Beheer van niersteen in een vroeg stadium: TGF- 1-signalering
Mar 19, 2022
voor meer informatie:ali.ma@wecistanche.om
Deel Ⅱ: Fosfatidylserine-eversie gereguleerd door fosfolipide-scramblase geactiveerd door TGF- 1/Smad-signalering in het vroege stadium van niersteenvorming
Xiu Guo Gan1 · Hai Tao Xu1 · Zhi Hao Wang
Abstract
Het mechanisme dat ten grondslag ligt aan de eversie van fosfatidylserine in niertubuluscellen na door calciumoxalaat gemedieerde schade blijft onduidelijk; daarom onderzochten we de effecten vanTGF- 1/Smad-signalering op eversie van fosfatidylserine in het celmembraan van de niertubuli tijdens het vroege stadium vanniersteenontwikkeling. In een rattenmodel van het vroege stadium van calciumoxalaatsteenvorming, werd eversie van fosfatidylserine op het renale tubulaire celmembraan gedetecteerd door middel van flowcytometrie, en de expressie vanTGF- 1(transformerende groeifactor- 1), Smad7 en fosfolipide scramblase in het niertubulaire celmembraan werd gemeten door western blotting. We hebben geconstateerd dat deTGF- 1/Smad-signaalroute verhoogde de eversie van fosfatidylserine op organismeniveau. De resultaten van in-vitro-onderzoeken toonden aan dat blootstelling aan oxalaat aan niertubuluscellen TGF-1-expressie induceerde, waardoor de fosfolipide-scramblase-activiteit en fosfatidylserine-eversie in het celmembraan van de niertubuli toenam. Deze resultaten geven aan datTGF- 1stimuleert de eversie van fosfatidylserine door de fosfolipide-scramblase-activiteit in het celmembraan van de niertubuli tijdens het vroege stadium vanniersteenontwikkeling. De resultaten van dit onderzoek vormen een basis voor nader gedetailleerd onderzoek naar de ontwikkeling van therapeutische middelen die specifiek urolithiasis behandelen en minder bijwerkingen hebben.
trefwoorden:Fosfolipide scramblase. Fosfatidylserine.Niersteen.TGF- 1
KLIK HIER OM DEEL TE NEMEN
Klik om Cistanche deserticola ma voor nierziekte
Discussie
Tot op heden hebben dierstudies zich niet gericht op de rol van PS inniersteenvorming, noch ingegaan op de vraag of de bevindingen van in vitro-onderzoeken zich vertalen naar die bij dieren. Om betrouwbaardere resultaten te verkrijgen, hebben studies met in vitro modellen de voorkeur. In ons rattenmodel van CaOx-stenen in een vroeg stadium,TGF- 1niveau en PS-eversiepercentage in deniersteengroep nam toe, wat consistent is met de resultaten die op cellulair niveau zijn verkregen, wat aantoont dat met een verhoogde oxaalzuurconcentratie, een gelijktijdige toename van de celmembraan-PS-eversie ervoor zorgt dat kristallen aan het celmembraan hechten [28]. We hebben dus bevestigd dat de bovenstaande cytologische onderzoeken geschikt zijn voor het onderzoeken van het rattenmodel. We ontdekten dat oxalaat zelf schadelijk is voor cellen en dat het kan dienen als een primair middel om deTGF- 1. Verder is deTGF- 1niveau en PS-externalisatie werden aanzienlijk geremd door SB431542, wat suggereert dat deTGF- 1/Smad-signaleringsroute vergemakkelijkt verhoogde PS-externalisatie op het niveau van het organisme. Progressieve activering van NAD(P)H-oxidase in niertubulaire cellen via de inductie vanTGF- 1, is een potentieel moleculair mechanisme vanTGF- 1/Smad-signalering-geïnduceerde ROS-productie [7], terwijl ROS-gemedieerde accumulatie van MRP-1 of BCRP een sleutelrol speelt bij door oxalaat geïnduceerde PS-externalisatie in het nierepitheelcelmembraan [23]. Daarom concluderen we dat het mechanisme vanTGF- 1/Smad-signalering-geïnduceerde PS-eversie in tubulaire epitheelcellen van de nier wordt gemedieerd via oxidatieve stress veroorzaakt door ROS.
Wanneer LLC-PK1-cellen werden behandeld met 1 mmol kaliumoxalaat (Kox) gedurende 6,12,24 of 48 uur, ontdekten Khan et al. geen significante apoptotische morfologische veranderingen in de cellen na 6 uur oxalaatbehandeling. Na 12 uur blootstelling observeerden ze echter significante apoptotische veranderingen, waaronder condensatie en marginatie van nucleair chromatine, DNA-fragmentatie en PS-migratie in de dubbellaag van het plasmamembraan van binnenuit naar het celoppervlak [8]. In onze vorige studie toonden we aan dat { {10}}.5 mmol oxalaten veroorzaakten een tijd- en concentratie-afhankelijke toename in PS-externalisatie in de MDCK-nierepitheelcellijn [2]. In deze studie werd 0,5 procent CaOx op de cellen aangebracht en de PS-eversie steeg in deniersteengroep. Hoewel het celmembraan PS in onze huidige studie werd omgedraaid, hadden deze cellen geen apoptose mogen ondergaan. PS-eversie is een belangrijke oppervlaktemarker van apoptose. Recente studies hebben aangetoond dat apoptose en PS-eversie twee onafhankelijke gebeurtenissen zijn, dat wil zeggen, apoptotische cellen vertonen niet noodzakelijk PS-eversie en PS-eversiecellen zijn niet noodzakelijk apoptotisch [29]. Het is niet gepast om alleen op PS-eversie te vertrouwen om te bepalen of een cel apoptotisch is, omdat studies PS-blootstelling in niet-apoptotische cellen hebben gerapporteerd [30-32].
In deze studie werd een verwaarloosbaar niveau van PLSCR gedetecteerd in cellen van de controlegroep, terwijl dit eiwit significant was verhoogd in de CaOx-groep, wat wijst op overexpressie van PLSCR. Deze resultaten komen overeen met de bevindingen van Singireesu et al. met betrekking tot de mogelijk toxische effecten van DHCL op niercellen [33]. Wanneer cellen in de CaOxgroep werden behandeld met anti-TGF- 1antilichaam, was het niveau van PLSCR significant verlaagd, wat aangeeft dat de activering van PLSCR werd gemedieerd doorTGF- 1.Bovendien hebben we een verbeterde buitenwaartse beweging van NBD-PS waargenomen in deTGF- 1groep en CaOx groep. Wanneer niertubulaire epitheelcellen van deze groepen werden getransfecteerd met PLSCR-siRNA, nam de PS-internalisatiesnelheid toe, terwijl de externalisatiesnelheid afnam, wat aangeeft datTGF- 1veroorzaakt PSexter-finalisatie in het celmembraan van de niertubuli door in vitro PLSCR in het celmembraan van de niertubuli te activeren. Alles bij elkaar genomen induceert oxalaatblootstelling aan niertubuluscellen:TGF- 1expressie, resulterend in verhoogde ROS-productie via NAD(P)H-oxidase; ROS verandert dan de activiteit van PLSCR [9,10]. Ten slotte leidt PLSCR tot PS-externalisatie in het celmembraan van de niertubuli, zoals aangetoond in onze studie.
Een eerdere studie suggereerde dat oxalaatbehandeling PLSCR in MDCK-cellen in vitro niet activeert, omdat PLSCR-activering verhoogd cytoplasmatisch Ca2 vereist en oxalaat snel de intracellulaire Ca2 plus-concentratie in MDCK-cellen verlaagt [2]. Deze hypothese wordt ondersteund door de resultaten van de huidige studie. Dat wil zeggen, hoewel de vorige studie de effecten aantoonde van oxaalzuur, in plaats van CaOx, op renale tubulaire epitheelcellen, vonden we dat de Ca2 plus-concentratie in het nierverzamelsysteem toenam tijdens het vroege stadium van CaOx-steenontwikkeling in een rattenmodel. Aangezien PLSCR buiten het celmembraan wordt blootgesteld, denken we dat PLSCR kan worden geactiveerd door Ca2 in het nierverzamelsysteem in plaats van door intracellulair Ca2plus.
Onder fysiologische omstandigheden is een asymmetrische verdeling van fosfolipiden in het eukaryote celmembraan, waarvoor aminofosfolipide translocase (APLT) en PLSCR nodig zijn om een synergetische rol te spelen, noodzakelijk voor het celmembraan om zijn fysiologische functies uit te voeren [34]. In dit experiment hebben we overwogen de verhouding van PS-eversie in het celmembraan om de activiteit van PLSCR aan te geven. Omdat is bevestigd dat APLT een van de factoren is die PS-eversie veroorzaakt, beïnvloedde APLT de meting van PLSCR-enzymactiviteit in dit experiment. Verdere klinische studies zijn nodig om te valideren hoe APLT en PLSCR samenwerken bij PS-eversie van het niertubulaire celmembraan, en om andere factoren te identificeren die PS-eversie beheersen om het onderliggende mechanisme beter te begrijpen.niersteenvorming.
conclusies
Blootstelling aan CaOx kan de opregulatie vanTGF- 1, die vervolgens ROS in niertubulaire cellen activeert; ROS activeert vervolgens sterk PLSCR, wat een van de belangrijkste mechanismen vertegenwoordigt waardoor:TGF- 1-ROS-signalering stimuleert PS-externalisatie in het celmembraan van de niertubuli tijdens het vroege stadium vanniersteenontwikkeling. De resultaten van dit onderzoek vormen een basis voor nader gedetailleerd onderzoek naar de ontwikkeling van therapeutische middelen die specifiek urolithiasis behandelen en minder bijwerkingen hebben.
Referenties
Detsyk O, Solomchak D, Bugro V (2019) Patiënttrajecten als een hulpmiddel voor verbetering in het beheer van dringende en geplande gezondheidszorg voorniersteenziekte. Wilde Lek 72:2128-2134
Yu SL, Gan XG, Huang JM, et al (2011) Oxalaat schaadt aminofosfolipide translocase-activiteit in nierepitheelcellen via oxidatieve stress: implicaties voor calciumoxalaat-urolithiasis. J Urol 186:1114-1120
Zhao YW, Guo D, Li CY, Ouyang JM (2019) Vergelijking van de adhesie van calciumoxalaatmonohydraat aan HK-2-cellen voor en na reparatie met behulp van theepolysacchariden.Int J Nanomed 14:4277-4292
Jayachandran M, Lugo G, Heiling H, Miller VM, Rule AD, LieskeJC (2015) Extracellulaire blaasjes in de urine van vrouwen met maar niet zondernierstenenmanifeste patronen vergelijkbaar met mannen: een case-control studie. Biol Sex Differ 24:2
Liu Y, Chen S, Liu J, Jin Y, An R(2020) Telmisartan remt oxalaat- en calciumoxalaatkristal-geïnduceerde epitheliale-mesenchymale transformatie via PPAR-y-AKT/STAT3/p38 MAPK-Snail-route. Leven Sci 241:117108
Han S, Zhao C, Pokhrel G, Sun X, Chen Z, Xu H (2019) Hydroxycitric acid tri-kalium remt de vorming van calciumoxalaatkristallen in het Drosophila melanogaster-model van hyperoxalurie. Med Sci Monit 25:3662-3667
Joshi S, Peck AB, Khan SR (2013) NADPH-oxidase als een therapeutisch doelwit voor door oxalaat geïnduceerde schade bijnieren. Oxid Med Cell Longev 2013:462361
Khan SR, Byer KJ, Thamilselvan S, et al (1999) Kristal-celinteractie en apoptose in de oxalaat-geassocieerde schade van nierepitheelcellen. J Am Soc Nephrol 10:S457-463
Schreiber R, Ousingsawat J, Wanitchakool P (2018) Regulering van TMEM16A/ANO1 en TMEM16F/ANO6 ionenstromen en fosfolipide scrambling door Ca2² plus en plasmamembraanlipide. J Fysiol 596:217-229
Schreiber R, Buchholz B, Kraus A (2019) Lipidenperoxidatie stimuleert de groei van niercysten in vitro door activering van TMEM16A. J Am Soc Nephrol 30:228-242
Clarke RJ, Hossain KR, Cao K (2020) Fysiologische rollen van transversale lipide-asymmetrie van dierlijke membranen. Biochim Biophys Acta Biomembr 1862:183382
Bernhardt I, Nguyen DB, Wesseling MC, Kaestner L (2020) Intracellulaire Ca-concentratie en blootstelling aan fosfatidylserine in gezonde menselijke erytrocyten onafhankelijkheid op in vivo celleeftijd. Voorkant Fysiol 10:1629
Nagata S, Sakuragi T, Segawa K (2020) Flippase en scramblase voor blootstelling aan fosfatidylserine. Huidige mening Immunol 62:31-38
Sakuragi T, Kosako H, Nagata S (2019) Fosforylatie-gemedieerde activering van muis Xkr8 scramblase voor blootstelling aan fosfatidylserine. Proc Natl Acad Sci VS 116:2907-2912
Yang X, Cheng X, Tang Y, et al (2019) Bacterieel endotoxine activeert de stollingscascade door gasdermin D-afhankelijke fosfatidylserineblootstelling. Immuniteit 51:983-996.e6
Yu A, McMaster CR, Byers DM, Ridgway ND, Cook HW (2003) Stimulatie van de biosynthese van fosfatidylserine en facilitering van UV-geïnduceerde apoptose in de eierstok van de Chinese hamster
