A PGC-1 gátolja az NLRP3 gyulladást a mitokondriális életképesség megőrzésén keresztül, hogy megvédje a vesefibrózist Ⅱ

VITA

A jelen tanulmány kimutatta, hogy a PGC{0}} mérsékelte a mitokondriális károsodást és az oxidatív stressz szintjét, helyreállította a mitokondriális integritást és a TNFAIP3-at, valamint gyengítette az NLRP3 gyulladásos útvonal aktiválódását a TGF- -kezelt RTEC-ekben és állatmodellekben.vese sérülés. Ezek a fejlesztések egyidejűleg azt eredményeztékcsökkent sejtkárosodás és fibrózis. Az NLRP3 gyulladás PGC-1 általi szabályozásának lehetséges mechanizmusát bemutató sematikus ábra a 11. kiegészítő ábrán látható. A tanulmány eredményei a PGC-1 szerepét mutatják be az NLRP3 gyulladás szabályozásában. jelátvitel a mitokondriális életképesség és dinamika modulálásával, és egy lehetségesa PGC-1 terápiás potenciálja vesekárosodás esetén.

SZEREZZE MEG TERMÉSZETES SZERVES CISTANCHE KIVONATOT 25% ECHINACOSID-AL ÉS 9% AKTEOZID-AL VESEFERTŐZÉSRE

Az NLRP3 inflammaszóma szerepet játszik asejtkárosodás patogenezise, gyulladás, és fibrózis inkülönféle vesekárosodásmodellek [15–19, 27–29]. Korábbi tanulmányokkal összhangban kimutattuk, hogy az NLRP3 gyulladásos útvonalak, köztük az NLRP3, ASC, IL-1 és IL-18 expressziós szintje megemelkedett a TGF{{ sejtkárosodás markereinek emelkedett expressziós szintjével együtt. 8}} kezelt RTEC-eket és állatmodelleket adenin diétával és UUO-val. Számos, a vesetubuláris sejtkárosodás során felszabaduló károsodással összefüggő molekuláris mintázat (DAMP) feltételezhető, hogy aktiválja az NLRP3 gyulladást [27, 30–37]. Nevezetesen, a vese intrinsic sejtek expresszálják az NLRP3 gyulladásos útvonal komponenseit [38], és ennek a jelátvitelnek az aktiválása hozzájárulhat a vesekárosodáshoz [15, 29]. Azonban nem biztos, hogy az NLRP3 hogyan aktiválódik ezekben a sejtekben. Ebben a tanulmányban különösen a mitokondriális biogenezis szabályozóira összpontosítottunk, mivel a diszregulált mitokondriumok kiválthatják az NLRP3 gyulladásos útvonal aktivációját [39, 40].

Tekintettel a vesében található bőséges mitokondriális tartalomra, egyre nagyobb figyelmet fordítanak a PGC-re-1 a vesebetegségek kutatási területén. A vesében a PGC-1 expressziója a kéregben és a külső velőben lokalizálódik, ami a magas mitokondriális aktivitású régióknak felel meg [41]. Mivel láthatóan sérült mitokondriumok figyelhetők meg a vesekárosodás különböző formáiban, számos tanulmány igazolta a PGC-1 döntő fontosságú védő szerepét a vesebetegség-modellek ellen [41–43]. Emellett egyre több bizonyíték van arra vonatkozóan, hogy a PGC-1 elvesztése hozzájárul a vesefibrózis és az azt követő CKD kialakulásához [9, 44, 45]. A Notch-indukált vesesérülési modellben a PGC-1 a tubulussérülést is megvédte és javította a fibrózist [9]. Itt bemutattuk a PGC-1 szerepét a vesekárosodás megelőzésében az NLRP3 gyulladásos útvonal szabályozásának fényében. A PGC-1 plazmiddal és metforminnal történő túlzott expressziója gyengítette a TGF- 1-indukált sejtkárosodást, valamint aktiválta az NLRP3 gyulladást. Ezek az eredmények összhangban voltak az adeninnel táplált és UUO egérmodellekkel. Ezzel szemben a PGC-1 leszabályozása fokozta az NLRP3 gyulladásos és sejtsérülések aktiválódását.

Eddig kevés tanulmány vizsgálta a PGC{0}} és az NLRP3 közötti kapcsolatot. Diao et al. [46], súlyos égési sérülés által kiváltott endoplazmatikus retikulum stressz hepatocitákban aktiválta az NLRP3 gyulladást. Érdekes módon a máj NLRP3 gyulladásos aktiválódása párhuzamos volt a PGC gátlásával-1. Tovább vizsgálták a PGC-1 upstream szabályozóit, például a protein kináz A katalizátort, az AMPK-t és a sirtuint-1, amelyek mindegyike szignifikánsan csökkent égési sérülés után. Felvetették, hogy a PGC-1 hiánya fontos szerepet játszhat az anyagcsere-rendellenességekben, és hozzájárul az NLRP3 gyulladásos útvonal aktiválásához. Ez a tanulmány azonban nem tisztázta, hogy a PGC{11}} hogyan vesz részt az NLRP3 folyamatban.

Ebben a tanulmányban számos olyan mechanizmust mutattunk be, amelyeket a PGC-1 szabályoz aNLRP3 gyulladásos úta vesében. Tekintettel arra, hogy a PGC-1 kulcsszerepet játszik a mitokondriális biogenezis és a mitokondriális dinamika szabályozásában, és a diszregulált mitokondriumok kiváltják az NLRP3 útvonalat, feltételezhető, hogy a PGC-1 szabályozhatja az NLRP3 gyulladásos útvonalat a mitokondriális életképesség modulálásával. Kísérleteinkből kiderül, hogy a mitokondriális dinamikus gének expressziós szintje diszregulált volt a TGF- 1-kezelt RTEC-ekben. Ezeket a változásokat a PGC-1 és a metformin túlzott expressziója helyreállította, míg a PGC-1 csökkent szabályozása súlyosbította ezt a diszregulációt. A PGC-1 TGF- 1-indukálta mitokondriumkárosodás szerkezeti javulását MitoTracker festéssel és elektronmikroszkóppal is megfigyelték. A mitokondriumok funkcionális vizsgálata azt mutatta, hogy a PGC-1 helyreállítása szignifikánsan javította a csökkent mitokondriális membránpotenciált és a csökkent oxigénfogyasztási arányt a TGF- 1--kezelt RTEC-ekben. Végül megmutattuk az mtDNS felszabadulását a citoszolba a mitokondriális frakcióból TGF- 1-kezelt RTEC-ekben. Az mtDNS felszabadulását a Ppargc1a túlzott expressziója akadályozta meg.

Meg kell jegyezni, hogy a mitokondriumok által vezérelt mtDNS ismerten aktiválja az NLRP3 gyulladást [39, 47]. Ezek az eredmények együttesen arra utalnak, hogy a szabályozott mitokondriális dinamika hozzájárul az NLRP3 gyulladásos folyamatának aktiválásához, és ennek következtében a vese tubulointerstitialis gyulladásához és fibrózisához. Lehetséges azonban kölcsönös kölcsönhatás a mitokondriális sérülés és az NLRP3 gyulladás között. Yu és munkatársai egy korábbi tanulmányában. kimutatták, hogy az NLRP3 gyulladásos aktiválódása többféle úton is okoz mitokondriális károsodást [39]. Hasonlóképpen azt is kimutattuk, hogy az NLRP3 elnémítása gyengítette az NLRP3 jelátviteli útvonal aktiválását, és a mitokondriális dinamika javulásához vezetett. Ezek az eredmények kétirányú kölcsönhatás lehetőségét jelzik az NLRP3 és a mitokondriumok között.

8. ábra A PGC-1 szabályozza az mtDNS, az oxidatív stressz és a TNFAIP3 felszabadulását, hogy szabályozza az NLRP3 gyulladást. Az mtDNS kópiaszáma a mitokondriális frakcióban csökkent, míg a citoszol frakcióban nőtt a TGF- 1--kezelt RTEC-ekben, amit a Ppargc1a túlzott expressziója megfordított. B MitoSOX festéssel végzett konfokális mikroszkópos analízis a mitokondriumok által generált ROS fokozott termelését mutatta ki TGF- 1--kezelt RTEC-ekben, ami csökkent a Ppargc1a és a metformin túlzott expressziójával. Ezzel szemben az siPGC-1 fokozta a mitokondriális ROS-termelést. C Mitokondriumok által generált ROS kimutatása TGF{11}}kezelt RTEC-ekben FACS elemzéssel. D Az oxidatív stressz szintjének MDA-val végzett mérése az oxidatív stressz szintjének csökkenését mutatta a TGF- 1-kezelt RTEC-ekben a Ppargc1a és a metformin túlzott expressziójával, amelyeket az siPGC-1 növelt. E Az MDA-val mért oxidatív stressz szintek csökkentek az adeninnel táplált egerekben metforminnal. A TNFAIP3 F, G mRNS és fehérje expressziós szintje a TGF- 1-kezelt RTEC-ekben megemelkedett a Ppargc1a és a metformin túlzott expressziójával, amelyeket az siPGC-1 csökkentett. A TNFAIP3 H mRNS és fehérje expressziós szintjét adeninnel táplált egerekben metforminnal növeltük. Megjegyzés: *P < 0.05 vs. kontroll; **P < 0,05 vs. TGF- -kezelt RTEC-ekkel vagy adeninnel táplált egerekkel. PGC-1 peroxiszomális proliferátor-koaktivátor- 1; mtDNS mitokondriális DNS; NLRP3 NOD-szerű receptorcsalád, pirin domént tartalmazó 3; RTEC; vese tubuláris epiteliális sejt; ROS reaktív oxigénfajták; MDA malondialdehid; TNFAIP3 tumor nekrózis faktor által indukált protein 3; FACS Fluoreszcenciával aktivált sejtválogatás; Ade adenin; Metforminnal találkoztam.

A PGC-1 kritikus szerepet játszik az olyan esszenciális metabolikus folyamatokban is, mint a zsírsav-oxidáció, az oxidatív foszforiláció és a ROS méregtelenítése [48–50]. Ezenkívül számos NLRP3-aktiváló inger kapcsolódik a ROS-termeléshez [32]. Így az oxidatív stresszszintek PGC-1 általi szabályozása hatással lehet az NLRP3-ragyulladásos aktiváció. Mostanában mitokondriálisROS gyártásleírták, hogy kiváltja az NLRP3 gyulladás aktiválódását a vese tubulointersticiális fibrózisa során. Zhuang et al. [22] arról számolt be, hogy mitokondriális eredetű oxidatív stressz által közvetített albumin által kiváltott mitokondriális diszfunkció és ezt követő vesetubuláris sérülés. Ezenkívül az NLRP3 gyulladás aktiválódott a vesében az albumin túlterhelés hatására, amelyet az MnTBAP, a mitokondriális ROS-fogó teljesen megszüntetett. Ezekkel az eredményekkel összhangban kimutattuk, hogy a fokozott oxidatív stressz összefüggésbe hozható az NLRP3 gyulladásos útvonal aktiválásával a vesekárosodás során. Ezt a megnövekedett oxidatív stressz szintet a Ppargc1a és a metformin túlzott expressziója csökkentette, míg a Ppargc1a leszabályozása után fokozódott. Az oxidatív stressz szintjének metformin általi csökkentését két különböző állatmodell is megerősítette. Összességében a megnövekedett oxidatív stresszszintek, beleértve a PGC-1-hiány által okozott mitokondriális ROS-termelést, az NLRP3 gyulladásos folyamatának aktiválódását, és ennek következtében a vese tubulointersticiális gyulladását és fibrózisát eredményezhetik.

A TNFAIP3-ról ismert, hogy a PGC-1 közvetlenül szabályozza, és szerepet játszik az NLRP3 gyulladásos útvonal inaktiválásában a gyulladásos sejtekben, például a makrofágokban. Kang és mtsai. [51] kimutatta, hogy a diszfunkcionális telomerek makrofág-mitokondriális distresszt, metabolikus egyensúlyhiányt és az NLRP3 gyulladásos hiperaktivációját okozzák. Megállapították, hogy a PGC-1 /TNFAIP3 tengely a telomer homeosztatikus szerepéért felelős mechanizmus, és ezen tengely zavara gyulladásos Terc−/− makrofágokhoz és súlyos bakteriális tüdőgyulladáshoz vezetett Terc−/− egerekben. Jelen tanulmányban a TGF- 1 csökkentette a Tnfaip3 transzkriptum szintjét az RTEC-ekben. A PGC-1 visszaállította ezeket a változásokat, míg a Ppargc1a leütése tovább csökkentette a Tnfaip3 szintet. Érdekes módon azt találtuk, hogy a Ppargc1a és a Drp1 leütése a TGF- 1--vel kezelt RTEC-ekben nem csökkentette az NLRP3 gyulladásos aktivitását, míg a Ppargc1a túlzott expresszióját és a Drp1 leütést mutató RTEC-ek kevésbé aktiválták az NLRP3 gyulladást. Ezek az eredmények arra utalnak, hogy a PGC{22}} a mitokondriális dinamikán túl más útvonalakon, például a TNFAIP3-on keresztül is képes modulálni az NLRP3 jelátvitelt.

A metformint a PGC közvetett aktivátoraként használtuk-1. A metformin farmakológiai dózisa aktiválhatja az AMPK-t és fokozhatja az ATP szintézisét különböző sejtekben, beleértve a vese belső sejtjeit is [52–55]. Ebben a vizsgálatban 1 mM metformint használtunk korábbi vizsgálatok alapján, amelyek azt mutatták, hogy ez a metformin dózis csökkentette a vesefibrózist, az ER stresszt és aktiválta az AMPK aktivitást. Adeninnel táplált egerek és TGF{5}}-val kezelt RTEC-ek veséjében a p-AMPK expressziója csökkent. Ezzel szemben a metformin kezelés megfordította a p-AMPK csökkent expresszióját. Ezek a változtatások összhangban voltak a PGC-vel-1. Bizonyítékok vannak arra vonatkozóan, hogy a metformin aktiválja az AMPK–PGC-1 tengelyt, és klinikai vizsgálatok születnek a metformin vesekárosodás elleni jótékony hatásairól. A szív- és érrendszeri események Aranesp-terápiával való csökkentését célzó kísérlet (TREAT) posthoc elemzésében a metformin-használat független módon 23%-kal alacsonyabb kockázatot jelentett a vesebetegség összetett kimenetelének [56]. Ezenkívül Kwon és munkatársai egy közelmúltbeli megfigyeléses tanulmánya. kimutatták, hogy a metformin használata a végstádiumú veseelégtelenség szignifikánsan alacsonyabb kockázatával járt 10 426 2-es típusú cukorbetegségben szenvedő betegnél [57]. A metformin AMPK-t aktiváló képessége a közelmúltban felkeltette a figyelmet a policisztás vesebetegségben, mivel a metforminnak ez a hatása csökkentette a sejtproliferációt a rapamicin útvonal emlős célpontjának gátlása és a ciklikus AMP szint gátlása révén preklinikai vizsgálatokban [58, 59]. Mindazonáltal a metformin előrehaladott CKD-ben történő alkalmazása magában hordozza a tejsavas acidózis kockázatát [60]. Így a jövőbeli vizsgálatok során mérlegelni kell a metformin tejsavas acidózis elleni jótékony hatásait.

Összefoglalva, bemutattuk a PGC-1 szerepét az NLRP3 gyulladásos aktiváció szabályozásában a mitokondriális dinamika és életképesség modulálása révén, valamint a TNFAIP3 vesekárosodás során. Ezek az eredmények azt sugallják, hogy az NLRP3 gyulladás gátlása PGC-1 által a jövőben a CKD elleni terápiás célpont lehet.

IRODALOM

1. Saran R, Robinson B, Abbott KC, Agodoa LYC, Bragg-Gresham J, Balkrishnan R,et al. Az Egyesült Államok veseadatrendszerének 2018-as éves adatjelentése: a vesebetegség epidemiológiájaaz Egyesült Államokban. Am J Kidney Dis. 2019;73:A7–a8. 2. Coresh J, Selvin E, Stevens LA, Manzi J, Kusek JW, Eggers P és mások. Elterjedtségekrónikus vesebetegség az Egyesült Államokban. JAMA. 2007;298:2038–47. 

3. Levey AS, Atkins R, Coresh J, Cohen EP, Collins AJ, Eckardt KU és mások. Krónikusvesebetegség, mint globális népegészségügyi probléma: megközelítések és kezdeményezések - aa Kidney Disease Improving Global Outcomes munkatársának álláspontja. Kidney Int.2007;72:247–59. 

4. Tonelli M, Wiebe N, Culleton B, House A, Rabbat C, Fok M, et al. Krónikus vesebetegségek és halálozási kockázat: szisztematikus áttekintés. J Am Soc Nephrol.2006;17:2034–47. 

5. Park S, Lee S, Jo HA, Han K, Kim Y, An JN és mások. A folyamatos vese epidemiológiájahelyettesítő terápia Koreában: az Országos Egészségbiztosítási Szolgálat eredményeikárigények adatbázisa 2005-től 2016-ig. Kidney Res Clin Pract. 2018;37:119–29. 

6. Boor P, Ostendorf T, Floege J. RenalFibrosis: újszerű betekintések a mechanizmusokba ésterápiás célpontok. Nat Rev Nephrol. 2010;6:643–56. 

7. Liu BC, Tang TT, Lv LL, Lan HY. Vesetubulus-sérülés: a krónikus felé vezető hajtóerővesebetegség. Kidney Int. 2018;93:568–79. 

8. Ghayur A, Margetts PJ. A növekedési faktor-béta transzformációja és a glomeruláris szűrésakadály. Kidney Res Clin Pract. 2013;32:3–10.

9. Han SH, Wu MY, Nam BY, Park JT, Yoo TH, Kang SW és társai. PGC-1alpha védbevágás által kiváltott vesébőlFibrosis fejlődése. J Am Soc Nephrol.2017;28:3312–22.

10. Galvan DL, Green NH, Danesh FR. A mitokondriális diszfunkció jellemzői akrónikus vesebetegség. Kidney Int. 2017;92:1051–7.

11. Bhatia D, Capili A, Choi ME. Mitokondriális diszfunkció vesekárosodásban, gyulladásbanés betegség: lehetséges terápiás megközelítések. Kidney Res Clin Pract.2020;39:244–58.

Wecistanche támogató szolgáltatása – Kína legnagyobb cisztanche exportőre:

E-mail:wallence.suen@wecistanche.com

Whatsapp/Tel.:+86 15292862950

Vásároljon további specifikációkért:

https://www.xjcistanche.com/cistanche-shop

SZEREZZE MEG TERMÉSZETES SZERVES CISTANCHE KIVONATOT 25% ECHINACOSID-AL ÉS 9% AKTEOZID-AL VESEFERTŐZÉSRE