Nyrebeskyttende effekt af Beluga linseforbehandling for iskæmi-reperfusionsskade

Syng-ook Lee,¹ Så unge Chun,²EunHye Lee,²Bomi Kim,²BoHyun Yoon,² et al

Baggrund og mål. Iskæmi/reperfusion (I/R) skade, forårsaget af akutnyreskade, forårsager histopatologiske ændringer, tubuluscelle-apoptose, inflammation, oxidation og tab af nyrefunktion. Vi evaluerede de beskyttende virkninger mod I/R-skader ved forbehandling af beluga linser. Materialer og metoder. Mus blev opdelt i fire grupper: normale, ubehandlede, lav- (2 mg) og højdosis (8 mg) belugalinsebehandlingsgrupper. Beluga linse blev indgivet oralt i 2 uger, efterfulgt af bilateral nyreiskæmi i 20 minutter og reperfusion i 30 minutter. Blodprøver ognyrevæv blev opsamlet og analyseret for at undersøge nyrefunktion, histopatologi, epitel- og endotelcellerskade, apoptose, oxidativt stress og inflammatoriske reaktioner. Resultater. De forbehandlede grupper opretholdt nyrefunktionen med signifikant lavere blodurinstofnitrogen (BUN) og kreatininniveauer sammenlignet med de andre grupper. Den histopatologiske analyse viste reduceret proksimal tubulusskade og nedsat skadesrelateret molekyle (nyresekretion af skadesmolekyle 1 (KIM-1) og neutrofil gelatinase-associeret lipocalin (NGAL) i de forbehandlede grupper sammenlignet med de andre grupper. Terminal deoxynukleotidyltransferase dUTP nick-end-mærkende (TUNEL-) positive celler og sekretionen af ​​apoptose-relaterede molekyler (Fas og caspase 3) blev signifikant reduceret i de forbehandlede grupper sammenlignet med de andre grupper. De forbehandlede grupper viste positiv mikrokar-associeret gen (cluster of differentiation (CD31)) ekspression og negativ adhæsionsmolekyle (intracellulært adhæsionsmolekyle 1 (ICAM-1)) ekspression. En antioxidanteffekt blev observeret i forbehandlingsgrupperne med reduceret malonaldehyd (MDA) ekspression og øget antioxidant enzym (superoxiddismutase (SOD), katalase (CAT), glutathion (GSH) og glutathionperoxidase (GPx)) sekretion. I de forbehandlede grupper blev F4/80 plus makrofager og CD4 plus T-celle infiltration hæmmet, og proinflammatoriske cytokin (interleukin-(IL-) 1, IL-6 og tumornekrosefaktor-(TNF-)) niveauer faldt; dog steg niveauerne af anti-inflammatoriske cytokiner (transformerende vækstfaktor- (TGF-), IL-10 og IL-22). Konklusioner. Beluga linseforbehandling demonstrerede beskyttende effekter mod I/R-induceret nyreskade via antiapoptotisk, antiinflammatorisk og antioxidant aktiviteter.

Kontakt:joanna.jia@wecistanche.com

cistanche propiedadesdeserticola forhindrernyresygdom, klik her for at få prøven

1. Introduktion

Iskæmi/reperfusion (I/R) skade, under delvis nefrektomi eller nyretransplantation, forårsager akutnyreskade [1, 2] og kan resultere i en irreversibel forringelse af nyrefunktionen [3]. Iskæmi udløser apoptose i renale tubulære epitelceller, hvilket forstærker de inflammatoriske reaktioner fra interstitielle celler. Reperfusion inducerer mikrovaskulær skade, som fremmer inflammatorisk cellemigration gennem adhæsionsfaktorekspression på overfladen af ​​endotelceller [4-8]. I/R-skade forårsager også oxidativt stress, stigende reaktive oxygenarter (ROS) og faldende antioxidantenzymaktivitet [9], hvilket resulterer i øget produktion af pro-inflammatoriske faktorer [10], aktivering af caspase-veje og øget apoptotisk celledød, som til sidst forårsage tab af nyrefunktion [11]. For at forhindre I/R-induceret nyreskade er brugen af ​​antioxidantmidler med anti-inflammatoriske og antiapoptotiske funktioner blevet foreslået [10-14].

Linsekultivarer (grøn, rød, fransk eller hvidhval) indeholder forskellige bioaktive forbindelser, især antioxidanter [15]. Deres samlede indhold af polyphenol og flavonoider varierer fra henholdsvis 27,30-30,30 mg (garvesyreækvivalenter)/g til 13,14-16,29 mg (quercetin-ækvivalenter)/g [16]. Beluga-linser har vist sig at have et betydeligt højt polyphenolindhold og ROS-fjernende effekter [16]. Vores team rapporterede antioxidanteffekterne af linser ved hjælp af et in vitro-levercellelinjeeksperiment [16]. Beluga-linser udviste signifikante beskyttende virkninger mod alkohol-induceret cytotoksicitet i AML-12-celler sammenlignet med andre linsekultivarer. De anti-inflammatoriske virkninger af beluga-linser blev også observeret i lipopolysaccharid-behandlede RAW264.7-celler [17]. Beluga linsebehandling reducerede signifikant produktionen af ​​nitrogenoxid (NO) og inducerbar NO-syntase (iNOS) ekspression gennem opreguleringen af ​​den nukleare faktor E2-relaterede faktor 2- (Nrf2-) medieret hæm oxygenase-1 (HO-1) vej. Disse in vitro-eksperimenter antydede de antioxidative og anti-inflammatoriske virkninger af hvidhvalenlinser.

For at udvide anvendelsen af ​​beluga-linser, anvendte vi dem på en nyre-I/R-skade musemodel og evaluerede de nyrebeskyttende virkninger. Til dette eksperiment blev beluga-linser administreret i 2 uger, som en forbehandling, efterfulgt af iskæmi i 20 minutter og reperfusion i 30 minutter. De nyrebeskyttende virkninger af beluga linseforbehandling blev verificeret ved at analysere nyrefunktion, histopatologi, epitel- og endotelcellebeskadigelse, apoptose, oxidativt stress og inflammatoriske reaktioner. Vi antog, at forbehandling med hvidhvalenlinser ville forhindre I/R-induceret nyreskade via antioxidant-, anti-inflammatoriske og antiapoptotiske aktiviteter.

2. Materialer og metoder

2.1. Dyregrupper og behandlingsforhold.

Alle procedurer blev udført ved hjælp af en dyreprotokol, der er blevet godkendt af Yeungnam University Institutional Animal Care and Use Committee (AEC2019-003). Mus (ICR, 8 uger gamle, haner, 23-25 ​​g, Orient, Seongnam, Korea) blev tilfældigt opdelt i følgende 4 grupper (n =7 pr. gruppe): (1) Normal, normal kontrolgruppe; (2) Ubehandlet, saltvandsbehandlet gruppe; (3) Lav, lav dosis (2mg/100μL saltvand/-BioMed Research International mus), 14-dages oralt administreret hvidhvalentils-forbehandlingsgruppe; og (4) Højdosis (8mg/100μL saltvand/mus), 14-dag oralt administreret hvidhvalentil, forbehandlingsgruppe. Beluga-linser blev leveret af prof. Syng-Ook Lee (Keimyung University, Daegu, Korea), og ekstraktpræparatet og bioaktiv forbindelsesanalyse blev rapporteret i en tidligere undersøgelse [16]. Efter behandling blev dyrene anbragt i liggende stilling under bedøvelse, og der blev lavet et dorsalsnit [1]. Nyrearterien og venerne for begge nyrer blev okkluderet med en vaskulær klemme i 20 minutter, efterfulgt af reperfusion i 30 minutter i henhold til en tidligere beskrevet protokol [18, 19]. Blod blev opsamlet ved hjertepunktur, og nyrerne blev ekstraheret. Nyrerne blev vasket med fosfatbufret saltvand; den ene nyre blev brugt til RNA- og proteinekstraktion, hvorimod den anden nyre blev brugt til histologisk analyse.

2.2. Histopatologiske og immunhistokemiske (IHC) analyser.

Histopatologiske undersøgelser blev udført ved brug af hæmatoxylin og eosin (H&E)-farvning, og skader blev evalueret ud fra følgende faktorer: tilstedeværelsen af ​​tubuliceller, der falder ind i lumen, nukleart tab i eksfolierede celler, luminalt affald, kollapset luminalt rum og immuncelleinfiltration . Scoringen blev opnået af en patologisk specialist: score 0, ingen tubulær skade; score 1,<10% of="" tubules="" injured;="" score="" 2,="" 10–25%="" of="" tubules="" injured;="" score="" 3,="" 25–50%="" of="" tubules="" injured;="" score="" 4,="" 50–74%="" of="" tubules="" injured;="" and="" score="" 5,="">75 procent af tubuli skadet. Til IHC-analyse blev nyren fikseret med 4 procent paraformaldehyd, og parafin-indlejrede prøver blev skåret i 5μm sektioner. H&E- og IHC-farvning blev udført efter rutinemæssige processer. Primære antistoffer mod immuncelle (F4/80 og cluster of differentiation 8 (CD8), Abcam, Cambridge, UK) og endotelcelle (CD31 og intracellulært adhæsionsmolekyle 1 (ICAM-1), Abcam) markører blev påført sektioner , i 24 timer ved 4 grader (fortynding 1:200), efterfulgt af det sekundære antistof (Alexa Fluor 594, Life Technology, Waltham, MA, USA), i 1 time ved stuetemperatur og 4′,6-diamidino{ {19}}phenylindol (DAPI) blev brugt til at farve kerner.

2.3. Protein Assay.

Til nyrefunktionsanalyse blev serum separeret uden et antikoagulant, og serumkreatinin og blodurinstofnitrogen (BUN) koncentrationer blev påvist ved hjælp af et kreatinin kolorimetrisk assaykit og et kvanti-chrom urinstofanalysekit (BioAssay Systems LLC, Hayward, CA, USA ), henholdsvis. For at vurdere nyretubuli/karskade, oxidativt stress, antioxidantenzymer og apoptose blev nyrevæv homogeniseret med hver respektive buffer. For at analysere nyretubuli epitelcelleskade, blev nyreskademolekyle-1 (KIM-1) og neutrofil gelatinase-associeret lipocalin (NGAL) koncentrationer vurderet ved hjælp af enzym-linked immunosorbent assay (ELISA) (USCN Life Science Inc. ., Wuhan, Kina). For at analysere apoptose blev Fas- og caspase 3-koncentrationer målt under anvendelse af respektive ELISA-sæt (Abcam). For at evaluere oxidativ stress blev malonaldehyd (MDA) niveauer målt ved hjælp af et MDA assay kit (Nanjing Jiancheng Bioengineering Research Institute, Nanjing, Kina). Antioxidantenzymer, herunder superoxiddismutase (SOD), katalase (CAT), glutathion (GSH) og glutathionperoxidase (GPx), blev målt ved hjælp af et totalt SOD-assaykit (Nanjing Jiancheng Bioengineering Research Institute), et CAT-assaykit ( Nanjing Jiancheng Bioengineering Research Institute), henholdsvis et GSH fluorometrisk assaykit og et GPx Assay Kit (BioVision Inc.). Alle kits blev brugt i henhold til producentens instruktioner.

2.4. Genekspressionsanalyse.

Totalt RNA blev ekstraheret med TRIzol-reagenset, og cDNA blev syntetiseret fra 20 ug totalt RNA ved anvendelse af et cDNA-syntesekit (Invitrogen, Waltham, MA, USA). Realtids-PCR-betingelserne var som følger: 95 grader i 10 minutter, efterfulgt af 40 cyklusser af 95 grader i 10 sekunder, 60 grader i 50 sekunder og 72 grader i 20 sekunder. Genamplifikation blev påvist ved hjælp af SYBR green, og 2-ΔΔCt metoden blev brugt til at analysere ekspression. Eksperimenter blev udført i tre eksemplarer under anvendelse af følgende primersekvenser: interleukin- (IL-) 1 , 5'-gcccatcctctgagactcat-3' og 5'-aggccacagg- tattttgtcg-3′; IL-6, 5'-agttgccttcttgggactga-3' og 5' -tccacgatttcccagagaac-3′; tumornekrosefaktor- (TNF-), 5'-agcccccagtctgtatcctt-3' og 5'-ctccctttgcagaactcagg-3′; transformerende vækstfaktor- (TGF-), 5'-tggttgtagaggg- caaggac-3' og 5'-ttgcttcagctccacagaga-3′; IL-10, 5′ -acctggtagaagtgatgccc-3′ og 5'-agggtcttcagcttctcacc-3′; IL- 22, 5′-tccaacttccagcagccata-3′ og 5'-tagcactgactcctcggaac- 3′; og glyceraldehyd-3'-phosphatdehydrogenase (GAPDH), 5'-tgtgtccgtcgtggatctga-3' og 5'-cctgcttcacc- caccttcttga-3′.

2.5. TUNEL-analyse.

For at vurdere apoptose blev en TdT-medieret dUTP nick-end labeling (TUNEL) assay udført ved hjælp af et apoptose detektionskit (Chemicon, Bedford, MA, USA) efter producentens instruktioner. Kort, afparaffinerede og rehydrerede objektglas blev fordøjet med 2 0 ug/ml proteinase K ved 37 grader i 15 timer for at fjerne proteiner og behandlet med 3,0 procent hydrogenperoxid for at standse endogen peroxidase. Objektglassene blev nedsænket i 1 x TdT-ækvilibreringsbuffer, og en arbejdsstyrke af TdT-enzymet blev tilsat i 1 time ved 37 grader. Et anti-digoxigenin-konjugat blev påført 3'-OH DNA-terminalen i 30 minutter, og farven blev udviklet ved anvendelse af et peroxidasesubstrat i 3 minutter. Efter DAPI-behandling blev objektglassene monteret. TUNEL-positive kerner blev talt i alle synsfelter i hver vævsprøve under 200x forstørrelse.

2.6. Statistisk analyse.

Alle værdier er udtrykt som middelværdi ± standardafvigelse. Signifikante forskelle for I/R-nyreskadegruppen og beluga linse-I/R-forbehandlingsgrupperne blev evalueret ved hjælp af en variansanalyse efterfulgt af Tukeys post hoc-test i SPSS (Statistical Package for the Social Sciences v. 9.{{ 2}}; Chicago, IL, USA). p-værdier < 0.05="" blev="" betragtet="" som="">

cistanche salsa fordele

3. Resultater

3.1. Virkninger af Beluga-linseforbehandling på nyrefunktionen.

De forbehandlede grupper viste begge signifikante beskyttende effekter mod I/R-skade (figur 1). De gennemsnitlige BUN- og serumkreatininkoncentrationer i den ubehandlede gruppe var henholdsvis 89:92 ± 7:29mg/dL og 0:48 ± 0:16mg/dL. De forbehandlede grupper viste signifikant reduceret BUN (lav: 22:6±3:67mg/dL; høj: 21:6± 3:17mg/dL) og serumkreatinin (lav: 0:25 ± {{19} }:04mg/dL; høje: 0:23 ± 0:04mg/dL) koncentrationer sammenlignet med dem i den ubehandlede gruppe (p<0:01), and="" no="" significant="" differences="" were="" observed="" between="" the="" two="" pretreatment="" groups.="" these="" results="" indicated="" that="" pretreatment="" with="" beluga="" lentils="" can="" protect="" against="" acute="" renal="" functional="">

3.2. Virkninger af Beluga-linseforbehandling på tubular epitelcelleskade og apoptose.

Rørbeskadigelse, især atrofi af epitelceller, blev hyppigt observeret i den ydre nyremarv, og nukleart tab af eksfolierede celler, luminalt affald på nyretubuli, kollapset luminalt rum og interstitielle neutrofile infiltrater i nyren blev lejlighedsvis identificeret i nyrerne. ubehandlet gruppe (figur 2(a)). I modsætning hertil viste nyrerne fra de forbehandlede grupper næsten normale cellulære morfologier, og tubulær skade blev mindre hyppigt observeret i højdosisgruppen end i lavdosisgruppen. Når skaden blev udtrykt som en procentdel pr. arealenhed, blev skadescoren reduceret i de forbehandlede grupper (lav: 2:0±0:93; høj: 1:5± {{ 11}}:53) sammenlignet med den i den ubehandlede gruppe (2:87 ± 1:25) (figur 2(b)). Ved undersøgelse af KIM-1- og NGAL-sekretion (figur 2(c)), viste ELISA-resultaterne, at KIM-1-indholdet faldt i de forbehandlede grupper (lavt: 1, 922:83 ± 199:42 pg/ mg; høj: 1.827:83 ± 278:26 pg/mg) sammenlignet med den i den ubehandlede gruppe (1.977:83 ± 184:49 pg/mg). NGAL-ekspression var signifikant reduceret i højdosis-gruppen (489:34 ± 19:95 pg/mg) sammenlignet med dem i lavdosis (527:36 ± 15: 19 pg/mL) og ubehandlet (537:05 ± 15: 70pg/mg) grupper (s<>

Hvorvidt tubulær epitelcelleskade forårsagede apoptose blev derefter analyseret. Cellulær apoptose blev vurderet ved at detektere fragmenteret kromosomalt DNA ved hjælp af TUNEL-assayet (figur 2(d)). TUNEL-positive celler blev sjældent observeret i de forbehandlede grupper (lav: 5:00 ± 1:22; høj: 2:25 ± 1:09). I modsætning hertil viste den ubehandlede gruppe relativt øget antal TUNEL-positive celler i den ydre medulla-region (47:50 ± 16:77) (p<0:01), showing="" apoptotic="" bodies="" that="" extruded="" into="" the="" tubular="" lumen="" (figure="" 2(e)).="" when="" the="" secretion="" of="" apoptosis-related="" molecules="" (fas="" and="" caspase="" 3)="" was="" analyzed="" by="" elisa="" (figure="" 2(f)),="" fas="" expression="" was="" high:="" 3:96="" ±="" 0:55ng/mg)="" compared="" with="" that="" in="" the="" untreated="" group="" (7:10="" ±="" 0:87ng/mg),="" and="" caspase="" 3="" expression="" showed="" similar="" results="" (low:="" 8:44="" ±="" 2:05ng/mg;="" high:="" 8:25="" ±="" 1:28ng/="" mg;="" and="" untreated:="" 11:99="" ±="" 0:63ng/mg)="" (p=""><0:05). these="" results="" indicated="" that="" beluga="" lentil="" pretreatment="">

tubulær epitelcelle-apoptose induceret af I/R.

3.3. Virkninger af Beluga-linseforbehandling på endotelcelleskade.

Effekterne af forbehandling af beluga-linser på endotelceller blev verificeret af IHC under anvendelse af et CD31-antistof (figur 3(a)). I den normale gruppe blev CD31-positive blodkar identificeret, men CD31-positive celler blev ikke identificeret i den ubehandlede gruppe, hvilket indikerer I/R-induceret vaskulær forstyrrelse. Højdosis forbehandlingsgruppen viste CD31-positive celler i de peritubulære kapillærer, hvilket indikerer en karbeskyttende effekt af højdosis hvidhvalentils forbehandling. Endotelceller blev undersøgt ved at detektere ICAM- 1, et adhæsionsmolekyle, og positive celler blev hyppigere identificeret i den tubulære region af den ubehandlede gruppe (46:4±41:7 celler/objektglas) sammenlignet med de forbehandlede grupper ( lav: 5:77 ± 1:01 celler/objektglas; høj: 3:72 ± 1:05 celler/- objektglas) (figur 3(b)). Disse resultater indikerede, at beluga linseforbehandling bevarede kapillærer og inhiberede adhæsionsmolekyleaktivering på endotelcelleoverfladen.

3.4. Virkninger af Beluga-linseforbehandling på oxidativ stress.

To evaluate the antioxidant effects of beluga lentil pretreat- ment, MDA, SOD, CAT, GSH, and GPx levels were detected by ELISA (Figure 4). MDA levels decreased in the pretreated groups (low: 0:85 ± 0:23nmol/mg; high: 0:81 ± 0:22nmol/ mg) compared with that in the untreated group (0:96 ± 0:11nmol/mg) (p >0:05) (Figure 4(a)). However, the antioxidant enzyme activities increased in the pretreated groups (Figure 4(b)) compared with those in the untreated group (p >{{{{20}}}}:05), for SOD (lav: 360:21 ± 56:42U/mL; høj: 362:7{{ 36}} ± 70 :32 U/ml og ubehandlet: 333:52 ± 41:58 U/mL), CAT (lav: 3:64 ± 1:09 nmol/g; høj: 3:21 ± 0:76 nmol/g; og ubehandlet: 3:18 ± 0:40 nmol/g), GSH (lav: 4:13 ± 0:53 nmol/mg; høj: 4:56 ± 0:69 nmol/mg; og ubehandlet: 3:59 ± 0 :53 nmol/mg) og GPx (lav: 198:89 ± 48:43 U/ug; høj: 219:61 ± 138:08 U/ug; og ubehandlet: 165:14 ± 34:73 U/ug). Selvom disse forskelle ikke var statistisk signifikante, antydede disse resultater, at forbehandling af beluga-linser forhindrede I/R-induceret renal oxidativ stress ved at øge antioxidantstyrken i nyrerne.

3.5. Virkninger af Beluga-linseforbehandling på immuncelleinfiltration, cytokiner og betændelse. Makrofager (F4/80 plus) og T-celle (CD4 plus) infiltration og proinflammatorisk cytokin (IL-1, IL-6 og TNF-) frigivelse blev analyseret for at evaluere apoptose-induceret inflammation. Færre F4/80 plus og CD4 plus infiltrerende immunceller blev observeret i de forbehandlede grupper end i den ubehandlede gruppe, som vurderet ved IHC-analyse (figur 5(a)). Real-time PCR-analysen viste, at de renale mRNA-niveauer af proinflammatorisk cytokin (IL-1, TNF- og IL 6)-niveauer faldt i den forbehandlede gruppe sammenlignet med dem i den ubehandlede gruppe (Figur 5(b) )). Imidlertid steg mRNA-niveauerne af antiinflammatoriske cytokiner (TGF- og IL-22) i de forbehandlede grupper sammenlignet med den ubehandlede gruppe, bortset fra IL-10 (figur 5(c)). Disse resultater indikerede, at I/R-induceret betændelsesskade i nyrerne kan forhindres ved forbehandling af beluga linser på grund af anti-inflammatoriske effekter, selvom IL-10 ikke var påvirket.

anthocyanin tilskud

4. Diskussion

Nyreskade induceret af I/R er traditionelt karakteriseret ved hurtigt faldende nyrefunktion [20]. Nyrefunktionen kan estimeres ved hjælp af BUN- og serumkreatininværdier, som er nitrogenholdige metaboliske slutprodukter, der indikerer glomerulær filterfunktion [21]. Den ubehandlede gruppe viste signifikant øgede BUN-værdier (89:92 ± 7:29mg/dL) og kreatinin (0:48 ± {{20}}:16mg/dL), hvilket indikerer funktionelt nyresvigt induceret af I/R. De forbehandlede beluga-linser viste imidlertid signifikant reduceret BUN (lav: 22:6±3:67mg/dL; høj: 21:6±3:17mg/dL) og serumkreatinin (lav: 0: 25 ± 0:04mg/dL; høje: 0:23 ± 0:04mg/dL) værdier (p<0:01) compared="" with="" those="" in="" the="" untreated="" group.="" these="" values="" are="" similar="" to="" those="" observed="" in="" normal="" mice="" (male,="" 6wks;="" bun:="" 22:68="" ±="" 3:05mg/dl;="" creatinine:="" 0:25="" ±="" 0:06mg/dl)="" [22].="" the="" significantly="" decreased="" bun="" and="" serum="" creatinine="" values="" observed="" in="" the="" pretreated="" groups="" relative="" to="" the="" untreated="" group="" indicated="" that="" beluga="" lentil="" pretreatment="" exerted="" protective="" effects="" on="" renal="" function="" against="" i/r-induced="" renal="">

Den nedsatte nyrefunktion indikerer glomerulære filtrationsproblemer forårsaget af tilbagelækage af glomerulært filtrat over det tubulære epitel, som repræsenterer den region, der er mest alvorligt skadet af I/R [23]. I/R resulterede i eksfolierede cellekernetab, luminale debris på nyretubuli og kollapsede luminale rum i tubulære epitelceller. De forbehandlede grupper viste reduceret histopatologisk tubulær skade på en dosisafhængig måde. Den observerede histopatologiske tubulusskade blev bekræftet ved at vurdere molekylære markører, KIM-1 og NGAL [24]. KIM-1 er en phosphatidylserinreceptor, der fungerer som et apoptotisk cellegenkendelsesmolekyle, der overfører en skadet celle til lysosomet for apoptotisk/nekrotisk cellefagocytose, apoptotisk debrisclearance og proinflammatorisk responsbegrænsning [25]. NGAL er et lille siderofor-protein, der binder til gelatinaser afledt af humane neutrofiler. NGAL udtrykkes sjældent i normale nyrer, men akutte, iskæmiske eller toksiske nyreskader resulterer i NGAL-sekretion fra epitelcellerne i de proksimale/distale tubuli, hvilket øger NGAL-koncentrationerne i urin og blod; således kan NGAL bruges som en ny tidlig biomarkør for I/R-induceret akut nyresvigt[26]. De forbehandlede grupper viste reduceret KIM-1- og NGAL-sekretion, og højdosis-forbehandlingsgruppen viste en signifikant reduktion i NGAL-sekretion sammenlignet med den ubehandlede gruppe. De observerede reduktioner i tubulær skade og KIM-1- og NGAL-proteinsekretion indikerede, at forbehandling af beluga-linser udøvede beskyttende virkninger mod tubulær epitelcelleskade induceret af I/R.

Når I/R-skaden er alvorlig, fjernes beskadigede celler gennem den apoptotiske vej, som er en patofysiologisk celledødsmekanisme [27]. Apoptose-specifik DNA-skade kan påvises gennem TUNEL-analysen.

TUNEL-positive celler blev hyppigt observeret i den ubehandlede gruppe, hvorimod de forbehandlede beluga-linser viste signifikant reducerede TUNEL-positive celleantal på en dosisafhængig måde. Dette histologiske bevis på apoptose blev bekræftet ved at undersøge Fas og caspase 3 udtryk. Fas er en ligand, der binder til celledødsreceptoren og observeres i første omgang under programmeret celledød [28]. Caspase 3 er et intracellulært eksekveringsenzym af den apoptotiske celledødsvej, hvilket resulterer i apoptotisk kropsdannelse [29]. Fas- og caspase 3-proteinsynteser blev signifikant reduceret i den forbehandlede gruppe sammenlignet med dem i den ubehandlede gruppe, hvilket bekræfter, at beluga linseforbehandling kan hæmme apoptotisk signaltransduktion efter I/R-skade.

I/R-skade inducerer også tab af nyremikrokar [30], hvilket resulterer i patohistologiske ændringer i endotelceller [20]. Renal mikrokarbeskadigelse blev påvist ved hjælp af et antistof mod CD31, en endotelcellemarkør [30]. CD31-ekspression blev ikke påvist i den ubehandlede gruppe, hvilket indikerer tab af nyremikrokar. Den højdosis forbehandlede gruppe viste imidlertid positiv CD31-ekspression med en lignende vaskulær densitet som observeret i den normale gruppe, hvilket indikerede, at beluga linseforbehandling ved høje doser udøvede en beskyttende effekt på endotelcellernes bevaring. Beskadigede endotelceller udtrykker endotel-leukocytadhæsionsmolekyler, såsom ICAM-1 [31]. Forøgede adhæsionsmolekyler kan føre til leukocytaktivering, kapillær obstruktion, cytokinproduktion og pro-inflammatoriske responser [32]. Den ubehandlede gruppe viste positiv ICAM-1-ekspression, hvilket indikerer øget adhæsionsmolekyleekspression induceret af endotelcellebeskadigelse. Den højdosis-forbehandlede gruppe viste dog negativ ICAM-1-ekspression, hvilket indikerer de beskyttende virkninger af beluga-linseforbehandling til vedligeholdelse af endotelceller, både funktionelt og fysiologisk. De vedligeholdte vaskulære strukturer kan give ensartet blodgennemstrømning, levere ilt og næringsstoffer til væv og celler, der er beskadiget af I/R, og hjælpe med den funktionelle og histologiske genopretning af nyren.

Reperfusion genopretter iltforsyningen til beskadigede celler, hvilket kan udløse ekspressionen af ​​oxidativ stress-relaterede enzymer, som omdanner ilt til ROS [33]. ROS er ustabile og meget reaktive produkter, der genererer frie radikaler, som forårsager DNA-skade, apoptose og nekrose gennem ændringen i cellulære proteiner, lipider og nukleinsyrer. Frie radikaler beskadiger umættede fedtsyrer i cellemembranen, hvilket resulterer i lipidperoxidation [34]. Lipidperoxid nedbrydes derefter til MDA, som reducerer antioxidant enzymaktiviteter, såsom SOD, GPx, GSH og CAT [35]. SOD katalyserer omdannelsen af ​​superoxid til oxygen og hydrogenperoxid, som nedbrydes yderligere af CAT. GPx er et centralt antioxidantenzym, der eliminerer peroxid ved hjælp af GSH. GSH kan afgifte forskellige oxidative produkter, i kombination med GPx. MDA- og antioxidantenzymniveauer viste et omvendt forhold i ELISA-analysen. I de forbehandlede grupper var MDA-ekspression relativt lav, men antioxidantenzymerne var stærkt udtrykt sammenlignet med deres respektive niveauer i den ubehandlede gruppe.

Disse resultater indikerede, at forbehandling af beluga-linser kan reducere I/R-induceret nyreskade ved at blokere den oxidative stress-vej gennem hæmning af membranlipidperoxidation og aktivering af antioxidantenzymer.

Reperfusion udløser også vaskulær endotelcelleaktivering, hvilket resulterer i ICAM-1-ekspression på celleoverfladen. Det udtrykte ICAM-1 forbindes med neutrofiler gennem lymfocytfunktionsassocieret antigen-1 (LFA-1), hvilket resulterer i binding af neutrofiler til endotelceller, neutrofil infiltration og sekretion af inflammatorisk cytokiner af neutrofiler [36]. Efter at neutrofiler dukker op i et beskadiget område, sker infiltrationen af ​​F4/80 plus makrofager. Makrofager adskiller sig i pro-inflammatoriske M1- og anti-inflammatoriske M2-fænotyper, afhængigt af tid og det omgivende miljø. M1-makrofager udskiller proinflammatoriske cytokiner (IL-1, TNF- og IL- 6), som er forbundet med I/R-induceret nyreskade, hvorimod M2-makrofager udskiller anti-inflammatoriske cytokiner (TGF-, IL{ {19}} og IL-22) [37, 38]. Makrofager stimulerer også CD4 plus T-celleaktivering. Aktiverede T-celler syntetiserer interferon- (IFN-), som forstærker immunresponset gennem M1 makrofagaktivering [39]. I denne undersøgelse viste de forbehandlede beluga-linser hæmmende effekter mod F4/80 plus makrofag og CD4 plus T-celle infiltering i nyrebarken, hvilket resulterede i nedsat ekspression af IL-1, IL-6, og TNF-mRNA og den øgede ekspression af TGF-, IL-10 og IL-22 mRNA. Disse resultater indikerede, at forbehandling af beluga-linser kan reducere det inflammatoriske respons ved at hæmme immuncelleinfiltration og reducere inflamatorisk cytokinekspression.

5. Konklusioner

Sammenfattende viste belugalinseforbehandlingsgrupperne reduceret proksimal tubulusskade, nedsat skadesrelateret molekylesekretion, reduceret TUNEL-positive celler, nedsat apoptose-relateret molekyleudskillelse, positiv mikrokarekspression, negativ adhæsionsmarkørekspression, en antioxidanteffekt og hæmmet inflammatorisk effekt. svar. Derfor udøvede forbehandling af beluga linser beskyttende virkninger mod I/R-induceret nyreskade via antiapoptotisk, antiinflammatorisk og antioxidativ aktivitet. Baseret på resultaterne af denne undersøgelse kan nyrefunktionen bevares ved at bruge beluga linsebehandlinger i kliniske situationer forbundet med I/R-skader, såsom partiel nefrektomi.

flavonoider kosttilskud i nyrerne

Datatilgængelighed

Data er tilgængelige på anmodning.

Afsløring

Manuskriptsammendraget blev rapporteret på det 72. årlige møde i Korean Urological Association.

Interessekonflikt

Der er ingen interessekonflikter.

Forfatteres bidrag

Syng-ook Lee og So Young Chun bidrog lige så meget til dette arbejde.

Anerkendelser

Dette arbejde blev støttet af en bevilling fra Biomedicinsk Forskningsinstitut fra Kyungpook National University Hospital (2019).

1Department of Food Science and Technology, Keimyung University, Daegu 42601, Republikken Korea

2BioMedical Research Institute, Kyungpook National University Hospital, Daegu 41940, Republikken Korea

3 Department of Laboratory Animal Research Support Team, Yeungnam University Hospital, Daegu 42415, Republikken Korea

4Department of Internal Medicine, Yeungnam University College of Medicine, Daegu 42415, Republikken Korea

5 Department of Urology, School of Medicine, Kyungpook National University, Daegu 41566, Republikken Korea

6 Department of Pathology, School of Medicine, Kyungpook National University, Daegu 41566, Republikken Korea

7 Department of Urology, Yeungnam University College of Medicine, Daegu 42415, Republikken Korea

Referencer

[1] SY Chun, DH Kim, JS Kim, et al., "En ny dorsal spalte nærmede sig ikke-iskæmisk partiel nefrektomimetode til en nyrevævsregenerering i en musemodel," Tissue engineering and regenerative medicine, vol. 15, nr. 4, s. 453-466,2018.

[2] M. Agrawal og R. Swartz, "Akut nyresvigt," American Family Physician, vol. 61, nr. 7, s. 2077-2088, 2000.

[3] KR Tuttle, "Iskæmisk nefropati," Current Opinion in Nephrology and Hypertension, vol. 10, nr. 2, s. 167-173,2001.

[4] K. Singbartl og K. Ley, "Beskyttelse mod iskæmi-reperfusion-induceret alvorlig akut nyresvigt ved at blokere E-selectin," Critical Care Medicine, vol. 28, nr. 7, s. 2507-2514, 2000.

[5] M. Takada, KC Nadeau, GD Shaw, KA Marquette og NL Tilney, "The cytokine-adhesion molecule cascade in ischemia/reperfusion injury of the rotte kidney. Inhibering by a soluble P-selectin ligand," The Journal of klinisk undersøgelse, vol. 99, nr. 11, s. 2682-2890, 1997.

[6] J. Niu, J. Wu, X. Li og F. Zhang, "Association between endothelin-1/endothelin receptor A and inflammation in mus kidneys following acute ischemia/reperfusion," Molecular Medicine Reports, vol. . 11, nr. 5, s. 3981-3987, 2015.

[7] L. Wang, X. Liu, H. Chen et al., "Effekt af peroxid II på apoptose induceret af renal iskæmi/reperfusionsskade hos rotter," Experimental and Therapeutic Medicine, vol. 9, nr. 3, s. 817-822, 2015.

[8] B. Dong, H. Zhou, C. Han, et al., "Iskæmi/reperfusion-induceret chop-ekspression fremmer apoptose og forringer nyrefunktionsgendannelse: rollen af ​​acidose og Gpr4," PLoS One, vol. 9, nr. 10, artikel e110944, 2014.

[9] DL Cruthirds, L. Novak, KM Akhi, PW Sanders, JA Thompson og LA MacMillan-Crow, "Mitochondrial targets of oxidative stress under renal ischemia/reperfusion," Archives of biochemistry and biophysics, vol. 412, nr. 1, s. 27-33, 2003.

[10] B. Yang, S. Jain, IZ Pawluczyk, et al., "Inflammation og caspaseaktivering ved langvarig renal iskæmi/reperfusionsskade og immunsuppression hos rotter," Kidney International, vol. 68, nr. 5, s. 2050-2067, 2005.

[11] HH Wu, TY Hsiao, CT Chien og MK Lai, "Iskæmisk konditionering ved korte perioder med reperfusion dæmper nyreiskæmi/reperfusionsinduceret apoptose og autofagi hos rotter," Journal of biomedical science, vol. 16, nr. 1, 2009.

[12] EM El Morsy, MA Ahmed, og AA Ahmed, "Dæmpning af renal iskæmi/reperfusionsskade ved açai-ekstrakt prækonditionering i en rottemodel," Life sciences, vol. 123, s. 35-42, 2015.

[13] H. Ilhan, M. Eroglu, V. Inal, et al., "Hyperbar oxygenterapi lindrer oxidativ stress og vævsskade ved nyreiskæmi/reperfusionsskade hos rotter," Renal Failure, vol. 34, nr. 10, s. 1305-1308, 2012.

[14] H. Chen, B. Xing, X. Liu, et al., "Ozonoxidativ prækonditionering hæmmer inflammation og apoptose i en rottemodel for nyreiskæmi/reperfusionsskade," European Journal of pharmacology, vol. 581, nr. 3, s. 306-314, 2008.

[15] BJ Xu, SH Yuan og SK Chang, "Sammenlignende analyser af phenolsammensætning, antioxidantkapacitet og farve af bælgfrugter fra den kølige sæson og andre udvalgte fødevarebælgplanter," Journal of Food Science, vol. 72, nr. 2, s. S167-S177, 2007.

[16] SO Lee og SH Lee, "Polyphenol indhold og antioxidant aktiviteter af linseekstrakter fra forskellige kultivarer," Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition, vol. 45, nr. 7, s. 973-979, 2016.

[17] SO Lee og SH Lee, "Nrf2-medieret anti-inflammatorisk effekt af methanolisk ekstrakt fra beluga linse i LPS-behandlede RAW264.7 celler," i 2018 KFN International Symposium and Annual Meeting, s. {{ 7}}, Busan, Korea, 2018.

[18] EE Hesketh, A. Czopek, M. Clay, et al., "Renal iskæmi-reperfusionsskade: en musemodel for skade og regenerering," JoVE (Journal of Visualized Experiments), nr. 88, s. 8, 2014.

[19] Q. Wei og Z. Dong, "Musemodel af iskæmisk akut nyreskade: tekniske noter og tricks," American Journal of Physiology-Renal Physiology, vol. 303, nr. 11, s. F1487– F1494, 2012.

[20] JV Bonventre og L. Yang, "Cellulær patofysiologi af iskæmisk akut nyreskade," The Journal of Clinical Investigation, vol. 121, nr. 11, s. 4210-4221, 2011.