt módszerrel [22].

A statisztikai elemzést az R Studio 1.3.1093[23] segítségével, az R verzióval végeztük

4.0.3 és a tidyverse, nlme 3.1-150 és Gary

2.1.2 csomagok. Lineáris modelleket alkalmaztunk a log10 transzformált génredő-expressziós adatokra. Az első modellben a génexpresszió volt az eredményváltozó, míg a csoport (kontroll vagy OVX, de a glükokortikoiddal kezelt juhok kivételével) és az idő (2 vagy 5 méteres magasságban elaltatva) függő változók voltak, beleértve az interakciós kifejezést (csoport: idő). A második modellben a génexpresszió volt az eredményváltozó, míg a csoport (kontroll, OVX, OVX glükokortikoid kezeléssel 2 m-ig és OVX glükokortikoid kezeléssel 5 m-ig) volt a függő változó.cynomorium előnyeiMivel több kimeneti változót (gént) teszteltek a csoportok közötti különbségek szempontjából, a p-értékeket a szekvenciális Holm-eljárás segítségével többszörös teszteléshez igazították [24]. A szérum kalcium-, foszfor- és 25-hidroxi-D-vitamin-koncentrációit teszteltük a génexpressziós modellekben, de nem voltak szignifikánsak, és a csoportok közötti szignifikáns különbségek hiánya miatt eltávolították. Ezenkívül főkomponens-analízist alkalmaztunk annak felmérésére, hogy a log10 transzformált génredő-expressziós adatok csoportonként, az eutanázia időpontján vagy a szérum 25-hidroxi-D-vitamin-koncentrációjánként különböznek-e. Spearman-féle páronkénti korrelációt és szórásdiagramokat használtunk a log10 transzformált génredő-expressziós adatok és a szérumanalitok közötti összefüggés vizsgálatára.

3. Eredmények

3.1. A petefészek-eltávolítás, a petefészek-eltávolítás óta eltelt idő és a glükokortikoid-kezelés hatása a szérum kalcium-, foszfor- és 25-hidroxi-D-vitamin-koncentrációjára

Az egyes csoportok szérum kalcium-, foszfor- és 25-hidroxi-D-vitamin-koncentrációira vonatkozó teljes eredményeket az 1. ábra mutatja be." Nem volt szignifikáns különbség a szérum kalcium-, foszfor- és 25-hidroxi-D-vitamin-koncentrációi között petefészek-eltávolított és alacsony kalciumtartalmú diétás csoport és a nem petefészek eltávolítása megfelelő kalcium-étrendű csoport, valamint a petefészek-eltávolítás óta eltelt idő 2 hónap és 5 hónap. Ezek az eredmények arra utalnak, hogy az alacsony kalciumtartalmú diétával kombinált petefészek-eltávolítás nem befolyásolta a szérum kalciumkoncentrációját. Birkák, amelyekre petefészek-eltávolítás történt és hónapokig glükokortikoiddal kezelték, majd 5 hónapos korában eutanáziát követtek el, és szignifikánsan alacsonyabb szérum kalciumkoncentrációt mutattak (p =0.0462, adj R20.13), összehasonlítva a kalciumszegény diéta mellett 5 m petefészek eltávolításával és 5 m petefészek eltávolításával alacsony kalciumtartalmú diéta és glükokortikoiddal kezelt juhok. Az adatok vizsgálata azonban azt sugallja, hogy ennek oka lehet, hogy egy állat hipokalcémiás volt (1,52 mmol/L, referencia tartomány 2.{17}},7 mmol/L); eltávolítása nak,-nek ez az állat eltávolított minden jelentőséget.sivatagi jácintAz összes többi juh szérum kalciumkoncentrációja a referencia tartományon belül volt. Nem észleltek különbséget a szérum foszfor- vagy 25-hidroxi-D-vitamin-koncentrációiban 5 m-es petefészek-eltávolított és glükokortikoiddal kezelt juhokban.

3.2. A petefészek-eltávolítás és az ovariectomia óta eltelt idő hatása a D-vitaminra és a foszfatoninnal kapcsolatos génexpresszióra a vesében

A D-vitamin és a foszfátozással kapcsolatos gének génexpressziója nem járt együtt a petefészek-eltávolítással vagy az ovariectomia óta eltelt idővel (2. ábra). A kivétel a D-vitamin receptor (VDR) volt, ahol az OVX csoport szignifikánsan nagyobb VDR expressziót mutatott (p=0.05, adj R2 0.16); ez a szignifikancia azonban eltűnt az ismételt intézkedésekhez való igazítás után.

3.3. Ovariectomia és glükokortikoid kezelés hatása a D-vitamin és a foszfatoninhoz kapcsolódó génexpresszióra a vesében 5 hónappal a műtét után

A teljes eredményeket a 3. ábra mutatja be. A PTH1R expressziója szignifikánsan magasabb volt az OVX birkákban, amelyeket 5 hónapig glükokortikoiddal kezeltek a többi csoporthoz képest (p=0,04, adj R40,18), míg a TRPV5-ben (p{) A {8}}.01, adj R20.31) és a CYP24A1(p=0.005, adj R40.40) expresszió szignifikánsan magasabb volt a 2 hónapig glükokortikoidokkal kezelt OVX juhokban, mint a többi csoportban.

A klotho expressziója szignifikánsan különbözött az összes csoport között (p =0,01, adj R20,48), a legalacsonyabb expresszióval a kontroll juhokban. A 2 hónapon keresztül glükokortikoidokkal kezelt OVX juhok voltak a legmagasabbak (p =0,002), ezt követték az OVX juhok (p{7}},008), majd az OVX juhok, amelyeket 5 hónapig glükokortikoiddal kezeltek (p{). {10}}.03). Ismételt mérésekkel korrigálva azonban a génexpresszió nem különbözött szignifikánsan ezekben a csoportokban, a klotho mutatta a legnagyobb különbséget az 5 hónapon keresztül glükokortikoidokkal kezelt OVX juhoknál (p=0.1).

Hasonlóképpen, a VDR kifejeződése szignifikánsan eltérő volt az összes csoport között (p=0.03, adj R20.38). A VDR legnagyobb expressziója a hónapokig glükokortikoiddal kezelt OVX juhokban (p=0.009), ezt követte az OVX juhokban (p=0.01), majd a glükokortikoidokkal kezelt OVX birkákban 5 hónapig. (p=0.05), és a legalacsonyabb expresszió a kontroll juhokban volt jelen.

3.4. A csoportok közötti általános génexpresszió PCA

Az OVX, a kontroll és az eutanázia PCA elemzése 2 és 5 hónapos korban nem tudta elkülöníteni a különböző csoportokat (S1 ábra). A PCL és a PC2 magyarázta a változás 69,6 százalékát. Hasonlóképpen, az 5 hónapos korban elaltatott csoportok PCA elemzése sem tudta elkülöníteni a különböző csoportokat. A PCL és a PC2 a variáció 53,2 százalékát magyarázza (S2 ábra). A PCA elemzés azt mutatta, hogy a teljes génexpresszió nem magyarázható a szérum kalcium és foszfor 25-hidroxi-D-vitamin koncentrációjával (S3 ábra).

3.5. Páronkénti korreláció az összes analit és a génexpresszió között

Az ovariectomiás státusztól, a táplálék kalciumtartalmától, a petefészek eltávolítása óta eltelt időtől (2 m vagy 5 m) vagy a glükokortikoid kezelés állapotától függetlenül az NPT1 gén expressziója szignifikánsan és pozitívan korrelált (p<001) with="" pth1r,="" npt2c,="" klotho,="" cyp24a1,="" trpv5,="" cald9k,="" and="" cald28k="" gene="" expression.="" pth1r="" was="" significantly="" positively="" correlated=""><001) with="" npt2c,="" klotho,="" cyp24a1,="" cyp27b1,="" trpv5,="" and="" cald28k.="" npt2a="" was="" significantly="" positively="" correlated=""><0.001) with="" fgfr1wic.="" klotho="" was="" significantly="" positively="" correlated=""><0.001) with="" cyp24a1,="" cyp27b1,="" trpv5,="" and="" cald28k.="" cyp24a1="" was="" significantly="" positively="" correlated=""><0.001) with="" trpv5="" and="" cald28k.="" trpv6="" was="" significantly="" positively="" correlated=""><0.001) with="" cal9dk="" and="" pmca,="" while="" cal9dk="" was="" significantly="" positively="" correlated=""><0.001) with="" cald28k="" and="" pmca.="" none="" of="" the="" serum="" analytes="" measured="" (osteocalcin,="" ctx,="" 25ohd,="" ca,="" and="" p)="" were="" correlated="" with="" the="" expression="" of="" any="" genes.="" the="" full="" pairwise="" correlations="" are="" shown="" in="" figure="">

4. Megbeszélés

A tanulmány eredményei arra utalnak, hogy a petefészek-eltávolított juhok glükokortikoidokkal történő kezelése volt a legnagyobb hatással a génexpresszióra, míg maga az ovariectomia és az ovariectomia óta eltelt idő (2 és 5 hónap) csekély hatással volt a génexpresszióra. Egyváltozós analízisben szignifikáns különbségek voltak a TRPV5, CYP24A1 és klotho gén expressziójában 2 hónapig glükokortikoiddal kezelt petefészek-eltávolított, majd 5 hónapos eutanáziával kezelt birkákban, valamint 5 hónapig glükokortikoiddal kezelt petefészek-eltávolított birkák PTH1R-értékében. A különbségek a klotho expresszióban voltak a legmarkánsabbak az ismételt mérésekhez való igazítás után.

Ezeknek a juhoknak a proximális sípcsontjának kvantitatív perifériás számítógépes tomográfiája azt mutatta, hogy az ovariectomia 8 százalékkal csökkentette a teljes volumetrikus csont ásványi sűrűséget (vBMD), az 5 hónapig tartó ovariectomia 27 százalékkal, az ovariectomia glükokortikoidokkal és 2 hónapig 5 hónapig csökkentette a glükokortikoid kezelést. 13 százalékkal [6]. Érdekes módon a trabekuláris BMD, a trabekuláris terület és a trabekuláris csont ásványianyag-tartalma hasonló vagy nagyobb volt, mint a 2 hónapig glükokortikoiddal kezelt, majd 5 hónapon át elaltatott petefészek-eltávolított birkákban, ami a csonttömeg helyreállására utal [6]. A glükokortikoidoknak számos jól dokumentált hatása van a csontokra, amelyek glükokortikoidok által kiváltott csontritkulás kialakulásához vezetnek. E hatások közé tartozik az oszteoblaszt progenitor sejtek és oszteoblasztok képződésének gátlása, az oszteoblaszt apoptózis fokozása és az oszteoid termelés csökkentése, amelyek mindegyike csökkenti a csontképződést [25,26]. Ugyanakkor a glükokortikoidok fokozzák a csontfelszívódást azáltal, hogy csökkentik az OPG expressziót, fokozzák a RANKL expressziót, fokozzák az oszteoklaszt képződést, csökkentik az oszteoklaszt apoptózist, valamint fokozzák a katepsinek és a mátrix metalloproteinázok oszteoklasztok általi szekrécióját [25,26].

A Klotho a foszfátozó rendszer szerves komponense, ezáltal a vesében a 23-as fibroblaszt növekedési faktorhoz (FGF23) kötődik. A klotho-FGF23 komplex ezután az FGFR1IIC receptorhoz kötődik, amely számos sejtpályát indít el, és végső soron a vese 24-hidroxiláz (CYP24A1) expressziójának fokozódását, valamint a renális la-hidroxiláz (CYP27B1) és a vesetubulárisok csökkenését eredményezi. Na/P II kotranszporterek (NPT2a és 2c) [10]. A klotho fokozott expressziója (amelyekben a különbségek az ismételt mérések kiigazítása után a legmarkánsabbak voltak) 2 hónapig glükokortikoidot szedő, majd 5 hónapon keresztül elaltatott birkákban megmagyarázhatja a megnövekedett CYP241 expressziót, amely ebben a juhcsoportban is megfigyelhető, annak ellenére, hogy nincs szignifikáns különbség a birkákban. szérum 25OHD koncentráció.

A Klotho az öregedésgátló fehérjeként ismert, és a klotóhiányos egerek alacsony csontképződéssel és csontreszorpcióval rendelkeznek, ami alacsony csontturnulási osteopeniához vezet [27,28]. Ezen túlmenően, a specifikus klotho gén polimorfizmusai az emberi csont ásványianyag-sűrűségének csökkenésével járnak [29,30]. Az oldható klotó fokozza a korai növekedési válasz fehérje 1-et (EGR-1), és indukálja a csontdifferenciálódási markerek expresszióját az oszteoblaszt sejtkultúrában [31] Ezenkívül a glükokortikoidok elnyomhatják a fibroblaszt 232 növekedési faktort]. Valószínűleg a 2 hónapon át glükokortikoidokkal kezelt, majd 5 hónapos korban elaltatott birkák nagyobb klotho expressziója tükrözi ennek a juhnak a glükokortikoid kezelés utáni felépülési folyamatát, és tekintettel a csontképzésben és a felszívódásban játszott szerepére, a csontok helyreállításának kulcsfontosságú hajtóereje. és ezért potenciálisan az emberek csontritkulásának kezelési célpontja.

Mindazonáltal az OVX juhok is megnövekedett klotho expressziót mutattak a kontroll juhokhoz képest. Hasonlóképpen, egy aromatázhiányos egereken végzett tanulmány kimutatta, hogy az ösztrogénhiány növelte a klotho fehérje szintjét, és az ösztradiol kezelés csökkentette a klotho expressziót ezekben az egerekben[17]. Egerekben az ösztrogén leszabályozza az NPT2a-t egy olyan folyamatban, amely független a klotho/FGF23-tól és a PTH-tól[18]. Ez a hatás azonban ebben a vizsgálatban nem volt megfigyelhető a petefészek-eltávolított juhoknál. Egyébként kevés irodalom áll rendelkezésre az ösztrogénhiány klotóra gyakorolt ​​hatásáról. További kutatásoknak meg kell vizsgálniuk mind a petefészekeltávolítás, mind a glükokortikoidok hatását a klotho expresszióra, tekintettel az öregedésben és a krónikus vesebetegségben játszott szerepére.

A TRPV5 egy epiteliális kalciumcsatorna, amely főként a vese disztális, csavarodott tubulusaiban és összekötő tubulusaiban expresszálódik [20,33]. A TRPV5 csatorna konstitutívan nyitott, de kalciumfüggő inaktiváción megy keresztül a kalmodulinnal, egy kalcium-érzékelő fehérjével kapcsolatban [34]. A TRPV5 expresszióját PTH és 1,25(OH)D3 növelheti [35]. Az egyik birka, amely 2 hónapig glükokortikoidot kapott, majd 5 hónapos korában elaltatták, hipokalcémiás volt, és a szérum kalciumkoncentrációja szignifikánsan alacsonyabb volt ebben a csoportban a többi csoporthoz képest. Ezért valószínű, hogy a megnövekedett TRPV5 expresszió a csökkent szérum kalciumkoncentráció eredménye ezekben az állatokban. Kimutatták, hogy a glükokortikoidok csökkentik a kalcium felszívódását a bélben a TRPV6 és CalD9k expressziójának csökkentésével [36,37] és fokozzák a kalcium vizelettel történő kiválasztását [14], de a klinikailag jelentős hipokalcémia egészséges egyénekben nem gyakori. Hasonlóképpen, az alacsony szérumkalcium-koncentrációjú juhok nem mutatták a hipokalcémiás tetania klinikai tüneteit. Alternatív megoldásként a TRPV5 megnövekedett expressziója 2 hónapig glükokortikoidokkal kezelt, majd 5 hónapos korban elaltatott juhokban a gyógyulási folyamatot tükrözheti, ahol a helyreállított trabekuláris BMD, terület és csont ásványianyag-tartalmának pótlásához a kalcium fokozott felszívódása szükséges a veséből.

Az 5 hónapig glükokortikoiddal kezelt juhokban a PTH1R expresszió megnövekedett a többi csoporthoz képest. Ezen túlmenően, más csoportokhoz képest, a csoportban lévő birkák expressziójában csekély eltérés volt. Míg 5 hónapig glükokortikoidokkal kezelt birkák szérum kalciumkoncentrációjában nem tapasztaltak különbséget, ez valószínűleg a PTH és receptora fokozott hatásával hozható összefüggésbe. A glükokortikoidok PTH szekrécióra és hatásra gyakorolt ​​hatása nem tisztázott. Egyes embereken végzett vizsgálatok azt találták, hogy a glükokortikoiddal kezelt betegek szérum PTH-koncentrációja megemelkedett, csökkent kalcium-felszívódás, fokozott kalcium-kiválasztás a vizelettel és csökkent csonttömeg [38,39]. A legtöbb tanulmány azonban nem talált változást a szérum PTH-koncentrációjában emberben glükokortikoid-kezelés hatására [38,40,41]. Egy tanulmány kimutatta, hogy a glükokortikoidok talán a PTH szekréciójának megváltoztatásában rejlenek, a glükokortikoiddal kezelt egyénekben a PTH fokozott pulzáló szekréciójával [4]. Mások a dexametazon-kezelés hatására megnövekedett PTH1R-expressziót mutattak ki mezenchimális őssejtekben és oszteoblasztszerű sejtekben [43,44]. Mint ilyen, a vese PTH1R expressziójának növekedése az 5 hónapig glükokortikoidokkal kezelt juhokban valószínűleg az 5 hónapos glükokortikoid kezelésnek köszönhető.

Míg az ovariectomia enyhén alacsony kalciumszegény étrenddel kombinálva minimális változást eredményezett a génexpresszióban, úgy tűnt, hogy megváltoztatta a VDR expresszióját, mivel az ovariectomizált juhok enyhén alacsony kalciumszintű diétán nagyobb VDR-expressziót mutattak a kontroll juhokhoz képest. Ez ellentétben áll a petefészek-eltávolított patkányokon végzett vizsgálattal, amely szerint a normál kalciumszintű étrenddel táplált állatoknál megnövekedett a vese VDR-expressziója, míg az alacsony kalciumtartalmú étrenddel tápláltoknál csökkent a VDR-expresszió [45]. Ebben a jelen birkavizsgálatban nehéz elkülöníteni az ovariectomia hatását a VDR vese expressziójára az alacsony kalciumtartalmú étrend hatásától. A szérum kalciumkoncentrációjában azonban nem volt szignifikáns különbség a csoportok között (kivéve a glükokortikoid csoportot), ami arra utal, hogy az enyhén alacsony kalciumtartalmú étrendnek minimális hatása volt, és a VDR-re gyakorolt ​​​​hatások valószínűleg az ovariectomiának köszönhetők. Ezeknek az összefüggéseknek a vizsgálatához azonban további kutatásokra lesz szükség.

Két korábbi tanulmány vizsgálta a D-vitaminra reagáló gének és a foszfátozással kapcsolatos gének közötti külön kapcsolatot a juhvesékben [20,21]. A D-vitamin és a foszfátozási útvonalak közötti kapcsolatokat azonban nem vizsgálták. Érdekes módon a két tanulmányban közölt gének közötti legjelentősebb korrelációk ebben a birkavizsgálatban is igazak a génkapcsolatokra, ami arra utal, hogy a vizsgálatok eredményei és a gének közötti kapcsolatok következetesek.cistanche salsa kivonatA korábban nem közölt érdekes összefüggések közül, amint azt a kalcium-metabolizmusban játszott döntő szerepe miatt várható is, a PTH1R expressziója erősen korrelált a CalD28k, CalD9k, TRPV5 CYP27B1, CYP24A1, VDR, Klotho és NPT2c-vel. A klotho expressziója erősen korrelált a TRPV5 génexpressziójával, ami összhangban van más szakirodalmakkal, amelyek azt mutatják, hogy a klotho felszabályozza a TRPV5-öt és elősegíti a vese kalcium reabszorpcióját [46,47].

Sajnos a különböző csoportokat nem lehetett elkülöníteni a D-vitamin-reszponzív és a foszfátozó gén expressziója alapján PCA-analízissel. Ez valószínűleg a tanulmány fő korlátjának – a kis mintaméretnek – köszönhető. Mivel mindegyik csoportban csak 3-6 állat található, ez valószínűleg korlátozta a csoportok közötti génexpressziós különbségek kimutatásának képességét.

5. Következtetések

Ennek a vizsgálatnak az eredményei azt mutatják, hogy a génexpresszióban a legmarkánsabb különbségek a vese klotho expressziójában voltak olyan petefészek-eltávolított birkákban, amelyeket 2 hónapig glükokortikoiddal kezeltek, majd 5 hónapos felépülési időszak következett. Mivel a klotho az "öregedésgátló" hormon, és kritikus szerepet játszik a kalcium- és foszfát-anyagcserében, lehetséges, hogy ez a hormon kritikus szerepet játszik a trabekuláris csontsűrűség és -terület helyreállításában a kezelt juhokban, és ezért potenciálisan az emberi csontritkulás kezelési célja. Azonban több kutatásra van szükség a glükokortikoidok és az ovariectomia klotóra gyakorolt ​​hatásairól.

Ez a cikk az Animals 2022, 12, 67-ből származik. https://doi.org/10.3390/ani12010067 https://www.mdpi.com/journal/animals