Deel vier DsbA-L interageert met VDAC1 in mitochondrion-gemedieerde tubulaire celapoptose en draagt bij aan de progressie van acute nierziekte
Jun 15, 2023
Discussie
Recente onderzoeken hebben aangetoond dat DsbA-L de hoge glucosespiegels (HG) onderdrukte die werden veroorzaakt door apoptose van niertubuli en mitochondriale schade bij diabetische nefropathie (DN)(18, 37). In de huidige studie hebben we aangetoond dat DsbA-L-expressie werd geïnduceerd na I/R-behandeling in BUMPT-cellen en de nieren van zowel muizen als patiënten (Figuur 1). Deze resultaten bevestigden de resultaten van een eerder artikel waarin DsbA-L-expressie in mitochondriën in niercellen werd gerapporteerd (Figuur 5).22 Functioneel vonden we dat DsbA-L-gemedieerde niercelapoptose en mitochondriale schade de progressie van AKI aandrijven wanneer geïnduceerd door ischemie, VAN en CLP (figuren 2, S1 en S3). Deze actie was echter het tegenovergestelde van DsbA-L bij HG-geïnduceerde apoptose van niercellen. Dit verschil kan verband houden met de factoren die de schade in stand houden en het ziektetype. Mechanistisch vonden we dat DsbA-L interageerde met VDAC1 in de mitochondria van niercellen en vervolgens apoptose induceerde. Deze bevindingen werden verder bevestigd door ischemie of door acute interstitiële nefritis (AIN) geïnduceerde AKI-patiënten (Figuur S8). Gezamenlijk toonden deze gegevens aan dat DsbA-L kan worden beschouwd als een nieuw interventioneel doelwit voor AKI.
Klik hier om de voordelen van Cistanche te kennen
Eerder werk meldde dat DsbA-L een belangrijk beschermend effect speelde op de nieren in DN.37 Daarentegen toonde ons huidige onderzoek aan dat DsbA-L de progressie van nierfibrose in UUO medieerde.22 De rol van DsbA-L AKI blijft echter bestaan grotendeels onbekend. In de huidige studie ontdekten we dat DsbA-L de progressie van AKI medieerde. Verschillende bewijslijnen ondersteunden deze bevindingen. Ten eerste verzwakte PT-DsbA-L-KO met name ischemische AKI (Figuur 2). Ten tweede verminderde de knockdown van DsbA-L de I/R-geïnduceerde apoptose in BUMPT-cellen; dit effect werd daarentegen versterkt door de overexpressie van DsbA-L (Figuur 3). Ten derde verbeterde PT-DsbA-L-KO zowel VAN- als CLP-geïnduceerde AKI (figuren S1 en S3). Gezamenlijk leverden deze gegevens sterk bewijs om te verifiëren dat de expressie van DsbA-L in de proximale niertubuli een centrale rol speelt bij AKI.
Cistanche tubulosa
VDAC1, een multifunctioneel eiwit, speelt een sleutelrol in Ca2 plus homeostase, oxidatieve stress en mitochondriaal gemedieerde apoptose.19,38- 40 Een groeiend aantal onderzoeken heeft gemeld dat VDAC1 de progressie van kanker, neurodegeneratie, en myocardiaal I/R-letsel.41- 43 Er is echter zeer weinig bekend over de rol van VDAC1 bij nieraandoeningen. Een recent artikel toonde aan dat de globale deletie van VDAC1 het morfologische herstel in de proximale tubuli, de verbetering van de nierfunctie en verbeterde nierfibrose na ischemisch letsel blokkeerde.44 De rol van VDAC1 in de niertubuli tijdens ischemisch letsel blijft echter onduidelijk. In de huidige studie hebben we aangetoond dat ischemisch letsel de expressie van VDAC1 in vitro induceerde en de progressie van AKI verbeterde. Verschillende bewijslijnen ondersteunen de rol van VDAC1 in AKI:1 PT-VDAC1-KO-muizen die opmerkelijke verzwakking van I/R-geïnduceerde AKI vertonen (Afbeelding 9) 2; de remming van VDAC1 onderdrukte I/R-geïnduceerde apoptose in BUMPT-cellen (Figuur 6) 3; Door CLP en VAN geïnduceerde AKI werden verzwakt door PT-VDAC1-KO (figuren S2 en S3). Bovendien verhinderde globale knock-out van VDAC1 het herstel van mitochondriale schade veroorzaakt door I/R.44 Ons onderzoek toonde aan dat de remming van VDAC1 apoptose in niercellen en de mitochondriale schade veroorzaakt door ischemisch letsel aanzienlijk verzwakte, en door CLP- en VAN-letselmodellen , zoals aangetoond door de lagere mate van apoptose, verminderde niveaus van mitochondriaal letsel, de verminderde niveaus van gesplitste caspase-3, de lagere mate van Bax-accumulatie in de mitochondriën en de lagere niveaus van Cyt-c-afgifte in cytosol (Figuur S1, S2 en S4). Het regulatiemechanisme van VDAC1 voor apoptose van niercellen veroorzaakt door I/R blijft echter onduidelijk in de huidige studie, wat ons ertoe aanzette om het in toekomstige studies verder te onderzoeken. Gezamenlijk ondersteunen deze gegevens het feit dat de expressie van VDAC1 in de proximale niertubuli betrokken is bij de progressie van AKI.
Cistanche-supplement
De rol van DsbA-L in AKI hangt voornamelijk af van VDAC1. Ten eerste vertoonden PT-DsbA-L KO-muizen een duidelijke verzwakking van VDAC1-expressie in VAN- en CLP-geïnduceerde AKI (figuren S1 en S3). VDAC1-siRNA of PT-VDAC1-KO had daarentegen geen invloed op de expressie van VDAC1 (afbeeldingen 6, S2 en S4). Ten tweede verbeterde de overexpressie van DsbA-L de door I/R geïnduceerde progressie van AKI, vergezeld van een verhoogd niveau van niercelapoptose; dit effect was met name verminderd in de PTDsbA-L KO-muizen (Figuur S2). Ten derde verzwakte PT-DsbA-L KO ischemisch letsel; dit werd omgekeerd door de overexpressie van VDAC1 (Figuur 10). Ten vierde verzwakte DsbA-L-siRNA duidelijk I / R-geïnduceerde apoptose van HK {25}}-cellen, dit effect werd omgekeerd door de overexpressie van VDAC1-plasmide (Figuur S6a-h). Ten vijfde verbeterde VDAC1-siRNA met name de apoptose van HK{30}-cellen, dit werd niet versterkt door de overexpressie van DsbA-L-plasmide (Figuur S7a-h). Deze gegevens ondersteunden sterk het feit dat DsbA-L de progressie van AKI medieert door VDAC1 opwaarts te reguleren. Of DsbA-L de expressie van VDAC1 rechtstreeks reguleert, moet verder worden onderzocht. In de huidige studie tonen onze co-IP-resultaten aan dat DsbA-L interageerde met VDAC1 in de mitochondria van zowel controle- als I / R-groepen van BUMPT-cellen en de nieren van muizen en patiënten (Figuur 1 a en b). De co-lokalisatie van DsbA-L en VDAC1 bevestigde verder de resultaten die voortvloeien uit co-IP (Figuur 5). Deze experimenten konden een directe interactie tussen DsbA-L en VDAC1 niet volledig verifiëren. Bioinformatica-voorspelling, gecombineerd met onze IP-experimenten, gaf aan dat DsbA-L een interactie aanging met aminozuren 9-13 en 22-27 van het VDAC1-eiwit (Figuur 5 c-g). Onze gegevens laten dus zien dat DsbA-L rechtstreeks interageerde met VDAC1 om niercelapoptose te induceren en vervolgens de progressie van AKI te stimuleren. Bovendien rapporteerde een eerdere studie dat mitochondriaal een cruciale rol speelde in pathogenese en herstel tijdens AKI.45- 48 Daarom suggereerden de gegevens ook dat DsbA-L-interactie met VDAC1 kan worden beschouwd als een potentieel therapeutisch doelwit om de pathologische mitochondriale effecten veroorzaakt door AKI.
Herba Cistanche
Samenvattend hebben we aangetoond dat proximale tubulusspecifieke DsbA-L KO-muizen verzwakking vertoonden van I / R-, CLP- en VAN-geïnduceerde AKI. Interessant genoeg ontdekten we ook dat VDAC1 een vergelijkbare functie vervult als DsbA-L. Mechanistisch gezien interageerde DsbA-L met VDAC1 en induceerde vervolgens apoptose in niercellen. Gegevens verkregen van zowel ischemische als AIN-weefsels toonden aan dat de DsbA-L/VDAC1-as mogelijk betrokken is bij menselijke AKI. Onze huidige studie toont aan dat deze signaalroute een therapeutisch doelwit voor AKI kan zijn.
Cistanche-extract
Referenties
36 Briones R, Weichbrodt C, Paltrinieri L, et al. Spanningsafhankelijkheid van conformationele dynamiek en subgeleidende toestanden van VDC-1. Biophys J. 2016;111(6):1223-1234.
37 Gao P, Yang M, Chen X, Xiong S, Liu J, Sun L. DsbA-L-deficiëntie verergert mitochondriale disfunctie van tubulaire cellen bij diabetische nierziekte. Clin Sci (Londen). 2020;134(7):677-694.
38 Shoshan-Barmatz V, Krelin Y, Chen Q. VDAC1 als een speler in mitochondria-gemedieerde apoptose en doelwit voor het moduleren van apoptose. Curr Med Chem. 2017;24(40):4435–4446.
39 Ham SJ, Lee D, Yoo H, Jun K, Shin H, Chung J. Beslissing tussen mitofagie en apoptose door Parkin via VDAC1-ubiquitinatie. Proc Natl Acad Sci VS. 2020;117(8):4281–4291.
40 Shoshan-Barmatz V, Krelin Y, Shteinfer-Kuzmine A. VDAC1-functie in Ca (2 plus) homeostase en celleven en dood in gezondheid en ziekte. Cel Calcium. 2018;69:81–100.
41 Magri A, Reina S, De Pinto V. VDAC1 als een farmacologisch doelwit bij kanker en neurodegeneratie: focus op zijn rol bij apoptose. Voor Chem. 2018;6:108.
42 Zhou H, Zhang Y, Hu S, et al. Melatonine beschermt de cardiale microvasculatuur tegen ischemie/reperfusieschade door onderdrukking van de mitochondriale deling-VDAC1-HK2-mPTP-mitofagie-as. J Pijnappel Res. 2017;63(1).
43 Lin D, Cui B, Ren J, Ma J. Regulering van VDAC1 draagt bij aan de cardioprotectieve effecten van fencyclidine hydrochloride tijdens myocardischemie/reperfusie. Exp celres. 2018;367(2):257-263.
44 Nowak G, Megyesi J, Craigen WJ. Deletie van VDAC1 belemmert herstel van mitochondriale en nierfuncties na acuut nierletsel. Biomoleculen. 2020;10(4):585-607.
45 Bhargava P, Schnellmann RG. Mitochondriale energetica in de nier. Nat Rev Nephrol. 2017;13(10):629-646.
46 Zon J, Zhang J, Tian J, et al. Mitochondria in sepsis-geïnduceerde AKI. J Am Soc Nephrol. 2019;30(7):1151–1161.
47 Tang C, Cai J, Yin XM, Weinberg JM, Venkatachalam MA, Dong Z. Mitochondriale kwaliteitscontrole bij nierbeschadiging en -herstel. Nat Rev Nephrol. 2021;17(5):299-318.
48 Jiang M, Bai M, Lei J, et al. Mitochondriale disfunctie en de overgang van AKI naar CKD. Ben 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 en Dongshan Zhang a,b *
een Afdeling Spoedeisende Geneeskunde, Volksrepubliek China
b Emergency Medicine and Difficult Diseases Institute, Second Xiangya Hospital, Central South University, Changsha, Hunan 410011, Volksrepubliek China
c Afdeling Oogheelkunde, Volksrepubliek China
d Afdeling Urinaire Chirurgie, Volksrepubliek China
e Afdeling Borstchirurgie, Volksrepubliek China
f Afdeling Algemene Chirurgie, Tweede Xiangya-ziekenhuis, Volksrepubliek China
g Afdeling Volksgezondheid, Central South University, Changsha, Hunan, Volksrepubliek China
h Afdeling Endocrinologie, Shenzhen People's Hospital, The Second Clinical Medical College van Jinan University, The First Affiliated Hospital van Southern University of Science and Technology, Shenzhen, Volksrepubliek China
1 Xiaozhou Li en Jian Pan hebben in gelijke mate bijgedragen aan deze studie
