Undersøkelse av effekten av hypertyreose på endoplasmatisk retikulumstress og transient reseptorpotensial Kanonisk 1 kanal i nyren
Mar 14, 2022
for mer informasjon:ali.ma@wecistanche.com
Nuriye Ezgi BEKTUR AYKANAT1,*,Erhan ŞAHİN2, Sedat KAÇAR2, Rıdvan BAĞCI3, Şerife KARAKAYA2,Dilek BURUKOĞLU DÖNMEZ2, Varol ŞAHİNTÜRK2
1Institutt for histologi og embryologi, Det medisinske fakultet, Atılım University, Ankara, Tyrkia2Institutt for histologi og embryologi, Det medisinske fakultet, Osmangazi University, Ankara, Tyrkia 3Department of IVF Unit Andrology Laboratory, Adana City Education and Research Hospital, Adana, Tyrkia
Bakgrunn/mål:Hypertyreoseer assosiert med resultater i økt glomerulær filtrasjonshastighet samt økt renin-angiotensin-aldosteron-aktivering. Forstyrrelsen av Ca2 pluss homeostase i endoplasmatisk retikulum (ER) er assosiert med mange sykdommer, inkludert diabetisk nefropati oghypertyreose. Den forbigående reseptorpotensialet kanoniske 1 (TRPC1)-kanalen er det første klonede TRPC-familieproteinet. Selv om det kommer til uttrykk mange steder inyre, funksjonen er usikker. TRPC1 er involvert i å regulere Ca2 pluss homeostase, og oppreguleringen øker ER Ca2 pluss-nivået, aktiverer den utfoldede proteinresponsen, noe som fører til cellulær skade inyre. Denne studien undersøkte rollen til TRPC1 inyrerav hypertyreoidea rotter når det gjelder ER-stressmarkører som er glukoseregulert protein 78 (GRP78), aktiverende transkripsjonsfaktor 6 (ATF6), (proteinkinase R (PKR)-lignende endoplasmatisk retikulumkinase) (PERK), Inositol-krevende enzym 1 (IRE1).
Materialer og metoder: Tjue hannrotter ble delt inn i kontroll- og hypertyreoideagrupper (n=10).Hypertyreoseble indusert ved å tilsette 12 mg/L tyroksin i drikkevannet til rotter i 4 uker. Nivåene av serumfrie T3 og T4 (fT3, fT4), TSH, ureanitrogen i blodet (BUN) og kreatinin ble målt. Den histokjemiske analysen avnyreseksjoner for morfologiske endringer og også immunhistokjemisk og western blot-analyse av nyreseksjoner ble utført for GRP78, ATF6, PERK, IRE1, TRPC1 antistoffer.
Resultater: TSH-, BUN- og kreatininnivåer sank mens fT3- og fT4-nivåene økte hos hypertyreoidrotta. Den morfologiske analysen resulterte i at den kapillære basalmembranen ble tykkere i glomeruli og også western blot, og immunhistokjemiske resultater viste en økning i TRPC1, GRP78 og ATF6 i hypertyreoidrotten (p <>
Konklusjon: Avslutningsvis, i vår studie viste vi for første gang at forholdet mellom ER-stress og TRPC1, og deres økte uttrykk forårsaket nyreskade hos hypertyreoidea rotter.
Nøkkelord:Hypertyreose, endoplasmatisk retikulum (ER) stress, forbigående reseptorpotensial kanonisk 1 (TRPC1),nyre, rotte
1. Introduksjon
Trijodtyronin (T3) og tyroksin (T4) er skjoldbruskhormoner som er nødvendige for normal organutvikling og metabolske funksjoner [1]. Dessuten regulerer de veksthastighet, natrium/kaliumpumpefunksjon, hjertefrekvens, blodtrykk, respirasjon, oksygenforbruk, fordøyelse, lipid-, karbohydrat- og proteinmetabolisme, sentralnervesystemfunksjon, bevegelser og metabolske funksjoner til andre endokrine kjertler [2] .
Hypertyreosehar mange effekter på kolesterol, triglyserid, lipid, oksidasjon, antioksidanter, malondialdehyd (MDA), katalysatorenzym katalase (CAT), leverenzymer, urinsyre, urea, kreatinin og histopatologiske endringer i lever og nyre [3]. Skjoldbrusk dysfunksjon påvirker nyrenes fysiologi og utvikling. Ved hypotyreose der skjoldbruskkjertelen virker mindre, synker nyremassen (nyre/kroppsmasseforhold), mens vedhypertyreoseder kjertelen jobber hardt, øker nyremassen [4]. Alvorlig hypertyreose resulterer imidlertid i proteinnedbrytning og til slutt nyreatrofi. Hypertyreose forårsaker en økning i renal blodstrøm (RBF) og glomerulær filtrasjonshastighet (GFR) [5]. Ved hypertyreose økes reabsorpsjon av natrium i den proksimale tubulus, basolateral Na pluss /K pluss ATPase [6], apikal Na pluss /H pluss modifikator [7] og Na pluss /Pi cotransporter [8] aktivering. Skjoldbruskkjertelhormonet aktiverer også Na pluss /Ca2 pluss modifikatoren, muligens via den cAMP-koblede veien, og øker dermed kalsiumabsorpsjonen inyrer[9].
Kalsium er en andre budbringer som regulerer de fleste cellulære funksjoner, inkludert genuttrykk og cellulær homeostase [10], frigjøring av nevrotransmitter og neuronal funksjon [11], metabolisme og modulering av celleliv [12]. Kanalfamilien med transient reseptorpotensial (TRP) er en av de største familiene av kationkanaler. TRP-familien er delt inn i TRPC (kanonisk), TRPM (melastatin), TRPP (polycystin), TRPV (vanilloid), TRPML (bukolisk), TRPA (ankyrin) og TRPN (NOMPC-lignende) undergrupper. Det er kjent at TRPC-proteiner danner Ca2 pluss permeable, ikke-selektive kationkanaler og derfor spiller en viktig rolle i Ca2 pluss signaltransduksjon. Pattedyr-TRPC-familien har syv medlemmer kalt TRPC1-TRPC7 [13]. Medlemmer av TRPC-familien kommer til uttrykk i forskjellige deler avnyre. TRPC1, som spiller en rolle spesielt ved diabetisk nefropati, kommer til uttrykk nesten overalt, i nyremesangiale celler, glomeruli, proksimale tubuliceller og i den tynne nedadgående delen av Henle-løkken, men dens eksakte funksjon er fortsatt ukjent [14].
Alvorlige Ca2 pluss lidelser kan utløse celleskade forårsaket av endoplasmatisk retikulum (ER) stress som respons på ulike patologiske tilstander [5,15]. Forstyrrelser i Ca2 pluss homeostase i ER er assosiert med mange sykdommer [16]. ER er en intracellulær organell som er viktig for å regulere Ca2 pluss homeostase og proteinsyntese og folding. Modulering av uttrykket/funksjonen til Ca2 pluss permeable kanaler påvirker også intracellulære Ca2 pluss konsentrasjoner og følgelig Ca2 pluss relaterte prosesser som celleproliferasjon, ER stress, apoptose og autofagi. ER-stress er en tilstand som forstyrrer redoksbalansen og luminal Ca2 pluss homeostase, og forårsaker akkumulering av utfoldede/feilfoldede proteiner. Aktiveringen av utfoldet proteinrespons (UPR) forårsaker en økning i glukoseregulert protein 78 (GRP78), ER-chaperonen, som øker proteinfoldingskapasiteten til ER [17]. Aktivering av ER-stress initierer den evolusjonært bevarte UPR av de tre hovedsignaltransduserne til ER-membranen: PERK, IRE1 og ATF6. Cellulær dysfunksjon og celledød oppstår under forhold der ER-stresset er kronisk forlenget og proteinbelastningen på ER vesentlig overstiger. Det er kjent at en av veiene som forårsaker celledød observert ved kroniske sykdommer som hypoksi, iskemi/reperfusjonsskade, nevrodegenerasjon, hjertesykdom og diabetes skyldes ER-stress [12].
I lys av all denne informasjonen hadde vi som mål å undersøke forholdet mellom veiene til TRPC1-signaltransduksjon og ER-stress inyrer, som påvirkes generelt ihypertyreose.
Klikk for åCistanche bruker for symptomer på nyresykdom
2. Materialer og metoder
2.1. Dyr
Studien vår ble godkjent av Eskişehir Osmangazi University Local Animal Ethics Committee (vedtak nr. 634 i møte nr. 117 30.11.2017) og fulgte veiledningen for omsorg og bruk av laboratoriedyr utgitt av National Institutes of Health. Tjue voksne (7–8 uker gamle) Wistar albino hannrotter, hentet fra Medical and Surgical Experimental Research Center (TICAM), ble holdt på 24 ± 2 grader og 55 ± 5 prosent fuktighet i 12 timer i et lyst/mørkt miljø under eksperimentet. Dyrene ble plassert i polykarbonatbur i 2 uker før eksperimentet og fikk tilpasse seg omgivelsesforholdene, og deretter tilfeldig tildelt kontroll- og hypertyreoideagrupper. Kontrollgruppen (euthyroid) ble matet med et standard rottefôr og vann fra springen under forsøket. Hypertyreoideagruppen ble etablert med standard rottefôr i 4 uker og drikkevann fra springen som inneholdt 12 mg/L tyroksin [18]. På slutten av den fjerde uken ble rottene avlivet ved intramuskulær injeksjon av ketamin (45 mg/kg) og xylazin (5 mg/kg). Umiddelbart ble det tatt intrakardiale blodprøver fra alle dyrene. Helnyrerble fjernet ved nefrektomiprosessen. Så til høyre og venstrenyrerav rotter ble kuttet på langs i to stykker. Både høyre og venstre nyrebiter ble brukt til både western blot og lysmikroskopianalyse
2.2. Biokjemiske analyser
Blodprøver ble sentrifugert ved 11,000 rpm i 10 minutter. Seraene ble plassert i rør og lagret ved -80 grad frem til analysedagen. Serumfritt T3 (fT3), fritt T4 (fT4) og thyreoideastimulerende hormon (TSH) nivåer ble deretter målt ved bruk av ELISA-teknikken i henhold til produsentens protokoll. Ekspresjonsnivåene for optisk tetthet (OD) ble lest ved 450 nm av BioTek mikroplateleser 800 (BioTek Instruments, Inc., Winooski, VT, USA), deretter ble resultatene beregnet. De kommersielle settene for fT3 (YLA0127RA), fT4 (YLA0239RA) og TSH (YLA0047RA) ble kjøpt fra Shanghai YL Biotech, Kina. Serumblodureanitrogen (BUN) og kreatininnivåer ble også målt med absorbansfotometrimetoden av Cobas Integra 400 Plus Roche (Roche Diagnostics Ltd., Sveits).
2.3. Histologisk vurdering
Nyrebiter tatt for å bli undersøkt på lysmikroskopnivå ble fiksert i 10 prosent formaldehyd i 48 timer. Etter rutinemessig vevsbehandling ble parafinblokker oppnådd. Deretter ble 5 µm seriesnitt tatt og farget med Periodic acid-Schiff-teknikken (PAS). Mikroskopisk evaluering ble utført for glomeruli og tubuli under et Olympus BX-51 mikroskop (Olympus America, Inc., New York, USA). Seksjoner ble skåret på en blindet, semikvantitativ måte ved å bruke en etablert skåringsskala. For hver rotte i gruppene ble minst 10 høyeffektfelt (×1000) undersøkt. Prosentandelen glomeruli som viste glomerulær basalmembranfortykkelse ble skåret som følger: 0=ingen, 1 Mindre enn eller lik 25 prosent , 2=25 prosent til 50 prosent , 3 =50 prosent til 75 prosent , 4 Større enn eller lik 75 prosent [19]. Tykkelsen på den glomerulære basalmembranen (µm) ble målt med ZEISS ZEN 3.0 Microscope Software (Carl Zeiss Microscopy GmbH ZEISS Group, München, Tyskland).
2.4. Immunhistokjemisk evaluering
Parafinblokkseksjoner fra hvernyrevev ble tatt på positivt ladede objektglass. Etter avparafinisering ble objektglassene overført gjennom degraderte etanolserier og deretter xylol. Seksjonene ble inkubert med 3 prosent hydrogenperoksid for å forhindre endogen peroksidaseaktivitet. Etter antigenuthenting med citratbuffer ble seksjonene avgrenset med en pap-penn, vasket 3 × 5 minutter med fosfatbufret saltvann (PBS), og deretter blokkert med Ultra V-blokk i 1 time ved romtemperatur. Seksjonene ble inkubert med polyklonalt ATF6-antistoff fra kanin (ab203119, Abcam Inc., Cambridge, USA), polyklonalt IRE1-antistoff fra kanin (YID5384, Shanghai YL Biotech Co., Ltd, Kina), monoklonalt PERK-antistoff fra mus (sc377400, Santa Cruz Biotechnology Inc. ., Heidelberg, Tyskland) og muse monoklonalt TRPC1-antistoff (sc133076, Santa Cruz Biotechnology Inc.) over natten ved pluss 4 grader under fuktige forhold. Etter vask 3 × 5 minutter med PBS, ble seksjonene inkubert med passende sekundære antistoffer (sc2359, sc2781, Santa Cruz Biotechnology, Inc.) i 1 time ved romtemperatur. Deretter har de vasket igjen i 3 × 5 minutter med PBS og motfarget med hematoxylin. Objektglass ble påført dekkglass ved bruk av vannbaserte medier. Mikroskopisk undersøkelse ble utført ved bruk av et Olympus BX51 mikroskop og dataassistert bildesystem (Olympus America, Inc., New York, USA).
Alle immunfargede seksjoner ble evaluert på en kodet måte av hovedforfatteren, som ble blindet for gruppenavnet på eksperimentene. TRPC1, ATF6, IRE1 og PERK uttrykk ble påvist hovedsakelig i tubuli og/eller glomeruli. Uttrykkene ble semikvantitativt bestemt i henhold til prosentandelen positivenyreseksjoner. Fargeintensiteten ble klassifisert i fire grader: ingen ({{0}}), svak (1), moderat (2) og sterk (3). Prosentandelen positive nyrehistologiske snitt ble klassifisert som 4 grader: 0 (0 prosent ), 1 (1 prosent –10 prosent ), 2 (11 prosent –49 prosent ) og 3 (50 prosent –100 prosent ). Den totale poengsummen var et produkt av to poengsummer, og den endelige poengsummen for en prøve var gjennomsnittet av 10 mikroskopiske felt. TRPC1, ATF6, IE1 og PERK ble evaluert i henhold til den rapporterte metoden [20].
Cistanche-nyrefunksjon
2.5. Western blot-analyser
For å bestemme endringene i mengden spesifikt protein inyrevev avhypertyreoseog kontrollgruppene, nyrene ble kuttet i små biter, og homogenisering ble utført ved å tilsette lyseringsbuffer RIPA til 2 mL perlerør. Etter homogenisering ble rørene inkubert ved 4 grader i minst 3 0 minutter, og deretter ble vevslysater sentrifugert ved 4 grader, 15, 000 g i 20 minutter. Supernatanten som inneholdt totalt protein ble overført til et nytt rør. Proteinbestemmelse ble utført fra supernatanten med Qubit 2.0-anordning (Invitrogen Inc., Waltham, MA, USA). Femti µg protein ble lastet inn i hver brønn, elektroforert med SDS-PAGE Bio-Rad MiniTrans Blot (Bio-Rad Laboratories, Inc., California, USA), og deretter overført til PVDF-membran med Bio-Rad Trans Turbo-enhet. Membranene ble blokkert med 5 prosent bovint serumalbumin (BSA) i 1 time ved romtemperatur og deretter inkubert med mus monoklonalt GRP78 antistoff (sc166490, Santa Cruz Biotechnology Inc.), kanin polyklonalt ATF6 antistoff (ab203119, Abcam Inc., Cam bridge, USA), polyklonalt IRE1-antistoff fra kanin (YID5384, Shanghai YL Biotech Co. Ltd., Kina), monoklonalt PERK-antistoff fra mus (sc377400, Santa Cruz Biotechnology Inc.), monoklonalt TRPC1-antistoff fra mus (sc133076, Santa Cruz Biotechnology, Inc. ) og muse monoklonalt aktin-antistoff (sc47778, Santa Cruz Biotechnology, Inc.) (for lastingskontroll) over natten ved 4 grader. Deretter ble membranene vasket i 3 × 10 minutter med vaskeløsning (TBST), etterfulgt av inkubering med passende sekundære antistoffer (sc2005, sc2030, Santa Cruz Biotechnology Inc.). Etter at membranene ble vasket i 3 × 10 minutter med TBST, ble ekspresjonsnivåer av proteiner i de immunreaktive båndene overvåket av bildebehandlingssystemet (C-Digit, Licor, Cambridge, Storbritannia). Bilderesultatene ble analysert med programmet Image J 1.49v.
2.6. Statistisk analyse
Alle statistiske analyser ble utført med IBM SPSS 21.0 statistisk pakkeprogram (IBM Corp., Armonk, NY, USA). Western blot-eksperimentet ble gjentatt tre ganger for hver gruppe. Signifikansnivået ble akseptert som p < 0.05.="" shapiro–wilk-test="" ble="" brukt="" for="" å="" bestemme="" normalfordelingen="" av="" dataene.="" varianshomogenitetstesten="" (levene-testen)="" ble="" brukt="" for="" å="" vurdere="" om="" grupper="" hadde="" like="" varianser.="" uavhengige="" prøver="" t-test="" ble="" utført="" for="" dataene="" som="" viser="" normalfordeling.="" mann–whitney="" u-test="" ble="" utført="" for="" dataene="" som="" viser="" ikke-normal="">
3. Resultater
3.1. Biokjemiske resultater
Serum fT3-, fT4- og TSH-nivåer, serum BUN- og kreatininnivåer for rottegruppene er vist i figur 1. Resultatene antydet at fT3- og fT4-nivåene økte signifikant i hypertyreoideagruppen sammenlignet med kontrollgruppen (begge p < {{5="" }}.05).="" dessuten="" ble="" det="" funnet="" en="" signifikant="" reduksjon="" i="" tsh-nivåer="" i="" hypertyreoideagruppen="" sammenlignet="" med="" kontrollgruppen="" (p="">< 0.05)="" (figur="" 1a).="" serum="" bun="" (figur="" 1b)="" og="" kreatinin="" (figur="" 1c)="" nivåer="" reduserte="" signifikant="" i="" hypertyreoideagruppen="" sammenlignet="" med="" kontrollgruppen="" (begge="" p=""><>
3.2. Histokjemiske resultater
Histologiske endringer avnyrerav rottegruppene er vist i figur 2. Nyrehistologi (glomeruli, tubuli og vaskulære strukturer) var typisk i kontrollgruppen (figur 2A). Men,hypertyreoseforårsaket kapillær basalmembran fortykkelse i glomerulus (figur 2B). Tykkelsen av glomerulær basalmembran økte signifikant i hypertyreoideagruppen sammenlignet med kontrollgruppen (Figur 3–4), (p < 0.05).="" det="" var="" ingen="" åpenbar="" forskjell="" mellom="" kontroll-="" og="" hypertyreoideagrupper="" når="" det="" gjelder="" tubulær="">
Figur 1. Nivåer av fritt trijodtyronin (fT3), fritt tyroksin (fT4) og thyroidstimulerende hormon (TSH) i rottegruppene (a). * Forskjellig fra kontrollgruppen (p < 0.05).="" serum="" bun="" (b)="" og="" kreatinin="" (c)="" nivåer="" av="" rottegruppene.="" *forskjellig="" fra="" kontrollgruppen="" (p="">< 0,001),="" ble="" det="" utført="" en="" uavhengig="">
Figur 2. Mikrofotografier avnyrevev av kontroll (A) og hypertyreoidea (B) grupper. I kontrollgruppen ses typisk nyrehistologi (A). I hypertyreoideagruppen,hypertyreoseforårsaket fortykning av kapillær basalmembran i glomerulus. Kapillær basalmembranfortykkelse i glomerulus (pil) ble observert (B). Det er ingen åpenbare forskjeller i medulla av nyrer i begge rottegruppene. (Periodisk syre-Schiff (PAS) farging). Stolper er 20 µm og 50 µm.
3.3. Immunhistokjemiske resultater
Immunhistokjemiske reaksjoner av TRPC1, GRP78, ATF6, IRE1, PERK og deres uttrykk er semikvantitativt bestemt i henhold til prosentandelen positivenyrerav rottegruppene (Figur 5–9). I tillegg er deres gjennomsnittlige variasjon vist i tabell. Sammenlignet med kontrollgruppen TRPC1, GRP78, ATF6, IRE1 og PERK økte proteinuttrykkene signifikant i hypertyreoideagruppen i glomerulus og tubuli (figur 5–9) (p < 0,000).="" resultatene="" viste="" at="" trpc1="" ble="" uttrykt="" i="" både="" glomerulære="" og="" tubulære="" strukturer="" i="" kontrollgruppen="" (figur="" 5-1ab)="" og="" uttrykket="" ble="" økt="" i="" hypertyreoideagruppen="" (figur="" 5-2ab).="" grp78="" ble="" ikke="" uttrykt="" i="" kontrollgruppen="" (figur="" 6-1ab)="" og="" dens="" positive="" reaksjon="" ble="" observert="" i="" både="" tubuli="" og="" glomeruli="" i="" hypertyreoideagruppen="" (figur="" 6-2ab);="" mens="" atf6="" ikke="" ble="" uttrykt="" i="" kontrollgruppen="" (figur="" 7-1ab),="" ble="" uttrykkene="" reagert="" positivt="" i="" både="" tubuli="" og="" glomeruli="" i="" hypertyreoideagruppen="" (figur="" 7-2ab).="" ire1="" ble="" ikke="" uttrykt="" i="" kontrollgruppen="" (figur="" 8-1ab),="" og="" dens="" positive="" reaksjon="" ble="" observert="" i="" både="" tubuli="" og="" glomeruli="" i="" hypertyreoideagruppen="" (figur="" 8-2ab).="" mens="" perk="" ikke="" ble="" uttrykt="" i="" kontrollgruppen="" (figur="" 9-1ab),="" var="" uttrykket="" av="" perk="" begrenset="" til="" tubuli="" i="" hypertyreoideagruppen="" (figur="">
Figur 3. Sammenligning av glomerulær basalmembrantykkelse mellom kontroll- og hypertyreoideagrupper. *Forskjellig fra kontrollgruppen (p < 0.05),="" ble="" det="" utført="" en="" uavhengig="">
Figur 4. Sammenligning av glomerulær basalmembrantykkelsesscore mellom kontroll- og hypertyreoideagrupper. *Forskjellig fra kontrollgruppen (p < 0.05),="" ble="" mann–whitney="" u-testen="">
3.4. Western blot-resultater
Western blot-resultater (figur 10) viste en statistisk signifikant økning i TRPC1-, PERK-, ATF6- og GRP78-uttrykk i hypertyreoideagruppen sammenlignet med kontrollgruppen (p < 0.05).="" økningen="" av="" ire1="" var="" statistisk="" signifikant,="" men="" ikke="" så="" mye="" som="" andre="" proteinnivåer="" (p=""><>Hypertyreoseforårsaket en økning i ekspresjon av GRP78 (2,16 ganger), ATF6 (2,82 ganger), PERK (1,95 ganger), IRE1 (1,60 ganger) og TRPC1 (1,53 ganger) sammenlignet med kontrollgruppen.
4. Diskusjon
I denne studien foreslo vi for første gang hvordan nyrevevet påvirkes ihypertyreosenår det gjelder rollene til ER-stress og TRPC1-kanal i denne prosessen. I vår studie forårsaket det økte TRPC1-ekspresjonen en økning av Ca2 pluss-konsentrasjon i cellen, spesielt kapillær basalmembranfortykkelse og økt GRP78-ekspresjon i tubuli, spesielt i glomeruli. Vi tror at ER-stress spiller en aktiv rolle i denne prosessen med cellulær skade, spesielt gjennom ATF6- og PERK-signaltransduseren i UPR-veien (utfoldet proteinrespons).
Som det er sett i mange studier som i vår studie [18], øker ft3- og fT4-verdiene ved hypertyreose, mens TSH-nivået synker. Enhver dysfunksjon i skjoldbruskkjertelen kan påvirke produksjonen av ft3 og ft4 som kan knyttes til ulike patologier i hele kroppen [21]. Denyrerspiller en viktig rolle i utskillelsen av avfallsprodukter og giftstoffer som urea, kreatinin og urinsyre. Vurdering av nyrefunksjonen er viktig i behandlingen av pasienter med nyresykdom eller patologier som påvirker nyrefunksjonen. Nyrefunksjonstester kan brukes til å identifisere tilstedeværelsen av nyresykdom, overvåke nyrenes respons på behandling og bestemme utviklingen av nyresykdom. Serumkreatininnivåer reduseres ved hypertyreose, ikke bare på grunn av en økning i GFR, men også en økning i muskelødeleggelse. Også nedgangen i BUN-konsentrasjon ihypertyreoseantas å skyldes redusert ekspresjon av aquaporin 1 og 2. Derfor ble BUN- og kreatininnivåene redusert i mange studier [22] som i vår studie. Under patologiske forhold kan celler miste proteostase som resulterer i akkumulering av utfoldede og feilfoldede proteiner i ER, noe som utløser UPR- eller ER-stress [23].
Figur 5. Immunhistokjemisk farging for TRPC1 i kontroll (1A-B) og hypertyreoidea (2A-B) grupper inyrevev. Uttrykk av TRPC økte i hypertyreoideagruppen sammenlignet med kontrollgruppen (piler). Søyler er 50 µm. *Forskjellig fra kontrollgruppen (p < 0.000),="" ble="" mann–whitney="" u-testen="">
Figur 6. Immunhistokjemisk farging for GRP78 i kontroll (1A-B) og hypertyreoidea (2A-B) grupper inyrevev. Ekspresjon av GRP78 er økt i hypertyreoideagruppen (piler). Søyler er 50 µm. *Forskjellig fra kontrollgruppen (p < 0.000),="" ble="" mann–whitney="" u-testen="">
Figur 7. Immunhistokjemisk farging for ATF6 i kontroll (1A-B) og hypertyreoidea (2A-B) grupper inyrevev. Ekspresjon av ATF6 er økt i hypertyreoideagruppen (piler). Søyler er 50 µm. *Forskjellig fra kontrollgruppen (p < 0.000),="" ble="" mann–whitney="" u-testen="">
Figur 8. Immunhistokjemisk farging for IRE1 i kontroll (1A-B) og hypertyreoidea (2A-B) grupper inyrevev. Ekspresjon av IRE1 er økt i hypertyreoideagruppen (piler). Søyler er 50 µm. *Forskjellig fra kontrollgruppen (p < 0.000),="" ble="" mann–whitney="" u-testen="">
Figur 9. Immunhistokjemisk farging for PERK i kontroll (1A-B) og hypertyreoidea (2A-B) grupper inyrevev. Uttrykk av PERK er økt i hypertyreoideagruppen (piler). Søyler er 50 µm. *Forskjellig fra kontrollgruppen (p < 0.000),="" ble="" mann–whitney="" u-testen="">
Forstyrrelser i ER og cytosolisk Ca2 pluss homeostase er assosiert med mange sykdommer, inkludertnyre. Forstyrrelse av ER Ca2 pluss homeostase utløser UPR, som forhindrer ytterligere akkumulering av nysyntetiserte proteiner i ER. Dermed viser den en prosurvival-forsvarsmekanisme ved å redusere belastningen på ER [24].
Ulike faktorer er kjent for å indusere ER-stress og triggernyreskader. ER-stress i nyrene kan forårsake tubulær epitelcelledifferensiering ved mesenkymal overgang fra epitelet, renal tubulær epitelcelletap ved apoptose, og til slutt nyrepatologi inkludert nefrontap, som reduserer filtrasjonskapasiteten til nyren. I studien til Dickhout et al., ble ER-stressindusert epitel-mesenkymal overgangsprosess i den renale proksimale tubuluscellelinjen HK-2 for kronisk nyresykdom vist [25]. I tillegg til mange studier [9] som vist i vår studie,hypertyreoseforårsaket fortykning av kapillær basalmembran i glomerulus. Det ble antydet at den økte kapillære basalmembranfortykningen i glomeruli ble dannet som et resultat av den epiteliale-mesenkymale overgangsprosessen på grunn av det økte uttrykket av GRP78 og ER-stresssignalomformere. Betydningen av ER-stress har vist seg ved kroniskenyresykdom i mange patologiske tilstander. I den streptozotocin-induserte diabetesmodellen i C57BL/6-mus utviklet ER-stress, og alvorlig nefropati som oppsto ved den tjueandre måneden var assosiert med regulering av CHOP/GADD153, en av komponentene i den ER-stressmedierte apoptoseveien [26 ]. Hos pasienter med nefrotisk syndrom, IgA nefropati, primær mesangial proliferativ glomerulonefritt og membranøs nefropati, inkludert minimalt symptomatiske pasienter, var GRP78 og et induserbart endoplasmatisk retikulum (ER) chaperon molekyl oksygenregulert protein 1500-uttrykk sammenlignet med immunohisto1chemical kontroll (ORPhisto1500). CHOP/GADD153-ekspresjonen ble også økt og kjernefysisk lokalisering ble observert i det proksimale tubuli-epitelet til nefrotiske pasienter. I humane nyreceller eksponert for høye nivåer av serumalbumin, ble ER-stressinduksjon observert og vist å forårsake apoptose via CHOP/GADD153-banen [25]. Den tubulointerstitielle ER-stressresponsen ble funnet i glomerulære sykdommer med tubulær celleapoptose assosiert med puromycin-aminonukleosidnefrose, proteinoverbelastning og proteinuri assosiert med eksperimentell eller human diabetisk nefropati [27]. Lorz et al. rapporterte at paracetamol, et smertestillende og febernedsettende middel, forårsaker nyretubulær skade og apoptose på grunn av ER-stress [28]. Paracetamol induserer en ER-stressrespons inkludert induksjon av CHOP og spaltning av kaspase-12. Overdreven akkumulering av sekretoriske proteiner induserer ER-stress, og forårsaker podocyttskade [29]. Komplementangrepet induserer også ER-stress og aktiverer PERK-banen som fører til glomerulær epitelcelleskade. Alle disse funnene viser at ER-stress er en av hovedårsakene til nyreskade, og ER-stressresponsen er en forsvarsmekanisme motnyreskade [30]. I vår studie tror vi at 12 mg/L tyroksinindusert hypertyreose forårsaker ER-stress i nyrevev, og skaden forårsaket avhypertyreosei nyrevev er assosiert med regulering av spesielt ATF6 og PERK.
Den første klonede pattedyr-TRP-kanalen, TRPC1-ionekanalen, finnes i cellen i ER, plasmamembranen, intracellulære vesikler og primær ciliær. Det kommer til uttrykk nesten overalt i menneske- og gnagervev. TRPC1 interagerer med forskjellige proteingrupper, inkludert ionekanalunderenheter, reseptorer og cytosoliske proteiner for å mediere effekten på Ca2 pluss-signalet. Den fungerer som en ikke-selektiv kationkanal i veier som kontrollerer Ca2 pluss tilstrømning som respons på celleoverflatereseptoraktivering. Gjennom denne funksjonen er spredning, overlevelse, differensiering, sekresjon og cellemigrasjon, samt funksjoner som nevronale vekstkjegler og myoblastfusjon av kjemotrope cellespesifikke funksjoner også tilgjengelig [12].
Det er mange studier på endring av TRPC1-uttrykk i mange patologiske tilstander som forårsaker ER-stress. Sukumaran et al. viste at det var en sammenheng mellom ER-stress og TRPC1-uttrykk som kunne endre celleoverlevelse i spyttkjertelen. De uttrykte at TRPC1-ekspresjon avtok under ER-stressforhold, og også celledød på grunn av ER-stress var avhengig av CHOP-ekspresjon. Økt ER-stress og infiltrasjon i spyttkjertelceller av TRPC1-/- knock-out-mus ble observert [16].
Figur 10. DennyreGRP78, ATF6, TRPC1, IRE1 og PERK proteinekspresjonsnivåer og graf over fold endring. Økningen av alle proteiner var statistisk signifikant (*p < 0.05),="" en="" uavhengig="" t-test="" ble="">
Nårnyrerav diabetiske rottemodeller ble undersøkt, ble det rapportert at TRPC1 mRNA-ekspresjon ble redusert [31]. Hos pasienter med diabetisk nefropati eller Zucker-diabetiske rotter sammenlignet med kontroller, antydet redusert TRPC1-ekspresjon at TRPC1 påvirket utviklingen av diabetisk nefropati [32]. TRPC1 spiller en viktig rolle i vedlikeholdet av ER Ca2 pluss homeostase, og redusert funksjon fører til forlenget aktivering av UPR-banen og forstyrrer aktiveringen av AKT, som deretter fører til nevrodegenerasjon. En reduksjon i TRPC1-ekspresjon ble observert i den nevrotoksin-induserte musemodellen for Parkinsons sykdom. Økt ekspresjon av TRPC1 øker overlevelsen av nevroner ved å regulere AKT/mTOR-banen, til tross for ER-stress og UPR forårsaket av nevrotoksin [33]. Li et al. rapporterte at TRPC1-ekspresjon også ble økt i Namptin-indusert kardiomyocytthypertrofi avhengig av tid. Når TRPC1-genet ble stilnet, resulterte det i hemming av nikotinamid-fosforibosyltransferase-indusert hjertehypertrofi. Ved overekspresjon av TRPC1 ble imidlertid nikotinamid-fosforibosyltransferase antatt å indusere kardiomyocytthypertrofi ved en ER-stressindusert vei. Fra dette synspunktet kan demping av TRPC1-genet spille en beskyttende rolle i forebygging av hjertehypertrofi [34]. I vår studie økte også ER-stress og TRPC1 betydelig. Dette tyder på at kapillær basalmembranfortykkelse forårsaket av økt ER-stress i nyrevev pga.hypertyreoseskyldes økt ekspresjon av TRPC1.
Denne studien har noen begrensninger. Genmodifiserte mus kan ha blitt brukt i stedet for rottemodellen for tyroksinindusert hypertyreose. Med urin samlet ved hjelp av metabolske bur, noennyrefunksjonstester kan også ha blitt målt i urin. Endringen i ER-stressnivå kan undersøkes ved å bruke TRPC1-hemmeren.
Som et resultat av vår litteraturgjennomgang ble effekten av hypertyreose på forholdet mellom ER-stress og TRPC1-kanalen i nyrevev først demonstrert i denne studien. Det ble bestemt athypertyreoseforårsaket en økning av TRPC1-uttrykk som induserer ER-stress. Vi foreslår at reduksjon av TRPC1-uttrykk kan være en potensiell terapeutisk strategi for hypertyreoidea-indusertnyreog kanskje andre organskader.
Referanser
1. Kim D, Kim W, Joo SK, Bae JM, Kim JH et al. Subklinisk hypotyreose og lav normal skjoldbruskkjertelfunksjon er assosiert med alkoholfri steatohepatitt og fibrose. Klinisk gastroenterologi og hepatologi 2018; 16 (1): 123-131. DOI: 10.1016/j.cgh.2017.08.014
2. Bolkiny Y, Toulson E, El-Atrsh A, Akela M, Farg E. Costus rotekstrakt lindrer blodbiokjemiske forstyrrelser av eksperimentelt indusert hypo- oghypertyreosehos mus. Årlig forskning og gjennomgang i biologi 2019; 31 (5): 1-10. DOI: 10.9734/arb/2019/v31i530063
3. Sakr S, Abdel-Ghafar FR, Abo-El-Yazid SM. Selen forbedrer karbimazol-indusert levertoksisitet og oksidativt stress hos albinorotter. Tidsskrift Coastal Life Medicine 2015; 3 (2): 930-936. DOI: 10.1016/j.jtemb.2010.07.002
4. Vargas F, Moreno JM, Rodríguez-Gómez I, Wangensteen R, Osuna A, et al. Vaskulær og nyrefunksjon ved eksperimentelle skjoldbruskkjertelforstyrrelser. European Journal of Endocrinology 2006; 154 (2): 197-212. DOI: 10.1530/tee.1.02093
5. Rhee CM. Samspillet mellom skjoldbruskkjertelen ognyresykdom: en oversikt over bevisene. Current Opinion in Endocrinology 2016; 23 (5): 407-415. DOI: 10.1097/Med.00000000000000275
6. Wijkhuisen A, Djouadi F, Vilar J, Merlet-Benichou C, Bastin J. Skjoldbruskkjertelhormoner regulerer utviklingen av energimetabolisme-enzymer i rotte proksimale innviklede tubuli. American Journal of Physiology-Renal Physiology 1995; 268 (4): 634-642. DOI: 10.1152/ajprenal.1995.268.4.F634
7. Baum M, Dwarakanath V, Alpern RJ, Moe OW. Effekter av skjoldbruskkjertelhormon på neonatale nyrekortikale Na pluss /H pluss antiporter. Kidney International 1998; 53 (5): 1254-1258. DOI: 10.1046/j.1523-1755.1998.00879.x
8. Alcalde AI, Sarasa M, Raldúa D, Aramayona J, Morales R et al. Rollen til skjoldbruskkjertelhormon i reguleringen av renal fosfattransport hos unge og gamle rotter. Endokrinologi 1999; 140 (4): 1544-1551. DOI: 10.1210/endo.140.4.6658
9. Iglesias P, Bajo MA, Selgas R, Díez JJ. Skjoldbrusk dysfunksjon og nyresykdom: en oppdatering. Anmeldelser i endokrine og metabolske forstyrrelser 2017; 18 (1): 131-144. GJØR JEG:
10.1007/s11154-016-9395-710. Selvaraj S, Watt JA, Singh BB. TRPC1 hemmer apoptotisk celledegenerasjon indusert av dopaminergt nevrotoksin MPTP/MPP pluss. Cell Calcium 2009; 46 (3): 209-218. DOI: 10.1016/j.ceca.2009.07.008
11. Goda Y, Südhof TC. Kalsiumregulering av nevrotransmitterfrigjøring: pålitelig upålitelig? Current Opinion in Cell Biology 1997; 9 (4): 513-518. DOI: 10.1016/s0955-0674(97)80027-0
12. Sukumaran P, Schaar A, Sun Y, Singh BB. TRP-kanalers funksjonelle rolle i modulering av ER-stress og autofagi. Cell Calcium 2016; 60 (2): 123-132. DOI: 10.1016/j.ceca.2016.02.012
13. Goel M, Sinkins WG, Zuo CD, Estacion M, Schilling WP. Identifikasjon og lokalisering av TRPC-kanaler i rottenyre. American Journal of Physiology-Renal Physiology 2006; 290 (5): 1241-1252. DOI: 10.1152/ajprenal.00376.2005
14. Chubanov V, Kubanek S, Fiedler S, Mittermeier L, Gudermann T et al. Nyrefunksjoner til TRP-kanaler i helse og sykdom. I: Emir TLR (redaktør). Nevrobiologi av TRP-kanaler. 1. utg. Boca Raton, Florida, USA: CRC Press/Taylor & Francis; 2017. s. 187-212.
15. Jeschke MG, Gauglitz GG, Song J, Kulp GA, Finnerty CC et al. Kalsium- og ER-stress medierer hepatisk apoptose etter brannskade. Journal of Cellular and Molecular Medicine 2009; 13 (8b): 1857-1865. DOI: 10.1111/j.1582-4934.2009.00644.x
16. Sukumaran P, Sun Y, Zangbede FQ, Nascimento da Conceicao V, Mishra B et al. TRPC1-uttrykk og funksjon hemmer ER-stress og celledød i spyttkjertelceller. FASEB BioAdvanc es 2019; 1 (1): 40-50. DOI: 10.1096/fab.1021
17. Zhao Y, Yan Y, Zhao Z, Li S, Yin J. De dynamiske endringene av endoplasmatisk retikulumstressbanemarkører GRP78 og CHOP i hippocampus til diabetiske mus. Brain Research Bulletin 2015; 111: 27-35. DOI: 10.1016/j.brainresbull.2014.12.00618. Araujo A, Schenkel P, Enzveiler A, Fernandes T, Partita W et al. Rollen til redokssignalering i hjertehypertrofi indusert av eksperimentellhypertyreose. Journal of Molecular Endocrinology 2008; 41 (6): 423-430. DOI: 10.1677/JME-08-002419. Wang Z, do Carmo JM, Aberdein N, Zhou X, Williams JM et al. Synergistisk interaksjon av hypertensjon og diabetes for å fremme nyreskade og rollen til endoplasmatisk retikulumstress. Hypertensjon 2017; 69 (5): 879-891. DOI: 10.1161/hypertensionaha.116.08560
20. Zhang LY, Zhang YQ, Zeng YZ, Zhu JL, Chen H et al. TRPC1 hemmer spredning og migrasjon av østrogenreseptor-positiv brystkreft og gir en bedre prognose ved å hemme PI3K/AKT-veien. Brystkreftforskning og -behandling 2020; 182 (1): 21-33. DOI: 10.1007/s10549-020-05673-8
21. Aldubayan MA. Druefrøproantocyanidin lindrer oksidativt stress og apoptose involvert i leveren til hypertyreoideamus. Årlig forskning og gjennomgang i biologi 2019: 1-11. DOI: 10.9734/arb/2019/v33i630138
22. Sonmez E, Bulur O, Ertugrul DT, Sahin K, Beyan E et al.Hypertyreosepåvirker nyrefunksjonen. Endokrine 2019; 65 (1): 144-148. DOI: 10.1007/s12020-019-01903-2
23. Yan M, Shu S, Guo C, Tang C, Dong Z. Endoplasmatisk retikulumstress ved iskemisk og nefrotoksisk akuttnyreskade. Annals of Medicine 2018; 50 (5): 381-390. DOI: 10.1080/07853890.2018.1489142
24. Bezprozvanny I, Mattson MP. Nevronal kalsium feilhåndtering og patogenesen av Alzheimers sykdom. Trends in Neurosciences 2008; 31 (9): 454-463. DOI: 10.1016/j.tins.2008.06.005
25. Dickhout JG, Carlisle RE, Austin RC. Sammenhengen mellom hjertehypertrofi, hjertesvikt og kronisk nyresykdom: endoplasmatisk retikulumstress som en formidler av patogenese. Opplagsforskning 2011; 108 (5): 629-642. DOI: 10.1161/circresaha.110.226803
26. Wu J, Zhang R, Torreggiani M, Ting A, Xiong H et al. Induksjon av diabetes hos gamle C57B6-mus resulterer i alvorlig nefropati: en assosiasjon med oksidativt stress, endoplasmatisk retikulumstress og betennelse. The American Journal of Pathology 2010; 176 (5): 2163-2176. DOI: 10.2353/ajpath.2010.090386
27. Cybulsky AV. Endoplasmatisk retikulumstress ved proteinurisk nyresykdom.NyreInternasjonal 2010; 77 (3): 187-193. DOI: 10.1038/ki.2009.389
28. Lorz C, Justo P, Sanz A, Subirá D, Egido J et al. Paracetamolindusert renal tubulær skade: en rolle for ER-stress. Journal of the American Society of Nephrology 2004; 15 (2): 380-389. DOI: 10.1097/01.asn.0000111289.91206.b0
29. Inagi R, Nangaku M, Onogi H, Ueyama H, Kitao Y et al. Involvering av endoplasmatisk retikulum (ER) stress i podocyttskade indusert av overdreven proteinakkumulering.NyreInternasjonal 2005; 68 (6): 2639-2650. DOI: 10.1111/j.1523-1755.2005.00736.x
30. Yoshida H. ER stress og sykdommer. FEBS Journal 2007; 274 (3): 630-658. DOI: 10.1111/j.1742-4658.2007.05639.x
31. Nesin V, Tsiokas L. TRPC1. I: Nilius B, Flockerzi V (redaktører). Pattedyr Transient Receptor Potential (TRP) kationkanaler. 24. utg. Berlin, Heidelberg, Tyskland: Springer; 2014. s. 15-51.
32. He F, Peng F, Xia X, Zhao C, Luo Q et al. MiR-135a fremmer nyrefibrose ved diabetisk nefropati ved å regulere TRPC1. Diabetologia 2014; 57 (8): 1726-1736. DOI: 10.1007/s00125-014-3282-0
33. Selvaraj S, Sun Y, Watt JA, Wang S, Lei S et al. Nevrotoksinindusert ER-stress i muse dopaminerge nevroner involverer nedregulering av TRPC1 og hemming av AKT/mTOR-signalering. Journal of Clinical Investigation 2012; 122 (4): 1354-1367. DOI: 10.1172/JCI61332
34. Li J, Wu W, Zhao M, Liu X. Involvering av TRPC1 i Nampt-indusert kardiomyocytthypertrofi gjennom aktivering av ER-stress. Cellulær og molekylærbiologi 2017; 63 (4): 33-37. DOI: 10.14715/CMB/2017.63.4.6
