Håndtering af nyresten i tidligt stadium: TGF- 1-signalering

for flere oplysninger:ali.ma@wecistanche.om

Del Ⅱ: Phosphatidylserin-eversion reguleret af phospholipid scramblase aktiveret af TGF- 1/Smad-signalering i det tidlige stadie af nyrestendannelse

Xiu Guo Gan1 · Hai Tao Xu1 · Zhi Hao Wang

Abstrakt

Mekanismen bag phosphatidylserin-eversion i nyretubuliceller efter calciumoxalat-medieret skade er stadig uklar; derfor undersøgte vi virkningerne afTGF- 1/Smad-signalering på phosphatidylserin-eversion i nyretubulicellemembranen i det tidlige stadie afnyrestenudvikling. I en rottemodel af det tidlige stadie af calciumoxalat-stendannelse blev phosphatidylserin-eversion på den renale tubulære cellemembran påvist ved flowcytometri, og ekspressionen afTGF- 1(transformerende vækstfaktor- 1), Smad7 og phospholipid scramblase i den renale tubulære cellemembran blev målt ved western blotting. Vi observerede, atTGF- 1/Smad-signalvejen øgede phosphatidylserin-eversion på organismeniveau. Resultaterne af in vitro undersøgelser viste, at oxalateksponering for nyretubuliceller inducerede TGF-1-ekspression, hvilket øgede phospholipid-scramblaseaktivitet og phosphatidylserin-eversion i nyretubulicellemembranen. Disse resultater indikerer detTGF- 1stimulerer phosphatidylserin-eversion ved at øge phospholipid scramblase-aktiviteten i nyretubulicellemembranen i det tidlige stadie afnyrestenudvikling. Resultaterne af denne undersøgelse danner grundlag for yderligere detaljeret forskning i udviklingen af ​​terapeutiske midler, der specifikt behandler urolithiasis og har færre bivirkninger.

Nøgleord:Phospholipid scramblase. Phosphatidylserin.Nyresten.TGF- 1

KLIK HER FOR AT DEL Ⅰ

Klik for at Cistanche deserticola ma for nyresygdom

Diskussion

Til dato har dyreforsøg hverken fokuseret på PS' rolle inyrestendannelse og heller ikke behandlet, om resultaterne af in vitro-undersøgelser oversættes til dem hos dyr. For at opnå mere pålidelige resultater er undersøgelser, der anvender in vitro-modeller, at foretrække. I vores rottemodel af CaOx-sten i tidlige stadier, erTGF- 1niveau og PS-eversionsrate inyrestengruppe øget, hvilket er i overensstemmelse med resultaterne opnået på celleniveau, hvilket viser, at med øget oxalsyrekoncentration tillader en samtidig stigning i cellemembran-PS-eversion krystaller at klæbe til cellemembranen [28]. Således bekræftede vi, at ovenstående cytologiske undersøgelser er egnede til at undersøge rottemodellen. Vi fandt ud af, at oxalat i sig selv er skadeligt for celler, og at det kan tjene som et primært middel til at opregulereTGF- 1. DesudenTGF- 1niveau og PS eksternalisering blev væsentligt hæmmet af SB431542, hvilket tyder på, atTGF- 1/Smad signalvej letter øget PS eksternalisering på organisme-niveau. Progressiv aktivering af NAD(P)H-oxidase i renale tubulære celler via induktion afTGF- 1, er en potentiel molekylær mekanisme afTGF- 1/Smad-signalinduceret ROS-produktion [7], hvorimod ROS-medieret akkumulering af MRP-1 eller BCRP spiller en nøglerolle i oxalat-induceret PS-eksternisering i nyreepitelcellemembranen [23]. Derfor konkluderer vi, at mekanismen vedTGF- 1/Smad-signaleringsinduceret PS-eversion i renale tubulære epitelceller medieres via oxidativt stress forårsaget af ROS.

Da LLC-PK1-celler blev behandlet med 1 mmol kaliumoxalat (Kox) i 6,12,24 eller 48 timer, opdagede Khan et al. ikke signifikante apoptotiske morfologiske ændringer i cellerne efter 6 timers oxalatbehandling. Efter 12 timers eksponering observerede de imidlertid signifikante apoptotiske ændringer, herunder kondensering og marginering af nuklear kromatin, DNA-fragmentering og PS-migrering i plasmamembran-dobbeltlaget fra indersiden til celleoverfladen [8]. I vores tidligere undersøgelse viste vi, at { {10}}.5 mmol oxalater forårsagede en tids- og koncentrationsafhængig stigning i PS eksternalisering i MDCK renale epitelcellelinje [2]. I denne undersøgelse blev 0,5 procent CaOx påført cellerne, og PS-eversionsraten steg inyrestengruppe. Selvom cellemembranen PS blev vendt om i vores nuværende undersøgelse, burde disse celler ikke have gennemgået apoptose. PS-eversion er en vigtig overflademarkør for apoptose. Nylige undersøgelser har vist, at apoptose og PS-eversion er to uafhængige hændelser, det vil sige, at apoptotiske celler ikke nødvendigvis viser PS-eversion, og PS-eversionsceller er ikke nødvendigvis apoptotiske [29]. Det er ikke hensigtsmæssigt kun at stole på PS-eversion for at bestemme, om en celle er apoptotisk, fordi undersøgelser har rapporteret PS-eksponering i ikke-apoptotiske celler [30-32].

I denne undersøgelse blev et ubetydeligt niveau af PLSCR påvist i kontrolgruppeceller, hvorimod dette protein var signifikant forøget i CaOx-gruppen, hvilket indikerer overekspression af PLSCR. Disse resultater er i overensstemmelse med resultaterne af Singireesu et al. vedrørende de potentielt toksiske virkninger af DHCL på nyreceller[33]. Når celler i CaOxgruppen blev behandlet med anti-TGF- 1antistof, var niveauet af PLSCR signifikant sænket, hvilket indikerer, at aktiveringen af ​​PLSCR blev medieret afTGF- 1Derudover observerede vi øget udadgående bevægelse af NBD-PS iTGF- 1gruppe og CaOx gruppe. Når renale tubulære epitelceller fra disse grupper blev transficeret med PLSCR siRNA, steg PS internaliseringshastigheden, hvorimod eksternaliseringshastigheden faldt, hvilket indikerer, atTGF- 1forårsager PSexter-finalisering i nyretubulicellemembranen ved at aktivere PLSCR i nyretubulicellemembranen in vitro. Samlet inducerer oxalateksponering for nyretubulicellerTGF- 1ekspression, hvilket resulterer i øget ROS-produktion via NAD(P)H-oxidase; ROS ændrer derefter aktiviteten af ​​PLSCR [9,10]. Endelig fører PLSCR til PS eksternalisering i nyretubulicellemembranen, som vist i vores undersøgelse.

En tidligere undersøgelse antydede, at oxalatbehandling ikke aktiverer PLSCR i MDCK-celler in vitro, da PLSCR-aktivering kræver øget cytoplasmatisk Ca2, og oxalat hurtigt nedsætter den intracellulære Ca2 plus-koncentration i MDCK-celler [2]. Denne hypotese understøttes af resultaterne af nærværende undersøgelse. Det vil sige, at selvom den tidligere undersøgelse demonstrerede virkningerne af oxalsyre, snarere end CaOx, på renale tubulære epitelceller, fandt vi, at Ca2 plus-koncentrationen steg i det renale opsamlingssystem under det tidlige stadie af CaOx-stenudvikling i en rottemodel. Da PLSCR eksponeres ud over cellemembranen, mener vi, at PLSCR kan aktiveres af Ca2 i det renale opsamlingssystem snarere end af intracellulær Ca2 plus.

Under fysiologiske forhold er asymmetrisk fordeling af phospholipider i den eukaryote cellemembran, som kræver aminophospholipid translocase (APLT) og PLSCR for at spille en synergistisk rolle, nødvendig for, at cellemembranen kan udføre sine fysiologiske funktioner [34]. I dette eksperiment overvejede vi forholdet mellem PS-eversion i cellemembranen for at angive aktiviteten af ​​PLSCR. Fordi APLT er blevet bekræftet som en af ​​de faktorer, der forårsager PS-eversion, påvirkede APLT målingen af ​​PLSCR-enzymaktivitet i dette eksperiment. Yderligere kliniske undersøgelser er nødvendige for at validere, hvordan APLT og PLSCR arbejder sammen i PS-eversion af den renale tubulære cellemembran, og for at identificere andre faktorer, der kontrollerer PS-eversion for bedre at forstå den bagvedliggende mekanisme.nyrestendannelse.

Konklusioner

CaOx-eksponering kan forstærke opreguleringen afTGF- 1, som efterfølgende aktiverer ROS i renale tubulære celler; ROS aktiverer derefter kraftigt PLSCR, hvilket repræsenterer en af ​​de vigtigste mekanismer, hvorvedTGF- 1-ROS-signalering stimulerer PS eksternalisering i nyretubulicellemembranen i det tidlige stadie afnyrestenudvikling. Resultaterne af denne undersøgelse danner grundlag for yderligere detaljeret forskning i udviklingen af ​​terapeutiske midler, der specifikt behandler urolithiasis og har færre bivirkninger.

Referencer

1. Detsyk O, Solomchak D, Bugro V(2019) Patientforløb som et værktøj til forbedring af håndteringen af ​​akut og planlagt sundhedspleje fornyrestensygdom. Wild Lek 72:2128-2134

2. Yu SL, Gan XG, Huang JM, et al (2011) Oxalat svækker aminophospholipid translokaseaktivitet i nyreepitelceller via oxidativt stress: implikationer for calciumoxalat urolithiasis. J Urol 186:1114-1120

3. Zhao YW, Guo D, Li CY, Ouyang JM(2019)Sammenligning af adhæsionen af ​​calciumoxalatmonohydrat til HK-2-celler før og efter reparation ved hjælp af tepolysaccharider. Int J Nanomed 14:4277-4292

4. Jayachandran M, Lugo G, Heiling H, Miller VM, Rule AD, LieskeJC (2015) Ekstracellulære vesikler i urinen hos kvinder med, men ikke udennyrestenmanifeste mønstre, der ligner mænd: en case-control study.Biol Sex Differ 24:2

5. Liu Y, Chen S, Liu J, Jin Y, An R(2020) Telmisartan hæmmer oxalat- og calciumoxalat krystal-induceret epitel-mesenchymal transformation via PPAR-y-AKT/STAT3/p38 MAPK-sneglevej. Life Sci 241:117108

6. Han S, Zhao C, Pokhrel G, Sun X, Chen Z, Xu H(2019) Hydroxycitronsyre tri-kalium hæmmer dannelsen af ​​calciumoxalatkrystal i Drosophila melanogaster-modellen af ​​hyperoxaluri. Med Sci Monit 25:3662-3667

7. Joshi S, Peck AB, Khan SR(2013)NADPH-oxidase som et terapeutisk mål for oxalatinduceret skade inyrer. Oxid Med Cell Longev 2013:462361

8. Khan SR, Byer KJ, Thamilselvan S, et al. (1999) Krystal-celle-interaktion og apoptose i den oxalat-associerede skade af nyreepitelceller. J Am Soc Nephrol 10:S457-463

9. Schreiber R, Ousingsawat J, Wanitchakool P(2018) Regulering af TMEM16A/ANO1 og TMEM16F/ANO6 ionstrømme og phospholipid scrambling af Ca2² plus og plasmamembranlipid. J Physiol 596:217-229

10. Schreiber R, Buchholz B, Kraus A(2019) Lipidperoxidation driver nyrecystervækst in vitro gennem aktivering af TMEM16A. J Am Soc Nephrol 30:228-242

11. Clarke RJ, Hossain KR, Cao K (2020) Fysiologiske roller af tværgående lipidasymmetri af dyremembraner. Biochim Biophys Acta Biomembr 1862:183382

12. Bernhardt I, Nguyen DB, Wesseling MC, Kaestner L(2020) Intracellulær Ca-koncentration og phosphatidylserin-eksponering i sunde humane erytrocytter uafhængighed af in vivo-cellealder. Front Physiol 10:1629

13. Nagata S, Sakuragi T, Segawa K (2020) Flippase og scramblase for phosphatidylserin eksponering. Curr Opin Immunol 62:31-38

14. Sakuragi T, Kosako H, Nagata S (2019) Fosforyleringsmedieret aktivering af mus Xkr8 scramblase for phosphatidylserin eksponering. Proc Natl Acad Sci USA 116:2907-2912

15. Yang X, Cheng X, Tang Y, et al (2019)Bakterielt endotoksin aktiverer koagulationskaskaden gennem gasdermin D-afhængig phosphatidylserin eksponering.Immunitet 51:983-996.e6

16. Yu A, McMaster CR, Byers DM, Ridgway ND, Cook HW (2003) Stimulering af phosphatidylserin biosyntese og facilitering af UV-induceret apoptose i kinesisk hamster ovarie