Léčba raného stádia ledvinových kamenů: signalizace TGF- 1

další informace:ali.ma@wecistanche.om

Část Ⅱ: Fosfatidylserinová everze regulovaná fosfolipidovou skramblázou aktivovanou TGF- 1/Smad signalizací v časném stadiu tvorby ledvinových kamenů

Xiu Guo Gan1 · Hai Tao Xu1 · Zhi Hao Wang

Abstraktní

Mechanismus, který je základem everze fosfatidylserinu v buňkách renálních tubulů po poškození zprostředkovaném oxalátem vápenatým, zůstává nejasný; proto jsme zkoumali účinkyTGF- 1/Smad signalizace při everzi fosfatidylserinu v buněčné membráně renálního tubulu během raného stádialedvinový kámenrozvoj. Na potkaním modelu časného stadia tvorby kalciumoxalátových kamenů byla průtokovou cytometrií detekována fosfatidylserinová everze na membráně renálních tubulárních buněk a expreseTGF- 1(transformující růstový faktor- 1), Smad7 a fosfolipidová skrambláza v membráně renálních tubulárních buněk byla měřena pomocí western blotu. Pozorovali jsme, žeTGF- 1/Smad signální dráha zvýšila fosfatidylserinovou everzi na úrovni organismu. Výsledky studií in vitro prokázaly, že expozice oxalátu buňkám renálních tubulů indukovala expresi TGF-1, zvýšila aktivitu fosfolipidové skramblázy a fosfatidylserinovou everzi v buněčné membráně renálního tubulu. Tyto výsledky tomu nasvědčujíTGF- 1stimuluje fosfatidylserinovou everzi zvýšením aktivity fosfolipidové skramblázy v buněčné membráně renálního tubulu během raného stádialedvinový kámenrozvoj. Výsledky této studie tvoří základ pro další podrobný výzkum vývoje terapeutických látek, které specificky léčí urolitiázu a mají méně nežádoucích účinků.

klíčová slova:Fosfolipidová scramblase. Fosfatidylserin.Ledvinový kámen.TGF- 1

PRO ČÁST KLIKNĚTE ZDE Ⅰ

Klikněte na Cistanche deserticola ma pro onemocnění ledvin

Diskuse

Dosud se studie na zvířatech nezaměřovaly ani na roli PS vledvinový kámenani se nezabývala tím, zda se výsledky studií in vitro přenášejí na výsledky u zvířat. Pro získání spolehlivějších výsledků jsou vhodnější studie využívající in vitro modely. V našem krysím modelu CaOx kamenů v raném stádiuTGF- 1úroveň a PS-eversion rate vledvinový kámenskupiny zvýšené, což je v souladu s výsledky získanými na buněčné úrovni, což ukazuje, že se zvýšenou koncentrací kyseliny šťavelové současné zvýšení buněčné membrány-PS everze umožňuje krystalům přilnout k buněčné membráně [28]. Potvrdili jsme tedy, že výše uvedené cytologické studie jsou vhodné pro zkoumání krysího modelu. Zjistili jsme, že oxalát samotný je pro buňky škodlivý a že může sloužit jako primární činidlo pro upregulaciTGF- 1. Kromě toho,TGF- 1úroveň a externalizace PS byly podstatně inhibovány SB431542, což naznačuje, žeTGF- 1/Smad signální dráha usnadňuje zvýšenou externalizaci PS na úrovni organismu. Progresivní aktivace NAD(P)H oxidázy v renálních tubulárních buňkách prostřednictvím indukceTGF- 1, je potenciální molekulární mechanismusTGF- 1/Smad signalizací indukovaná produkce ROS [7], zatímco akumulace MRP-1 nebo BCRP zprostředkovaná ROS hraje klíčovou roli v externalizaci PS v renální epiteliální buněčné membráně [23]. Proto docházíme k závěru, že mechanismusTGF- 1/Smad signalizací indukovaná PS everze v renálních tubulárních epiteliálních buňkách je zprostředkována prostřednictvím oxidačního stresu způsobeného ROS.

Když byly buňky LLC-PK1 ošetřeny 1 mmol oxalátu draselného (Kox) po dobu 6, 12, 24 nebo 48 hodin, Khan et al. nezjistili významné apoptotické morfologické změny v buňkách po 6 hodinách působení oxalátem. Po 12 hodinách expozice však pozorovali významné apoptotické změny včetně kondenzace a marginace jaderného chromatinu, fragmentace DNA a migrace PS v dvojvrstvě plazmatické membrány zevnitř na buněčný povrch [8]. V naší předchozí studii jsme ukázali, že { {10}},5 mmol oxalátů způsobilo na čase a koncentraci závislé zvýšení externalizace PS v linii renálních epiteliálních buněk MDCK [2]. V této studii bylo do buněk aplikováno 0,5 procenta CaOx a míra PS-everze se zvýšila vledvinový kámenskupina. Ačkoli byl PS buněčné membrány v naší současné studii převrácen, tyto buňky by neměly podstoupit apoptózu. PS everze je důležitým povrchovým markerem apoptózy. Nedávné studie ukázaly, že apoptóza a PS everze jsou dvě nezávislé události, to znamená, že apoptotické buňky nemusí nutně vykazovat PS everzi a PS-everzní buňky nemusí být nutně apoptotické [29]. Při určování, zda je buňka apoptotická, není vhodné spoléhat pouze na everzi PS, protože studie uvádějí expozici PS v neapoptotických buňkách [30-32].

V této studii byla v buňkách kontrolní skupiny detekována zanedbatelná hladina PLSCR, zatímco tento protein byl významně zvýšen ve skupině CaOx, což ukazuje na nadměrnou expresi PLSCR. Tyto výsledky jsou v souladu se zjištěními Singireesu et al. ohledně potenciálně toxických účinků DHCL na ledvinové buňky[33]. Když byly buňky ve skupině CaOx ošetřeny anti-TGF- 1hladina PLSCR byla významně snížena, což ukazuje, že aktivace PLSCR byla zprostředkovánaTGF- 1Kromě toho jsme pozorovali zvýšený pohyb NBD-PS směrem ven vTGF- 1skupina a skupina CaOx. Když byly renální tubulární epiteliální buňky z těchto skupin transfekovány PLSCR siRNA, míra internalizace PS se zvýšila, zatímco míra externalizace se snížila, což naznačuje, žeTGF- 1způsobuje PSexter-finalizaci v buněčné membráně renálního tubulu aktivací PLSCR v buněčné membráně renálního tubulu in vitro. Celkově vzato, expozice oxalátu buňkám renálních tubulů indukujeTGF- 1exprese vedoucí ke zvýšené produkci ROS prostřednictvím NAD(P)H oxidázy; ROS pak mění aktivitu PLSCR [9,10]. Konečně PLSCR vede k externalizaci PS v buněčné membráně renálního tubulu, jak bylo prokázáno v naší studii.

Předchozí studie naznačila, že léčba oxaláty neaktivuje PLSCR v buňkách MDCK in vitro, protože aktivace PLSCR vyžaduje zvýšený cytoplazmatický Ca2 a oxalát rychle snižuje intracelulární koncentraci Ca2 plus v MDCK buňkách [2]. Tato hypotéza je podpořena výsledky této studie. To znamená, že ačkoli předchozí studie prokázala účinky kyseliny šťavelové spíše než CaOx na renální tubulární epiteliální buňky, zjistili jsme, že koncentrace Ca2 plus se zvýšila v ledvinovém sběrném systému během rané fáze vývoje CaOx kamenů na potkaním modelu. Protože PLSCR je exponován za buněčnou membránou, věříme, že PLSCR může být aktivován Ca2 v renálním sběrném systému spíše než intracelulárním Ca2 plus.

Za fyziologických podmínek je asymetrická distribuce fosfolipidů v membráně eukaryotické buňky, která vyžaduje, aby aminofosfolipidová translokáza (APLT) a PLSCR hrála synergickou roli, nezbytná k tomu, aby buněčná membrána plnila své fyziologické funkce [34]. V tomto experimentu jsme uvažovali poměr PS everze v buněčné membráně k indikaci aktivity PLSCR. Protože APLT byl potvrzen jako jeden z faktorů způsobujících everzi PS, APLT ovlivnil měření aktivity enzymu PLSCR v tomto experimentu. Jsou zapotřebí další klinické studie k ověření toho, jak APLT a PLSCR spolupracují při PS everzi membrány renálních tubulárních buněk, a k identifikaci dalších faktorů řídících everzi PS, aby bylo možné lépe porozumět základnímu mechanismuledvinový kámenformace.

Závěry

Expozice CaOx může potencovat upregulaciTGF- 1, který následně aktivuje ROS v renálních tubulárních buňkách; ROS pak silně aktivuje PLSCR, což představuje jeden z hlavních mechanismů, kterýmTGF- 1Signalizace ROS stimuluje externalizaci PS v buněčné membráně renálního tubulu během raného stádialedvinový kámenrozvoj. Výsledky této studie tvoří základ pro další podrobný výzkum vývoje terapeutických látek, které specificky léčí urolitiázu a mají méně nežádoucích účinků.

Reference

1. Detsyk O, Solomchak D, Bugro V(2019)Pacientské cesty jako nástroj zlepšení řízení urgentní a plánované zdravotní péče proledvinový kámenchoroba. Divoký Lek 72:2128-2134

2. Yu SL, Gan XG, Huang JM, et al (2011) Oxalát zhoršuje aktivitu aminofosfolipidové translokázy v renálních epiteliálních buňkách prostřednictvím oxidačního stresu: důsledky pro kalcium oxalátovou urolitiázu. J Urol 186:1114-1120

3. Zhao YW, Guo D, Li CY, Ouyang JM(2019)Porovnání adheze monohydrátu oxalátu vápenatého k buňkám HK-2 před a po opravě pomocí čajových polysacharidů.Int J Nanomed 14:4277-4292

4. Jayachandran M, Lugo G, Heiling H, Miller VM, Rule AD, LieskeJC(2015) Extracelulární vezikuly v moči žen s, ale ne bezledvinové kamenyzjevné vzorce podobné mužům: případová kontrolní studie. Biol Sex Differ 24:2

5. Liu Y, Chen S, Liu J, Jin Y, An R(2020) Telmisartan inhibuje oxalátem a krystaly oxalátu vápenatého indukovanou epiteliálně-mezenchymální transformaci prostřednictvím PPAR-y-AKT/STAT3/p38 MAPK-Snail dráhy. Life Sci 241:117108

6. Han S, Zhao C, Pokhrel G, Sun X, Chen Z, Xu H(2019) Kyselina hydroxycitrónová tri-draselná inhibuje tvorbu krystalů šťavelanu vápenatého v modelu hyperoxalurie Drosophila melanogaster. Med Sci Monit 25:3662-3667

7. Joshi S, Peck AB, Khan SR(2013)NADPH oxidáza jako terapeutický cíl pro poranění vyvolané oxaláty vledviny. Oxid Med Cell Longev 2013:462361

8. Khan SR, Byer KJ, Thamilselvan S, et al (1999) Interakce krystalů a apoptóza při poškození renálních epiteliálních buněk souvisejícím s oxalátem. J Am Soc Nephrol 10:S457-463

9. Schreiber R, Ousingsawat J, Wanitchakool P(2018) Regulace iontových proudů TMEM16A/ANO1 a TMEM16F/ANO6 a scrambling fosfolipidů pomocí Ca2² plus a lipidů plazmatické membrány. J Physiol 596:217-229

10. Schreiber R, Buchholz B, Kraus A(2019) Lipidová peroxidace řídí růst renálních cyst in vitro prostřednictvím aktivace TMEM16A. J Am Soc Nephrol 30:228-242

11. Clarke RJ, Hossain KR, Cao K (2020) Fyziologické role příčné lipidové asymetrie zvířecích membrán. Biochim Biophys Acta Biomembr 1862:183382

12. Bernhardt I, Nguyen DB, Wesseling MC, Kaestner L(2020) Intracelulární koncentrace Ca a expozice fosfatidylserinu u zdravých lidských erytrocytů nezávislost na in vivo buněčném věku. Přední Physiol 10:1629

13. Nagata S, Sakuragi T, Segawa K (2020) Flippasa a scramblase pro expozici fosfatidylserinu. Curr Opin Immunol 62:31-38

14. Sakuragi T, Kosako H, Nagata S(2019) Fosforylací zprostředkovaná aktivace myší Xkr8 scramblase pro expozici fosfatidylserinu. Proc Natl Acad Sci USA 116:2907-2912

15. Yang X, Cheng X, Tang Y, et al (2019) Bakteriální endotoxin aktivuje koagulační kaskádu prostřednictvím expozice fosfatidylserinu závislému na gasderminu D. Imunita 51:983-996.e6

16. Yu A, McMaster ČR, Byers DM, Ridgway ND, Cook HW (2003) Stimulace biosyntézy fosfatidylserinu a usnadnění UV-indukované apoptózy ve vaječníku čínského křečka