Het effect van tropisetron op oxidatieve stress, SIRT1, FOXO3a en Claudin-1 in het nierweefsel van STZ-geïnduceerde diabetische ratten
Mar 02, 2022
Abstract
Tropisetron is een 5-HT3-receptorantagonist die een beschermend effect uitoefent tegen DN. Het doel van deze studie was om de mogelijke moleculaire mechanismen te onderzoeken die verband houden met de renoprotectieve effecten van tropisetron bij STZ-geïnduceerde diabetische ratten. Dieren werden onderverdeeld in 5 gelijke groepen; controle, tropisetron, diabetes, tropisetron plus diabetes en glibenclamide plus diabetes (n=7). Voor inductie van type 1 diabetes werd een enkele injectie van STZ (55 mg/kg, ip) aan de dieren toegediend. Diabetische ratten werden gedurende 2 weken behandeld met tropisetron (3 mg/kg) en glibenclamide (1 mg/kg). Volgens de uitgevoerde analyse leidde diabetes tot:nier disfunctie (verlaging van de glomerulaire filtratiesnelheid en urine-ureum en creatinine, evenals verhoging van plasma-ureum en creatinine) en afwijkingen in het antioxidantafweersysteem (verlaging van TAC en verhoging van MDA), vergeleken met de controlegroep, die werd voorkomen door tropisetron behandeling. Omgekeerde transcriptie-kwantitatieve polymerasekettingreactie en western blotting-analyse toonden aan dat SIRT1-genexpressie afnam, terwijl FOXO3a- en NF-KB-genexpressie evenals gefosforyleerde FOXO3a/totale FOXO3a-eiwitverhoudingen en claudine-1-eiwitniveau toenam in deniervan diabetische ratten vergeleken met de controlegroep. Hierin toonden de resultaten van dit onderzoek aan dat behandeling met tropisetron deze veranderingen omkeerde. Bovendien werden al deze veranderingen vergeleken met die geproduceerd door glibenclamide als positieve controle. Daarom verbeterde tropisetronnierschadeals gevolg van diabetische nefropathie, mogelijk door het onderdrukken van oxidatieve stress en verandering van SIRT1-, FOXO3a- en claudine-1-spiegels.
trefwoorden:nierschade; nierfunctie; nierziekte; nier; nierweefsels
CISTANCHE ZAL NIER-/NIERSTORING VERBETEREN
Invoering
Diabetische nefropathie (DN) is een microvasculaire aandoening die wordt gekenmerkt door overmatige proteïnurie met een morbiditeit van 25-40 procent (Chen et al. 2011; Ritz et al. 2010). Morfologische en functionele veranderingen, waaronder glomerulaire hypertrofie, overmatige accumulatie van extracellulaire matrix en glomerulosclerose, en uiteindelijk verlies vannierfunctiein denierzijn geassocieerd met hyperglykemie en, vervolgens, glucosemetabolismestoornis (Kanwar et al. 2008; Vikram et al. 2014). Daarom is speciale aandacht besteed aan een effectieve behandeling of behandeling die nodig kan zijn om de ziekte in een vroeg stadium te bestrijden. Accumulerend bewijs geeft aan dat de productie van reactieve zuurstofsoorten (ROS) als een direct probleem van hyperglykemie en vervolgens de productie van inflammatoire cytokines belangrijke mechanismen zijn bij de ontwikkeling van diabetische complicaties (Beckman en Ames 1998; Giacco en Brownlee 2010; Jaimes et al. 2010 Kiritoshi et al. 2003). Het is duidelijk dat een onbalans tussen de afweercapaciteit van pro-oxidanten en antioxidanten resulteert in accumulatie van vrije radicalen die cellulaire macromoleculen, waaronder DNA, evenals eiwitmodificatie en lipideperoxidatie kan beschadigen (Peluso en Raguzzini 2016).
De sirtuïnes van zoogdieren zijn een familie van NAD plus-afhankelijke deacetylasen, waaronder zeven leden (SIRT1-7). Onder hen is SIRT1, het eerste familielid, het meest uitgebreid bestudeerd (Dong et al. 2014). Recente studies hebben aangetoond dat SIRT1 een belangrijke rol speelt bij de regulatie van celdood/levensduur, evenals een acute en chronische stressreactie bij zoogdieren door DNA-schade, ontsteking en apoptose te verminderen (Hasegawa et al. 2013; Yun et al. 2012 ). Verschillende onderzoeken wijzen op hogere niveaus van ROS-geïnduceerde downregulatie van SIRT1-activiteit bij diabeticinieren,zowel in vivo als in vitro (Akhtar en Siragy 2019; Du et al. 2016; Kumar et al. 2014; Papadimitriou et al. 2015; Park et al. 2016; Shi en Huang 2018).
SIRT1 kan zijn werking uitoefenen door verschillende eiwitten te reguleren, zoals de transcriptiefactoren van de nucleaire factor-kappaB (NF-KB) en FOXO-familie (Brunet et al. 2004; Langley et al. 2002; Motta et al. 2004; Yeung et al. 2004). Onlangs is gemeld dat SIRT1 het glucosemetabolisme reguleert door bij te dragen aan FOXO's (Kobayashi et al. 2005). FOXO3a is een subgroep van de FOXO-familie van transcriptiefactoren die een belangrijke rol spelen tijdens oxidatieve stress (Accili en Arden 2004). Modificaties van FOXO3a vinden plaats door fosforylering en acetylering die onder verschillende omstandigheden gelijktijdig kunnen optreden. Volgens de literatuur kan SIRT1 FOXO3a deacetyleren, waardoor het alomtegenwoordige niveau wordt verhoogd en wordt beschermd tegen stressoren (Wang et al. 2017a). Er is weinig informatie over het mechanisme van de interacties tussen SIRT1 en FOXO tijdens hyperglykemische aandoeningen (Yun et al. 2012). Er werd echter gesuggereerd dat SIRT1 de activiteit van de FOXO moduleert, waarschijnlijk door hun nucleaire translocatie (Brunet et al. 2004) en ook de genspecifieke transcriptie regelt (Kobayashi et al. 2005). Daarom wordt de translocatie van FOXO3a van het cytoplasma naar de kern voornamelijk veroorzaakt door de deacetyleringsactiviteit van SIRT1, vooral in de oxidatieve stressstatus (Yun et al. 2012).
Wang et al. rapporteerde dat behandeling met hoge glucose de SIRT1- en FOXO3a-eiwitexpressie in de mens moduleerdenierepitheelcellen (Wang et al. 2017b). Bovendien functioneert FOXO3a als een positieve regulator van NF-KB-signalering, waarbij het kan worden gebruikt om celoverlevingsstrategieën onder stressomstandigheden te beïnvloeden (Li et al. 2012). Claudin-1 is een vermeende pariëtale epitheelcel (PEC)-specifieke marker (Huby et al. 2009; Ohse et al. 2009; Rincon-Choles et al. 2006), die negatief is geassocieerd met SIRT1-expressie in beide proximale tubuli en glomerulaire regio. Er werd aangetoond dat SIRT1-downregulatie bij diabetes wordt bevestigd door de upregulatie van het tight junction-eiwit claudine-1 in podocyten die bijdragen aan albuminurie (Gong et al. 2017; Hasegawa et al. 2013). Aangezien oxidatieve stress, een inflammatoire cytokine en hun moleculaire mediatoren belangrijke onderwerpen zijn in het schadelijke effect van diabetes, kunnen antioxidanten en ontstekingsremmende middelen nieuwe therapieën bieden tegen DN (Elmarakby en Sullivan 2012).
Tropisetron is een recent opkomende 5-HT3-receptorantagonist die is geïdentificeerd als een anti-emeticum tijdens chemotherapie (Barzegar-Fallah et al. 2015). Verschillende rapporten hebben aangetoond dat tropisetron anti-apoptotische, antidiabetische, kankerbestrijdende, antilipidemische, neuroprotectieve en cardioprotectieve effecten kan bieden die waarschijnlijk worden gemedieerd door antioxiderende en ontstekingsremmende mechanismen (Aminzadeh 2017; Asadi et al. 2016; Barzegar-Fallah et al. 2015; Barzegar-Fallah et al. 2014; Gholizadeh-Ghaleh Aziz et al. 2019; Rashidi en Bazi 2020). Er zijn enkele onderzoeken die het anti-oxidatieve effect van tropisetron bewijzen, zowel in vitro als in vivo, zoals het beschermende effect van tropisetron op hyperglykemie-geïnduceerde oxidatieve verstoring in PC12-cellen (Aminzadeh 2017), verbetering van de mitochondriale schade door verlaging van nitrergische systeemactiviteit in de hersenen (Haj Mirzaian et al. 2016), of het verminderen van oxidatieve stress tegen hersenveroudering bij muizen (Mirshafa et al. 2020).
Onlangs hebben Barzegar Fallah et al. onthulde dat tropisetron de bloedglucose verbetert en ook:nierfunctiezoals blijkt uit verlaging van de serum-ureumstikstof (BUN), serumcreatininespiegels en albumine-excretie via de urine. verbeterd bij diabetische dieren die werden behandeld met tropisetron (Barzegar-Fallah et al. 2015). Er is echter geen ander sterk bewijs over de modulatie van DN door tropisetron en het moleculaire mechanisme ervan. Deze studie is daarom bedoeld om eerst te evalueren: de effecten van tropisetron op moleculaire mediatoren, waaronder SIRT1, NF-KB en FOXO3a, evenals claudine-1, een eiwit dat betrokken is bij strakke epitheliale verbindingen en een grote rol innierdiabetische nefropathie; ten tweede, om het effect van tropisetron te vergelijken met het standaard op de markt gebrachte antidiabeticum, glibenclamide, om een gunstiger en veiliger middel te vinden als een gouden standaard antidiabeticum.
CISTANCHE ZAL NIER/NIIERZIEKTE VERBETEREN
materialen en methodesDeze studie werd uitgevoerd volgens de Principles of Laboratory Animal Care in Urmia University of Medical Sciences. Ethische goedkeuring werd verkregen van de EU-richtlijn 2010/63/EU voor dierproeven volgens de richtlijnen van de Medical Ethics Committee, Ministry of Health, Iran (IR.UMSU.REC.1397.291). Vijfendertig mannelijke Wistar-ratten (230-270 g gewicht, 3-4 maanden oud) werden verdeeld in 5 groepen (zeven ratten in elke groep): 1. Controlegroep: Ratten ontvingen gedurende 2 weken intraperitoneaal normale zoutoplossing. 2. Tropisetron-groep: ratten kregen gedurende 2 weken intraperitoneaal tropisetron toegediend. 3. Diabetesgroep: Diabetes werd veroorzaakt door injectie met streptozotocine (STZ) bij ratten. 4. Tropisetron plus diabetesgroep: De ratten kregen 3 mg/kg tropisetron (Gholizadeh-Ghaleh Aziz et al. 2019) intraperitoneaal gedurende 2 weken na diabetesinductie. 5. Glibenclamide plus diabetesgroep: De ratten kregen 1 mg/kg glibenclamide (Gholizadeh-Ghaleh Aziz et al. 2019) intraperitoneaal gedurende 2 weken na diabetesinductie.
Inductie van diabetesStreptozotocine (50 mg/kg) werd intraperitoneaal in een enkele dosis geïnjecteerd om diabetes bij ratten te induceren. Op basis van deze methode werd type I diabetes geïnduceerd bij de ratten 72 uur na injectie. Diabetes werd gediagnosticeerd en bevestigd door een lichte verwonding te creëren met behulp van een lancet in de staart van nuchtere ratten, en vervolgens werd een druppel bloed op een glucometerstrip geplaatst. Daarna werd het gemeten met een glucometer (Boehringer Mannheim Indianapolis, IN), en bloedglucosespiegels boven 300 mg/dl werden beschouwd als een indicator van diabetesinductie. Na 2 weken en 24 uur vóór verdoving werden de ratten één voor één in metabole kooien geplaatst en werd urine verzameld. Vervolgens werden urinemonsters meteen gecentrifugeerd met het transparante oppervlak van monsters bewaard bij -20 graden voor analyse van ureum en creatinine. Daarna werden de ratten gewogen en verdoofd door intraperitoneale injectie van een mengsel van ketamine (60 mg/kg) en xylazine (4 mg/kg). Vervolgens werd de buikholte geopend; het bloed werd met een smalle injectiespuit uit het hart gehaald en gemengd met ethyleendiaminetetra-azijnzuur (EDTA) en 20 minuten bij 4000 x g gecentrifugeerd. Vervolgens werd het verkregen plasma bewaard bij -80 graden voor latere meting van ureum, creatinine en totale antioxidantcapaciteit (TAC). Beidenierenvan de dieren werden uitgesneden, gewassen met koud fysiologisch serum en gewogen. Linksnierweefsels werden gehomogeniseerd door Ultra Turrax (T10B, IKA en Duitsland) in een RNAase-bevattende oplossing om de expressieniveaus van SIRT1, NF-KB en FOXO3a te testen met behulp van de real-time-PCR-methode. Rechtsnierwerd bevroren bij − 80 graden voor MDA-meting en Western-blot-analyse (totaal en gefosforyleerd FOXO3a en claudine-1).
Nuchtere bloedglucoseAan het einde van het protocol, na een nacht vasten (14 tot 18 uur), werden bloedmonsters genomen van de punt van de staart en vervolgens werden de glucosespiegels gemeten met behulp van een digitale glucometer (Elegance, CT-X10, Frankenberg, Duitsland).Urine- en plasma-ureum en creatinineHiertoe zullen de urine- en plasma-ureum- en creatininespiegels worden gemeten met economische kits die specifiek zijn voor de meting van ureum en creatinine (Biotechnisch; Varginha, Minas Gerais, Brazilië).Glomerulaire filtratiesnelheid:Glomerulaire filtratiesnelheid (GFR) is de beste algemene index vannierfuncties, die werd geëvalueerd door de creatinineklaring (GFR=[UCr × V]/SCr) te berekenen en de creatinineconcentraties in plasma en urine en de stroomsnelheid of het urinevolume te gebruiken.
Malondialdehyde en totale antioxidantcapaciteitMDA als eindproduct van lipideperoxidatie werd beoordeeld door een reactie met thiobarbituurzuur (Sigma-Aldrich; VS) in deniermonsters volgens het protocol van de fabrikant (Esterbauer en Cheeseman 1990). Kortom, 0,3-0,4 g van denierweefselwerd gehomogeniseerd in ijskoud KCl (150 mM) en vervolgens 10 minuten bij 3000 x g gecentrifugeerd. Vervolgens werd 0,5 ml van het supernatant gecombineerd met 3 ml fosforzuur (1%, v/v), en na vortexmenging werd 2 ml 6,7 g/l TBA aan de monsters toegevoegd. De monsters werden gedurende 45 minuten op 100 graden verwarmd. Na afkoelen op ijs werd n-butanol (3 ml) gecombineerd en werden de producten nog 10 min bij 3000 x g gecentrifugeerd. Vervolgens werd door middel van spectrofotometrie de absorptie van de producten bij 532 nm beschouwd. Het absorptieniveau werd vergeleken met de standaardcurve. TAC werd gemeten met een Randox totale antioxidantstatuskit, waarin ABTS 2,2′-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonaat) wordt geïncubeerd met peroxidase en H2O2, wat resulteert in het radicale kation ABTS plus productie . Deze heeft een stabiele blauwgroene kleur, die wordt geëvalueerd met een 600-nm automatische analyser (Amini et al. 2020).
CISTANCHE ZAL NIER/NIERENPIJN VERBETEREN
Primerontwerp en realtime PCRHet RNA werd eerst geëxtraheerd door de relevante kit (GENALL), en het gecondenseerde RNA werd kwalitatief (elektroforese) en kwantitatief (nanodruppel) beoordeeld om RNA-extractie en toepassing in daaropvolgende moleculaire technieken te garanderen. Vervolgens werd het relevante cDNA gesynthetiseerd uit alle geëxtraheerde RNA-monsters. De primers van de doelgenen en het glyceraldehyde dehydrogenase (GAPDH) gen als een huishoudgen werden onderzocht op de NCBI-site met behulp van de Generunner-software (aanvullende tabel). Vervolgens werd genexpressie geanalyseerd met behulp van de gesynthetiseerde primers door een PCR-kit, gevolgd door statistische analyse van gegevens.
Western blotDe Western Blot-methode werd gebruikt om FOXO3a (totaal en gefosforyleerd) en claudine-1-eiwitniveaus in denier.Twee oplossende en stapelende gels worden gebruikt om de elektroforesegel te maken. Na het bereiden van de oplossende gel en het in de mal gieten, werd na een uur en na het stapelen een stapelgel toegevoegd. De monsters werden in putjes geladen die met een speciale kam waren gemaakt. Daarna werden ze gescheiden door SDS-PAGE. Binnen een uur werden alle geladen monsters overgebracht naar het PVDF-membraan. Vervolgens werden de monsters geblokkeerd met 5 procent magere melkbuffer inclusief 0,1 procent Tween 20 en werden ze vervolgens een nacht bij 4 graden geïncubeerd met primaire antilichamen in een schudincubator. Vervolgens werden de membranen geïncubeerd met aan mierikswortelperoxidase geconjugeerd secundair antilichaam. Ten slotte werd bèta-actine gebruikt als een interne standaard voor de western-blot-analyse. Aan het einde werden de effecten van geblotte monsters, afhankelijk van het niveau van het doeleiwit, geëvalueerd op de radiografiefilm in een donkere kamer. Om de doeleiwitten te kwantificeren, werden de filmscanresultaten berekend door een densitometer ten opzichte van het actineniveau. De antilichamen die worden gebruikt in Western-blotting-assays worden weergegeven in de aanvullende tabel (catalogusnummers en bedrijven).
statistische analyseResultaten werden gepresenteerd als gemiddelde ± SEM. Statistische analyse is uitgevoerd met SPSS 16.0. Vergelijking tussen groepen werd geschat door de ANOVA-test gevolgd door Tukey's post hoc-test. De verschillen werden statistisch significant verondersteld bij P <>
Resultaten
Tropisetron verlaagde nuchtere bloedglucose (mg/dl), niergewicht (g) en nierindex (mg/g), terwijl verhoogd lichaamsgewicht (g) bij de STZ-geïnduceerde diabetische rattenNet als bij eerdere onderzoeken in dit werk, vertoonden diabetische groepen ernstige (P < {{0}}.001)="" vergeleken="" met="" de="" controlegroep.="" tropisetron="" (p="">< 0.01)="" en="" glibenclamide="" (p="">< 0.05)="" consumptie="" gedurende="" 2="" weken="" verlaagden="" de="" bloedglucose="" significant="" in="" stz-geïnduceerde="" diabetische="" groepen,="" maar="" het="" was="" nog="" steeds="" significant="" hoger="" dan="" die="" in="" de="" controlegroep="" (p=""><0.001 ).="" er="" was="" geen="" significant="" verschil="" in="" lichaamsgewicht="" (lg)="" tussen="" de="" groepen="" aan="" het="" begin="" van="" deze="" studie="" (gegevens="" niet="" getoond).="" inductie="" van="" diabetes="" door="" stz="" nam="" significant="" af="" (p=""><0,001) uiteindelijk="" (bw)="" bij="" diabetische="">Niergewicht (KW) was aanvankelijk niet significant onder de groepen; het was echter verhoogd in de diabetische groep en afgenomen na interventies.Nierindex (KW/BW) was significant verhoogd (P < {{0}}.001)="" in="" t1dm="" in="" vergelijking="" met="" de="" controlegroep.="" interessant="" is="" dat="" na="" 2="" weken="" toediening="" van="" tropisetron="" en="" glibenclamide="" kw/bw="" gemoduleerd="" werd="" (p=""><0,05) (tabel="">
Tropisetron verbeterde biochemische analyse in de STZ-geïnduceerde diabetische rattenNet als in eerdere onderzoeken waren de ureumspiegels in het plasma en de urine van de diabetische groep significant hoger dan die in de controlegroep (P < {{0}}.001)="" .="" in="" de="" groep="" met="" tropisetron="" plus="" diabetes,="" plasma="" (p="">< 0.{{10}}01)="" en="" urine="" (p="">< 0.0="" 5)="" ureumspiegels="" daalden="" significant="" in="" vergelijking="" met="" die="" in="" de="" diabetesgroepen.="" echter,="" urine-ureum="" was="" nog="" steeds="" significant="" lager="" dan="" die="" in="" de="" controlegroep="" (p=""><0,01). er="" is="" geen="" significant="" verschil="" in="" plasma-ureumgehalte="" tussen="" tropisetron="" plus="" diabetes="" en="" controlegroepen.="" het="" plasma="" (p=""><0,001) en="" urine="" (p=""><0,05) creatininegehalte="" vertoonden="" een="" significante="" stijging="" bij="" de="" diabetische="" ratten="" vergeleken="" met="" die="" in="" de="" controlegroep.="" toediening="" van="" tropisetron="" verlaagde="" de="" urine-="" en="" plasmacreatininespiegels="" significant="" (p="">< 0,001)="" in="" vergelijking="" met="" de="" diabetische="" groep.="" bij="" diabetische="" dieren="" was="" de="" creatinineklaring,="" als="" indicator="" van="" de="" glomerulaire="" filtratiesnelheid,="" significant="" lager="" dan="" die="" in="" de="" controlegroep="" (p=""><0,05). behandeling="" met="" tropisetron="" verhoogde="" significant="" de="" creatinineklaring="" in="" vergelijking="" met="" die="" in="" de="" diabetesgroep="" (p="">< 0,001).="" dezelfde="" resultaten="" werden="" verkregen="" in="" de="" met="" glibenclamide="" behandelde="" groep.="" het="" plasma-ureum="" is="" echter="" veel="" lager="" in="" de="" met="" tropisetron="" behandelde="" groep="" vergeleken="" met="" die="" in="" de="" glibenclamide="" plus="" diabetesgroep="" (p=""><0,01) (tabel="">
Tropisetron verhoogde het plasma-TAC-gehalte en verlaagde MDA-spiegel in de STZ-geïnduceerde diabetische rattenMDA-niveau in controlegroep, tropisetron, diabetes mellitus, tropisetron plus diabetes en glibenclamide plus diabetesgroepen was 8,65 ± 1,01, 10,89 ± 1,6 35,54 ± respectievelijk 7,1, 18,76 ± 3,6 en 16,89 ± 4,1 nmol/mg eiwit. Onze studie, samen met die van anderen, heeft het hoogste niveau van MDA aangetoond in de diabetesgroep, die een significante toename liet zien in vergelijking met de controlegroep (P <0.00 1).="" het="" mda-gehalte="" in="" de="" groepen="" met="" tropisetron="" plus="" diabetes="" en="" glibenclamide="" plus="" diabetes="" vertoonde="" een="" significante="" verlaging="" (p=""><{{30}}.01) vergeleken="" met="" de="" diabetesgroep="" (fig.="" 1a).="" tac-niveaus="" in="" de="" controle-,="" tropisetron-,="" diabetes-,="" tropisetron="" plus="" diabetes-="" en="" glibenclamide="" plus="" diabetesgroepen="" waren="" 0,65="" ±="" 0.{{40}}3,="" {{44}="" },76="" ±="" 0,06,="" 0,26="" ±="" 0,08,="" 0,45="" ±="" 0,06="" en="" 0,57="" ±="" 0,08="" nmol/ml,="" respectievelijk.="" tac-niveaus="" daalden="" in="" de="" diabetesgroep="" vergeleken="" met="" die="" van="" de="" controlegroep="" (p=""><0,001), zoals="" eerder="" getoond.="" zowel="" tropisetron-="" als="" glibenclamide-toedieningen="" verhoogden="" significant="" (p=""><0, 01)="" plasma-tac-spiegels="" bij="" diabetische="" dieren="" in="" vergelijking="" met="" de="" diabetische="" groep="" (figuur="">
Tropisetron verhoogde SIRT1 en verlaagde FOXO3a- en NF-KB-genexpressies Genexpressies werden geëvalueerd door real-time PCR, wat belangrijk bewijs leverde voor een verschil tussen groepen. Dienovereenkomstig werd diabetes geassocieerd met een significante afname (0,65 ± 0.08) in SIRT1-genexpressie (P <0.01 )="" en="" een="" significante="" toename="" (p="">< 0.001)="" in="" foxo3a="" (1,98="" ±="" 0.08)="" en="" nf-kb="" (1,71="" ±="" 0.14)="" genexpressie="" vergeleken="" met="" de="" controlegroep.="" behandeling="" met="" tropisetron="" verhoogde="" sirt1="" (0,88="" ±="" 0,3)="" en="" verlaagde="" foxo3a="" (1,53="" ±="" 0,08)="" (p=""><0,05) en="" nf-kb="" (1,27="" ±="" 0,03)="" (p=""><0,01) mrna-niveaus="" significant="" bij="" diabetische="" ratten="" (fig.="" 2a-c).="" vergelijkbare="" resultaten="" werden="" verkregen="" bij="" de="" dieren="" die="" werden="" behandeld="" met="" het="" standaardgeneesmiddel,="">
Tropisetron verminderde FOXO3a en claudine-1 eiwitexpressiesOm FOXO3a (totaal en gefosforyleerd) en claudine- 1-eiwitexpressie te evalueren na behandeling met tropisetron en glibenclamide, werd western blotting gebruikt in deniervan verschillende groepen. De data-analyse vertoont een significante toename in gefosforyleerde FOXO3a/totaal FOXO3a eiwitverhoudingen (4,6 ± 0,17) en claudine-1 (3,02 ± 0,16 ) eiwitniveaus in de diabetische groep vergeleken met de controle (P < 0.001).="" toediening="" van="" tropisetron="" verlaagde="" de="" gefosforyleerde="" foxo3a/totaal="" foxo3a-eiwitverhoudingen="" (2,14="" ±="" 0,31)="" en="" claudine-1="" (2,4="" ±="" 0,12)="" aanzienlijk="" in="">niervan diabetische ratten (P < {{0}}.01).="" behandeling="" met="" glibenclamide="" verminderde="" significant="" zowel="" de="" gefosforyleerde="" foxo3a/totaal="" foxo3a-eiwitverhoudingen="" (2,57="" ±="" 0,5)="" (p="">< 0="" 0,001)="" als="" claudine-1="" (2,2="" ±="" 0,11)="" (p="">< 0,05="" )="" eiwitniveaus="" in="" de="" stz-geïnduceerde="" diabetische="" ratten="" (fig.="">
Discussie De bevindingen van het huidige onderzoek worden in de volgende paragrafen gegeven: een enkele injectie van STZ-geïnduceerde T1DM was geassocieerd met ernstige hyperglykemie, gewichtsverlies ennierdisfunctie, die zich manifesteert door een duidelijke toename van plasmacreatinine en ureum en een duidelijke afname van de creatinineklaring als een index van GFR vergeleken met die in de controlegroep. STZ verstoorde de oxidatieve balans in denierweefsel dat werd bewezen door het verhogen van MDA en het verlagen van het TAC-gehalte. Verdere moleculaire analyse toonde aan dat diabetes SIRT1-mRNA verlaagde en NF-KB-mRNA verhoogde, evenals gefosforyleerde FOXO3a/totaal FOXO3a-eiwitverhoudingen en claudine-1-eiwitniveau in deniervan mannelijke ratten. Aanzienlijke verbetering van ureum, creatinine, creatinine
klaring, evenals SIRT1-mRNA, NF-KB-mRNA, gefosforyleerde FOXO3a/totaal FOXO3a-eiwitverhoudingen en claudine-1-eiwit, vergelijkbaar met die van de controledieren, werden waargenomen in de groep met tropisetron plus diabetes. DN die wordt gekenmerkt door verschillende functies, zoals onderbreking innierstructurele en functionele integriteit, verhoging van deniergrootte, evenals glomerulaire en tubulaire hypertrofie, is een belangrijke oorzaak van het eindstadiumnierziekte(Singh et al. 2018; Yaribeygi et al. 2018). Progressieve albuminurie, verlaagde GFR en verhoging van de arteriële bloeddruk zijn de meest uitgesproken functionele symptomen die worden waargenomen bij diabetespatiënten (Alzahrani et al. 2020). De vroegste marker van DN is albuminurie die wordt veroorzaakt door progressieve glomerulaire schade als een centraal kenmerk bij het initiëren vannierbeschadiging(Elsherbiny et al. 2018). In overeenstemming met onze bevindingen, toonden eerdere studies aan dat DN gepaard gaat met verhogingen van serumcreatinine en ureum, wat wijst op disfunctie van denierweefsel(Sharma et al. 2006; Tang et al. 2018).
Accumulerend bewijs geeft aan dat het ontstaan van vrije radicalen als gevolg van hyperglykemie een belangrijke gebeurtenis is bij het ontstaan en de progressie van diabetische microvasculaire complicaties, waaronder DN. Overmatige ROS-productie draagt bij aan oxidatieve schade door macromoleculen, cellen en weefsels aan te tasten en resulteert in onomkeerbare beschadiging of functionele stoornissen (Kiritoshi et al. 2003).
MDA als marker van lipideperoxidatie wordt veroorzaakt door de aanval van vrije radicalen op membraanonverzadigde vetzuren, die hebben bijgedragen aan diabetische complicaties (Pieme et al. 2017). De totale antioxidantstatus werd geschat door TAC, een biomarker om oxidatieve stress in veel pathologische aandoeningen te bepalen. MDA- en TAC-stoornissen bij diabetespatiënten weerspiegelen dus de productie van vrije radicalen die de oxidatieve stressstatus induceren (Peluso en Raguzzini 2016). Consequent toonden de resultaten van deze studie verhoogde MDA- en verlaagde TAC-niveaus bij diabetische rattennier. Gezien dit feit verbeterde de vermindering van oxidatieve stress diabetische complicaties, waaronder:nierbeschadiging(Alzahrani et al. 2020; Barzegar-Fallah et al. 2015).
Tropisetron, als een 5-HT3-antagonist met antioxiderende en ontstekingsremmende activiteiten, vertoont beschermende effecten bij verschillende pathologische aandoeningen zoals diabetes (Barzegar-Fallah et al. 2015; Rashidi en Bazi 2020). Het nefroprotectieve effect van tropisetron is eerder beschreven in dierproeven. In deze visie verbeterde tropisetron DN op een 5-HT3-receptor-onafhankelijke manier door verhoogde bloedglucose te voorkomen,nierMDA-, CAT-, SOD-, Gpx- en TNF-niveaus en verminderde urinaire cytokine-excretie en albuminurie (Barzegar-Fallah et al. 2015).
In overeenstemming met deze kwestie wordt in het huidige onderzoek het bewijs geleverd om aan te tonen dat tropisetron hyperglykemie, gewichtsverlies en oxidatieve stress-status moduleerde, wat wordt vertoond door het verlagen van MDA en het verhogen van het TAC-gehalte en verbeterdenierdisfunctie (een significante uitputting van plasma-ureum en creatinine). Glibenclamide werd volgens eerdere onderzoeken als standaardmedicijn toegepast (Amini et al. 2020). Interessant is dat er geen significant verschil werd waargenomen in de genoemde parameters in groepen toegediend met glibenclamide en toegediend aan tropisetron in deniervan diabetische ratten. De precieze mechanismen achter het beschermende effect van tropisetron bij DN zijn echter nog onbekend. Voor zover wij weten, is dit de eerste studie die aantoont dat tropisetron de SIRT1-genexpressie verhoogde en de gefosforyleerde FOXO3a/totaal FOXO3a-eiwitverhoudingen, NF-KB en claudine- 1-eiwitniveaus in deniervan diabetische dieren.
SIRT1 is een klasse III-eiwitdeacetylase dat betrokken raakt bij het overleven van de cellen onder stressvolle omstandigheden door verschillende belangrijke eiwitten te activeren. Het is een essentiële factor voor het moduleren van genexpressie als reactie op ROS-generatie zoals NF-KB en foxo-transcriptiefactoren (Brunet et al. 2004; Sengupta et al. 2011). Onder de foxo-familie wordt aangenomen dat FOXO3a een belangrijke rol speelt tijdens oxidatieve stress door verschillende antioxidanten te reguleren, waaronder SOD en CAT
(Hasegawa et al. 2008; Kops et al. 2002). In het bijzonder is de inactivatie van FOXO3a in verband gebracht met de neerwaartse regulatie van CAT-geïnduceerde oxidatieve stress tijdens hyperglykemie-omstandigheden (Wang et al. 2017b). SIRT1 beheert de activering van FOXO3a door deacetylering en moduleert de celrespons op oxidatieve stress direct of indirect (Hori et al. 2013). Er werd verklaard dat er een functioneel verband bestaat tussen SIRT1- en FOXO3-regulatie van het door MnSOD gemedieerde antioxidantafweersysteem (Tanaka et al. 2009; Zhang et al. 2015). Dienovereenkomstig, Zhang et al. (2015) toonden aan dat icariin acute longbeschadiging beschermde veroorzaakt door intestinale ischemie/reperfusie-gemedieerde SIRT1/FOXO3-signaleringsroute door opregulatie van de MnSOD-expressie. Eerdere rapporten hebben ook gesuggereerd dat opregulatie van SIRT1 door cisplatine geïnduceerde nefropathie verlicht,nierischemische / reperfusieschade en diabetische nefropathie (Funk en Schnellmann 2013; Gu et al. 2016; Kim et al. 2011). Met name door diabetes geïnduceerde neerwaartse regulatie van SIRT1 die de pathofysiologische veranderingen aanstuurt, leidt tot:niertoxiciteit (Wang et al. 2017b). Hasegawa et al. (2013) toonden aan dat verminderde SIRT1 in proximale tubuli de initiatie van DN veroorzaakte en resulteerde in albuminurie. In lijn, de resultaten van dit onderzoek geïdentificeerd afgenomennierSIRT1-genexpressie in de diabetische groep. Daarom veroorzaakte activering van SIRT1 de weerstand vanniertubulaire cellen tot cellulaire stress (Kume et al. 2013). Al met al hebben SIRT1-activators opmerkelijke aandacht gekregen als interessante kandidaten voor diabetestherapie (Song et al. 2018)
Bovendien toonde het huidige onderzoek ook een duidelijke ontstekingsreactie bij diabeticinierenzoals blijkt uit NF-KB-verhoging. Het is een essentiële regulerende factor die verband houdt met immuunrespons en ontsteking (Hayden en Ghosh 2012). In overeenstemming met de bevindingen van dit onderzoek hebben verschillende onderzoeken gerapporteerd dat activering van NF-KB en zijn nucleaire translocatie toeneemt in zowel experimentele als menselijke DN (Alzahrani et al. 2020; Kuhad en Chopra 2009). Bovendien draagt SIRT1-verhoging bij aan NF-KB-inactivatie om podocyten te redden van letsel bij diabeticinier(Liu et al. 2014). Interessant is dat overexpressie van SIRT1 een eiwitexpressie in nauwe epitheliale verbindingen, namelijk claudine-1, in hyperglycemische ratten verzwakt, wat in correlatie is met het proteïnurieniveau. Geactiveerd claudine-1 in podocyten verslechtert de glomerulaire barrièrefunctie door het verminderen van synaptopodine- of podocine-expressie, wat resulteert in albuminurie (Hasegawa et al. 2013). Deze bevindingen werden ook goedgekeurd in de nieren van de diabetische ratten.
Hier werd voor het eerst aangetoond dat toediening van tropisetron onder diabetische omstandigheden leidde tot verhoogde SIRT1-genexpressie en gelijktijdig verlaagde gefosforyleerde FOXO3a/totale FOXO3a-eiwitverhoudingen, NF-KB en claudine-1-eiwitniveaus. Daarom is het heel logisch dat een dergelijke activering in SIRT1 en de daaropvolgende afname van de gefosforyleerde FOXO3a/totaal FOXO3a-eiwitverhoudingen, NF-KB en claudine-1 gedeeltelijk verantwoordelijk kunnen zijn voor de verbetering van de diabeetnierfunctie. Onderzoekers rapporteerden dat de beschermende effecten van tropisetron in DN 5-HT3-receptoronafhankelijk lijken te zijn, aangezien granisetron, een andere selectieve 5-HT3-receptorblokker, DN niet beschermde. Er werd verklaard dat de antioxidatieve en ontstekingsremmende mechanismen van tropisetron een cruciale rol kunnen spelen bijnierweefselbescherming bij diabetes (Barzegar-Fallah et al. 2015). Onlangs heeft ons laboratorium waargenomen dat behandeling met tropisetron de insulinesecretie verhoogde en de bloedglucosespiegel verlaagde door de GLUT2-genexpressie en de UCP2/ZnT8-route te verhogen (Naderi et al. 2020). Tropisetron als een blokker van de 5-HT3-receptor verhoogde de afgifte van insuline uit de insulineproducerende bètacellijn van de pancreas, wat resulteerde in hypoglykemie (Heimes et al. 2009). Daarom lijkt het erop dat het moduleren van insulineafgifte en vervolgens glucosehomeostase kan leiden tot antioxidatieve en ontstekingsremmende reacties die bijdragen aannierbescherming.
In overeenstemming met de huidige bevindingen keerde tropisetron de oxidatieve schade om door de SIRT1-genexpressie bij veroudering bij muizen te verhogen (Mirshafa et al. 2020). Bovendien werden vermindering van leverbeschadiging, TNF- en IL-6-eiwitniveaus waargenomen in de lever van diabetische ratten na gelijktijdige behandeling met tropisetron (Amini et al. 2020; Gholizadeh-Ghaleh Aziz et al. 2019). Ook vertoonde tropisetron in het huidige onderzoek een vergelijkbare respons op een standaardmedicijn, glibenclamide. Dienovereenkomstig verhoogde blootstelling aan glibenclamide SIRT1 en verlaagde de gefosforyleerde FOXO3a/totale FOXO3a-eiwitverhoudingen, NF-KB en claudine-1-spiegels bij diabetici.nierenin de huidige studie. Glibenclamide is een bekend geneesmiddel dat op grote schaal is gebruikt bij de behandeling van diabetespatiënten door remming van ATP-gevoelige K-plus-kanalen. Aangezien er enkele tegenstrijdige resultaten zijn met betrekking tot het glibenclamide-effect bij DN (Akbar et al. 2013; Elmalí et al. 2004; Nakamura et al. 2000), waarschijnlijk vanwege de dosering of behandelingsduur, vormde deze gebeurtenis de motivatie voor het introduceren van een nieuw medicijn voor diabetespatiënten als een veilig en effectief middel met minder bijwerkingen
Over het algemeen verbetert tropisetron effectiefnierfunctiein DN waarschijnlijk door de expressie van SIRT1, gefosforyleerde FOXO3a / totale FOXO3a-eiwitverhoudingen, NF-KB en claudine-1 te veranderen. Deze studie had enkele beperkingen bij het ondersteunen van dit onderwerp. Morfologische studies moeten bijvoorbeeld proberen om verder bewijs te leveren om het huidige onderzoek te valideren. Ook gebruikten de onderzoekers geen molecuulremmers om het exacte signaalroutemechanisme te valideren.
Conclusie
Concluderend toonden de bevindingen van deze studie het nefroprotectieve effect van tropisetron in STZ-geïnduceerde T1DM. De opmerkelijke bevindingen van dit onderzoek gaven aan dat het nefroprotectieve effect van tropisetron mogelijk veranderingen in de expressie van SIRT1, FOXO3a, NF-KB en claudine-1 met zich meebracht. Deze gegevens zouden een stimulans kunnen zijn voor verder onderzoek op dit gebied.
