Undersökning av effekten av hypertyreos på endoplasmatisk retikulumstress och transient receptorpotential Kanonisk 1-kanal i njuren

för mer information:ali.ma@wecistanche.com

Nuriye Ezgi BEKTUR AYKANAT^1,*,Erhan ŞAHİN², Sedat KAÇAR², Rıdvan BAĞCI³, Şerife KARAKAYA²,Dilek BURUKOĞLU DÖNMEZ², Varol ŞAHİNTÜRK²

¹Institutionen för histologi och embryologi, Medicinska fakulteten, Atılım University, Ankara, Turkiet²Institutionen för histologi och embryologi, Medicinska fakulteten, Osmangazi University, Ankara, Turkiet ³Department of IVF Unit Andrology Laboratory, Adana City Education and Research Hospital, Adana, Turkiet

Bakgrund/mål:Hypertyreosär förknippat med resultat i ökad glomerulär filtrationshastighet samt ökad renin-angiotensin-aldosteronaktivering. Störningen av Ca2 plus homeostas i det endoplasmatiska retikulum (ER) är förknippat med många sjukdomar, inklusive diabetisk nefropati ochhypertyreos. Den transienta receptorpotentialen kanoniska 1 (TRPC1)-kanalen är det första klonade TRPC-familjens protein. Även om det uttrycks på många ställen injure, dess funktion är osäker. TRPC1 är involverad i att reglera Ca2 plus homeostas, och dess uppreglering ökar ER Ca2 plus-nivån, aktiverar det ovikta proteinsvaret, vilket leder till cellskador injure. Denna studie undersökte rollen av TRPC1 injurarav hypertyreoidea råttor i termer av ER-stressmarkörer som är glukosreglerat protein 78 (GRP78), aktiverande transkriptionsfaktor 6 (ATF6), (proteinkinas R (PKR)-liknande endoplasmatiskt retikulumkinas) (PERK), Inositol-krävande enzym 1 (IRE1).

Material och metoder: Tjugo hanråttor indelades i kontroll- och hypertyreoideagrupper (n=10).Hypertyreosinducerades genom att tillsätta 12 mg/L tyroxin i dricksvattnet hos råttor under 4 veckor. Nivåerna av serumfria T3 och T4 (fT3, fT4), TSH, blodureakväve (BUN) och kreatinin mättes. Den histokemiska analysen avnjuresektioner för morfologiska förändringar och även immunhistokemisk och western blot-analys av njursnitt utfördes för GRP78, ATF6, PERK, IRE1, TRPC1 antikroppar.

Resultat: TSH-, BUN- och kreatininnivåerna minskade medan ft3- och fT4-nivåerna ökade hos råtta med hypertyreoidea. Den morfologiska analysen resulterade i att kapillärbasalmembranet förtjockades i glomeruli och även Western blot, och immunhistokemiska resultat visade en ökning av TRPC1, GRP78 och ATF6 i hypertyreoidearåttan (p <>

Slutsats: Sammanfattningsvis, i vår studie visade vi för första gången att sambandet mellan ER-stress och TRPC1, och deras ökade uttryck orsakade njurskador hos hypertyreoidea-råttor.

Nyckelord:Hypertyreos, endoplasmatisk retikulum (ER) stress, transient receptorpotential kanonisk 1 (TRPC1),njure, råtta

1. Introduktion

Trijodtyronin (T3) och tyroxin (T4) är sköldkörtelhormoner som är nödvändiga för normal organutveckling och metaboliska funktioner [1]. Dessutom reglerar de tillväxthastighet, natrium/kaliumpumpfunktion, hjärtfrekvens, blodtryck, andning, syreförbrukning, matsmältning, lipid-, kolhydrat- och proteinmetabolism, centrala nervsystemets funktion, rörelser och metaboliska funktioner hos andra endokrina körtlar [2] .

Hypertyreoshar många effekter på kolesterol, triglycerider, lipider, oxidation, antioxidanter, malondialdehyd (MDA), katalysatorenzym katalas (CAT), leverenzymer, urinsyra, urea, kreatinin och histopatologiska förändringar i lever och njure [3]. Sköldkörteldysfunktion påverkar njurarnas fysiologi och utveckling. Vid hypotyreos där sköldkörteln fungerar mindre minskar njurmassan (förhållandet njure/kroppsmassa) medan det vidhypertyreosdär körteln arbetar hårt ökar njurmassan [4]. Men allvarlig hypertyreos resulterar i proteinnedbrytning och i slutändan njuratrofi. Hypertyreos orsakar en ökning av renalt blodflöde (RBF) och glomerulär filtrationshastighet (GFR) [5]. Med hypertyreos ökar reabsorptionen av natrium i den proximala tubuli, basolateral Na plus /K plus ATPase [6], apikal Na plus /H plus modifierare [7] och Na plus /Pi cotransporter [8] aktivering. Sköldkörtelhormonet aktiverar också Na plus /Ca2 plus-modifieraren, möjligen via den cAMP-kopplade vägen, vilket förbättrar kalciumabsorptionen injurar[9].

Kalcium är en andra budbärare som reglerar de flesta cellulära funktioner, inklusive genuttryck och cellulär homeostas [10], frisättning av neurotransmittorer och neuronal funktion [11], metabolism och modulering av cellliv [12]. Kanalfamiljen med transient receptorpotential (TRP) är en av de största familjerna av katjonkanaler. TRP-familjen är uppdelad i TRPC (kanonisk), TRPM (melastatin), TRPP (polycystin), TRPV (vanilloid), TRPML (bukolisk), TRPA (ankyrin) och TRPN (NOMPC-liknande) undergrupper. Det är känt att TRPC-proteiner bildar Ca2 plus permeabla, icke-selektiva katjonkanaler och därför spelar en viktig roll i Ca2 plus signaltransduktion. Däggdjurs-TRPC-familjen har sju medlemmar som kallas TRPC1-TRPC7 [13]. Medlemmar av TRPC-familjen uttrycks i olika delar avnjure. TRPC1, som spelar en roll speciellt vid diabetisk nefropati, uttrycks nästan överallt, i njurens mesangialceller, glomeruli, proximala tubuliceller och i den tunna nedåtgående delen av Henle-slingan, men dess exakta funktion är fortfarande okänd [14].

Allvarliga Ca2 plus störningar kan utlösa cellskador orsakade av endoplasmatisk retikulum (ER) stress som svar på olika patologiska tillstånd [5,15]. Störningar i Ca2 plus homeostas i ER är associerade med många sjukdomar [16]. ER är en intracellulär organell som är viktig för att reglera Ca2 plus homeostas och proteinsyntes och veckning. Modulering av uttrycket/funktionen av Ca2 plus permeabla kanaler påverkar också intracellulära Ca2 plus koncentrationer och följaktligen Ca2 plus relaterade processer såsom cellproliferation, ER stress, apoptos och autofagi. ER-stress är ett tillstånd som stör redoxbalansen och luminal Ca2 plus homeostas, vilket orsakar ackumulering av ovikta/felvikta proteiner. Aktiveringen av oveckat proteinsvar (UPR) orsakar en ökning av glukosreglerat protein 78 (GRP78), ER-föraren, vilket ökar proteinvikningskapaciteten hos ER [17]. Aktivering av ER-stress initierar den evolutionärt konserverade UPR av de tre huvudsignalomvandlarna av ER-membranet: PERK, IRE1 och ATF6. Cellulär dysfunktion och celldöd inträffar under förhållanden där ER-stressen är kroniskt förlängd och proteinbelastningen på ER avsevärt överstiger. Det är känt att en av de vägar som orsakar celldöd som observeras vid kroniska sjukdomar som hypoxi, ischemi/reperfusionsskada, neurodegeneration, hjärtsjukdomar och diabetes beror på ER-stress [12].

I ljuset av all denna information syftade vi till att undersöka sambandet mellan vägarna för TRPC1-signaltransduktion och ER-stress injurar, som påverkas generellt ihypertyreos.

Klicka tillCistanche används för symtom på njursjukdom

2. Material och metoder

2.1. Djur

Vår studie godkändes av Eskişehir Osmangazi University Local Animal Ethics Committee (beslut nr 634 i möte nr 117 den 30.11.2017) och följde guiden för vård och användning av laboratoriedjur som publicerats av National Institutes of Health. Tjugo vuxna (7–8 veckor gamla) Wistar albino hanråttor, erhållna från Medical and Surgical Experimental Research Center (TICAM), hölls vid 24 ± 2 grader och 55 ± 5 procent luftfuktighet i 12 timmar i en ljus/mörk miljö under experimentet. Djur placerades i polykarbonatburar under 2 veckor före experimentet och fick anpassa sig till omgivningsförhållandena och tilldelades sedan slumpmässigt till kontroll- och hypertyreoideagrupper. Kontrollgruppen (eutyroid) matades med ett standardråttfoder och kranvatten under experimentet. Hypertyreoideagruppen etablerades med ett standardråttfoder under 4 veckor och drickande kranvatten innehållande 12 mg/L tyroxin [18]. I slutet av den fjärde veckan avlivades råttor genom intramuskulär injektion av ketamin (45 mg/kg) och xylazin (5 mg/kg). Omedelbart togs intrakardiellt blodprov från alla djur. Helanjurartogs bort genom nefrektomiprocessen. Sedan till höger och vänsternjurarav råttor skars längsgående i två delar. Både höger och vänster njure användes för både western blot och ljusmikroskopianalys

2.2. Biokemiska analyser

Blodprover centrifugerades vid 11,000 rpm under 10 minuter. Serumen placerades i rör och lagrades vid -80 grad fram till analysdagen. Nivåerna av serumfritt T3 (fT3), fritt T4 (fT4) och sköldkörtelstimulerande hormon (TSH) mättes sedan med hjälp av ELISA-tekniken enligt tillverkarens protokoll. Expressionsnivåerna för optisk densitet (OD) avlästes vid 450 nm av BioTek mikroplattläsare 800 (BioTek Instruments, Inc., Winooski, VT, USA), sedan beräknades resultaten. De kommersiella kiten för fT3 (YLA0127RA), fT4 (YLA0239RA) och TSH (YLA0047RA) köptes från Shanghai YL Biotech, Kina. Dessutom mättes nivåer av ureakväve i serum (BUN) och kreatinin med absorbansfotometrimetoden av Cobas Integra 400 Plus Roche (Roche Diagnostics Ltd., Schweiz).

2.3. Histologisk utvärdering

Njurebitar som togs för att undersökas på ljusmikroskopnivå fixerades i 10 procent formaldehyd i 48 timmar. Efter rutinmässig vävnadsbearbetning erhölls paraffinblock. Därefter togs 5 µm seriesnitt och färgades med Periodic acid-Schiff-tekniken (PAS). Mikroskopisk utvärdering utfördes för glomeruli och tubuli under ett Olympus BX-51-mikroskop (Olympus America, Inc., New York, USA). Sektioner poängsattes på ett blindat, semikvantitativt sätt med användning av en etablerad poängskala. För varje råtta i grupperna undersöktes minst 10 högeffektsfält (×1000). Procentandelen glomeruli som visade glomerulär basalmembranförtjockning poängsattes enligt följande: 0=ingen, 1 Mindre än eller lika med 25 procent , 2=25 procent till 50 procent, 3 =50 procent till 75 procent , 4 Större än eller lika med 75 procent [19]. Tjockleken på det glomerulära basalmembranet (µm) mättes med ZEISS ZEN 3.0 Microscope Software (Carl Zeiss Microscopy GmbH ZEISS Group, München, Tyskland).

2.4. Immunhistokemisk utvärdering

Paraffinblocksektioner från varjenjurevävnad togs på positivt laddade objektglas. Efter avparaffinering överfördes objektglasen genom nedbruten etanolserie och sedan xylol. Sektionerna inkuberades med 3 procent väteperoxid för att förhindra endogen peroxidasaktivitet. Efter antigenåtervinning med citratbuffert avgränsades sektionerna av en pap-penna, tvättades 3 × 5 min med fosfatbuffrad saltlösning (PBS) och blockerades sedan med Ultra V-block i 1 timme vid rumstemperatur. Sektionerna inkuberades med polyklonal ATF6-antikropp från kanin (ab203119, Abcam Inc., Cambridge, USA), polyklonal IRE1-antikropp från kanin (YID5384, Shanghai YL Biotech Co., Ltd, Kina), monoklonal PERK-antikropp från mus (sc377400, Santa Cruz Biotechnology Inc., Santa Cruz Biotechnology Inc. ., Heidelberg, Tyskland) och mus monoklonal TRPC1-antikropp (sc133076, Santa Cruz Biotechnology Inc.) över natten vid plus 4 grader i fuktiga förhållanden. Efter tvättning 3 × 5 minuter med PBS inkuberades sektionerna med lämpliga sekundära antikroppar (sc2359, sc2781, Santa Cruz Biotechnology, Inc.) under 1 timme vid rumstemperatur. Sedan har de tvättat igen i 3 × 5 minuter med PBS och motfärgat med hematoxylin. Objektglasen applicerades täckglas med användning av vattenbaserat medium. Mikroskopisk undersökning utfördes med användning av ett Olympus BX51-mikroskop och datorassisterat bildsystem (Olympus America, Inc., New York, USA).

Alla immunfärgade sektioner utvärderades på ett kodat sätt av huvudförfattaren, som var blind för gruppnamnet på experiment. TRPC1-, ATF6-, IRE1- och PERK-uttryck detekterades huvudsakligen i tubuli och/eller glomeruli. Uttrycken bestämdes semikvantitativt enligt procentandelen positivanjuresektioner. Färgningsintensiteten klassificerades i fyra grader: ingen ({{0}}), svag (1), måttlig (2) och stark (3). Andelen positiva histologiska njursnitt klassificerades som 4 grader: 0 (0 procent), 1 (1 procent –10 procent), 2 (11 procent –49 procent) och 3 (50 procent –100 procent). Den totala poängen var en produkt av två poäng och slutpoängen för ett prov var medelvärdet av 10 mikroskopiska fält. TRPC1, ATF6, IE1 och PERK utvärderades enligt den rapporterade metoden [20].

Cistanche-njurfunktion

2.5. Western blot-analyser

För att bestämma förändringarna i mängden specifikt protein injurevävnader avhypertyreosoch kontrollgrupper, skars njurarna i små bitar och homogenisering utfördes genom att tillsätta lysbuffert RIPA till 2 ml pärlförsedda rör. Efter homogenisering inkuberades rören vid 4 grader i minst 3 0 min, och sedan centrifugerades vävnadslysat vid 4 grader, 15, 000 g under 20 min. Supernatanten innehållande totalt protein överfördes till ett nytt rör. Proteinbestämning utfördes från supernatanten med Qubit 2.0-anordning (Invitrogen Inc., Waltham, MA, USA). Femtio µg protein laddades i varje brunn, underkastades elektrofores med SDS-PAGE Bio-Rad MiniTrans Blot (Bio-Rad Laboratories, Inc., Kalifornien, USA) och överfördes sedan till PVDF-membran med Bio-Rad Trans Turbo-anordning. Membranen blockerades med 5 procent bovint serumalbumin (BSA) under 1 timme vid rumstemperatur och inkuberades sedan med mus monoklonal GRP78-antikropp (sc166490, Santa Cruz Biotechnology Inc.), polyklonal ATF6-antikropp från kanin (ab203119, Abcam Inc., Cam) bridge, USA), polyklonal IRE1-antikropp från kanin (YID5384, Shanghai YL Biotech Co. Ltd., Kina), monoklonal PERK-antikropp från mus (sc377400, Santa Cruz Biotechnology Inc.), monoklonal TRPC1-antikropp från mus (sc133076, Santa Cruz Biotechnology, Inc. ) och mus monoklonal aktinantikropp (sc47778, Santa Cruz Biotechnology, Inc.) (för laddningskontroll) över natten vid 4 grader. Därefter tvättades membranen under 3 x 10 min med tvättlösning (TBST), följt av inkubation med lämpliga sekundära antikroppar (sc2005, sc2030, Santa Cruz Biotechnology Inc.). Efter att membranen tvättats i 3 × 10 minuter med TBST, övervakades expressionsnivåer av proteiner i de immunoreaktiva banden av avbildningssystemet (C-Digit, Licor, Cambridge, Storbritannien). Bildresultaten analyserades med programmet Image J 1.49v.

2.6. Statistisk analys

Alla statistiska analyser utfördes med IBM SPSS 21.0 statistiska paketprogram (IBM Corp., Armonk, NY, USA). Western blot-experimentet upprepades tre gånger för varje grupp. Signifikansnivån accepterades som p < 0.05.="" shapiro–wilk-test="" användes="" för="" att="" bestämma="" normalfördelningen="" av="" data.="" varianshomogenitetstestet="" (levene-testet)="" användes="" för="" att="" bedöma="" om="" grupperna="" hade="" lika="" varianser.="" oberoende="" prover="" t-test="" utfördes="" för="" data="" som="" visar="" normalfördelning.="" mann–whitney="" u-test="" utfördes="" för="" data="" som="" visar="" icke-normal="">

3. Resultat

3.1. Biokemiska resultat

Serumnivåer av fT3, fT4 och TSH, serum BUN och kreatininnivåer från råttgrupperna visas i figur 1. Resultaten tydde på att nivåerna av fT3 och fT4 ökade signifikant i hypertyreoideagruppen jämfört med kontrollgruppen (både p < {{5="" }}.05).="" dessutom="" fann="" man="" en="" signifikant="" minskning="" av="" tsh-nivåerna="" i="" hypertyreoideagruppen="" jämfört="" med="" kontrollgruppen="" (p="">< 0.05)="" (figur="" 1a).="" serum="" bun="" (figur="" 1b)="" och="" kreatinin="" (figur="" 1c)="" nivåer="" minskade="" signifikant="" i="" hypertyreoideagruppen="" jämfört="" med="" kontrollgruppen="" (båda="" p=""><>

3.2. Histokemiska resultat

Histologiska förändringar avnjurarav råttgrupperna visas i figur 2. Njurhistologi (glomeruli, tubuli och vaskulära strukturer) var typisk i kontrollgruppen (figur 2A). I alla fall,hypertyreosorsakade kapillär basalmembran förtjockning i glomerulus (Figur 2B). Glomerulär basalmembrans tjocklek ökade signifikant i hypertyreoideagruppen jämfört med kontrollgruppen (Figur 3–4), (p < 0.05).="" det="" fanns="" ingen="" uppenbar="" skillnad="" mellan="" kontroll-="" och="" hypertyreoideagrupper="" när="" det="" gäller="" tubulär="">

Figur 1. Nivåer av fritt trijodtyronin (fT3), fritt tyroxin (fT4) och tyreoideastimulerande hormon (TSH) i råttgrupperna (a). * Skiljer sig från kontrollgruppen (p < 0.05).="" serum="" bun="" (b)="" och="" kreatinin="" (c)="" nivåer="" av="" råttgrupperna.="" *till="" skillnad="" från="" kontrollgruppen="" (p="">< 0,001),="" utfördes="" ett="" oberoende="" prov="">

Figur 2. Mikrofotografier avnjurevävnader av kontroll (A) och hypertyreoidea (B) grupper. I kontrollgruppen ses typisk njurhistologi (A). I hypertyreoideagruppen,hypertyreosorsakade förtjockning av kapillär basalmembran i glomerulus. Kapillär basalmembran förtjockning i glomerulus (pil) observerades (B). Det finns inga uppenbara skillnader i njurmärgen i båda råttgrupperna. (Periodisk syra-Schiff (PAS) färgning). Staplarna är 20 µm och 50 µm.

3.3. Immunhistokemiska resultat

Immunhistokemiska reaktioner av TRPC1, GRP78, ATF6, IRE1, PERK och deras uttryck bestäms semikvantitativt enligt procentandelen positivanjurarav råttgrupperna (Figur 5–9). Dessutom visas deras genomsnittliga variation i tabell. Jämfört med kontrollgruppen TRPC1, GRP78, ATF6, IRE1 och PERK proteinuttryck ökade signifikant i hypertyreoideagruppen i glomerulus och tubuli (Figur 5–9) (p < 0,="" 000).="" resultaten="" visade="" att="" trpc1="" uttrycktes="" i="" både="" glomerulära="" och="" tubulära="" strukturer="" i="" kontrollgruppen="" (figur="" 5-1ab)="" och="" dess="" uttryck="" ökade="" i="" hypertyreoideagruppen="" (figur="" 5-2ab).="" grp78="" uttrycktes="" inte="" i="" kontrollgruppen="" (figur="" 6-1ab)="" och="" dess="" positiva="" reaktion="" observerades="" i="" både="" tubuli="" och="" glomeruli="" i="" hypertyreoideagruppen="" (figur="" 6-2ab);="" medan="" atf6="" inte="" uttrycktes="" i="" kontrollgruppen="" (figur="" 7-1ab),="" dess="" uttryck="" reagerade="" positivt="" i="" både="" tubuli="" och="" glomeruli="" i="" hypertyreoideagruppen="" (figur="" 7-2ab).="" ire1="" uttrycktes="" inte="" i="" kontrollgruppen="" (figur="" 8-1ab),="" och="" dess="" positiva="" reaktion="" observerades="" i="" både="" tubuli="" och="" glomeruli="" i="" hypertyreoideagruppen="" (figur="" 8-2ab).="" medan="" perk="" inte="" uttrycktes="" i="" kontrollgruppen="" (figur="" 9-1ab),="" var="" uttrycket="" av="" perk="" begränsat="" till="" tubuli="" i="" hypertyreoideagruppen="" (figur="">

Figur 3. Jämförelse av glomerulär basalmembrantjocklek mellan kontroll- och hypertyreoideagrupper. *Till skillnad från kontrollgruppen (p < 0.05),="" utfördes="" ett="" oberoende="" prov="">

Figur 4. Jämförelse av glomerulära basalmembranets tjocklekspoäng mellan kontroll- och hypertyreoideagrupper. *Till skillnad från kontrollgruppen (p < 0.05),="" utfördes="" mann–whitney="">

3.4. Western blot-resultat

Western blot-resultat (Figur 10) visade en statistiskt signifikant ökning av TRPC1-, PERK-, ATF6- och GRP78-uttryck i hypertyreoideagruppen jämfört med kontrollgruppen (p < 0.05).="" ökningen="" av="" ire1="" var="" statistiskt="" signifikant,="" men="" inte="" lika="" mycket="" som="" andra="" proteinnivåer="" (p=""><>Hypertyreosorsakade en ökning av uttrycket av GRP78 (2,16 gånger), ATF6 (2,82 gånger), PERK (1,95 gånger), IRE1 (1,60 gånger) och TRPC1 (1,53 gånger) jämfört med kontrollgruppen.

4. Diskussion

I denna studie föreslog vi för första gången hur njurvävnaden påverkas ihypertyreosnär det gäller rollerna för ER-stress och TRPC1-kanalen i denna process. I vår studie orsakade det ökade TRPC1-uttrycket en ökning av Ca2 plus-koncentrationen i cellen, i synnerhet förtjockning av kapillär basalmembran och ökat GRP78-uttryck i tubuli, särskilt i glomeruli. Vi tror att ER-stress spelar en aktiv roll i denna process av cellulär skada, särskilt genom ATF6- och PERK-signalomvandlaren i UPR-vägen (ovikt proteinsvar).

Som det ses i många studier som i vår studie [18], ökar ft3- och ft4-värden vid hypertyreos, medan TSH-nivån minskar. Eventuell dysfunktion i sköldkörteln kan påverka produktionen av fT3 och fT4 som kan kopplas till olika patologier i hela kroppen [21]. Denjurarspelar en viktig roll i utsöndringen av slaggprodukter och gifter som urea, kreatinin och urinsyra. Bedömning av njurfunktionen är viktig vid behandling av patienter med njursjukdom eller patologier som påverkar njurfunktionen. Njurfunktionstester är användbara för att identifiera förekomsten av njursjukdom, övervaka njurarnas svar på behandling och bestämma utvecklingen av njursjukdom. Serumkreatininnivåerna minskar vid hypertyreos, inte bara på grund av en ökning av GFR utan också en ökning av muskeldestruktion. Även minskningen av BUN-koncentrationen ihypertyreostros bero på minskat uttryck av aquaporin 1 och 2. Därför minskade BUN- och kreatininnivåerna i många studier [22] som i vår studie. Under patologiska förhållanden kan celler förlora proteostas vilket resulterar i ackumulering av ovikta och felveckade proteiner i ER, vilket utlöser UPR- eller ER-stress [23].

Figur 5. Immunhistokemisk färgning för TRPC1 i kontroll (1A-B) och hypertyreoidea (2A-B) grupper injurevävnad. Uttrycket av TRPC ökade i hypertyreoideagruppen jämfört med kontrollgruppen (pilar). Staplarna är 50 µm. *Till skillnad från kontrollgruppen (p < 0.000),="" utfördes="" mann–whitney="">

Figur 6. Immunhistokemisk färgning för GRP78 i kontroll (1A-B) och hypertyreoidea (2A-B) grupper injurevävnad. Uttrycket av GRP78 ökar i hypertyreoideagruppen (pilar). Staplarna är 50 µm. *Till skillnad från kontrollgruppen (p < 0.000),="" utfördes="" mann–whitney="">

Figur 7. Immunhistokemisk färgning för ATF6 i kontrollgrupper (1A-B) och hypertyreoidea (2A-B) injurevävnad. Uttrycket av ATF6 ökar i hypertyreoideagruppen (pilar). Staplarna är 50 µm. *Till skillnad från kontrollgruppen (p < 0.000),="" utfördes="" mann–whitney="">

Figur 8. Immunhistokemisk färgning för IRE1 i kontroll (1A-B) och hypertyreoidea (2A-B) grupper injurevävnad. Uttrycket av IRE1 ökar i hypertyreoideagruppen (pilar). Staplarna är 50 µm. *Till skillnad från kontrollgruppen (p < 0.000),="" utfördes="" mann–whitney="">

Figur 9. Immunhistokemisk färgning för PERK i kontroll (1A-B) och hypertyreoidea (2A-B) grupper injurevävnad. Uttrycket av PERK ökar i hypertyreoideagruppen (pilar). Staplarna är 50 µm. *Till skillnad från kontrollgruppen (p < 0.000),="" utfördes="" mann–whitney="">

Störningar i ER och cytosolisk Ca2 plus homeostas är associerade med många sjukdomar, inklusivenjure. Störning av ER Ca2 plus homeostas utlöser UPR, vilket förhindrar ytterligare ackumulering av nysyntetiserade proteiner i ER. Således visar det en prosurvival försvarsmekanism genom att minska bördan på ER [24].

Olika faktorer är kända för att inducera ER-stress och triggernjureskada. ER-stress i njuren kan orsaka tubulär epitelcellsdifferentiering genom mesenkymal övergång från epitelet, renal tubulär epitelcellsförlust genom apoptos och slutligen njurpatologi inklusive nefronförlust, vilket minskar njurens filtreringskapacitet. I studien av Dickhout et al., visades ER-stressinducerad epitelial-mesenkymal övergångsprocess i den renala proximala tubulicellinjen HK-2 för kronisk njursjukdom [25]. Förutom många studier [9] som vi ser i vår studie,hypertyreosorsakade förtjockning av kapillär basalmembran i glomerulus. Det föreslogs att den ökade kapillära basala membranförtjockningen i glomeruli bildades som ett resultat av den epitelial-mesenkymala övergångsprocessen på grund av det ökade uttrycket av GRP78 och ER-stresssignalomvandlare. Vikten av ER-stress har visats i kroniskanjuresjukdom i många patologiska tillstånd. I den streptozotocininducerade diabetesmodellen i C57BL/6-möss utvecklades ER-stress, och svår nefropati som inträffade vid den tjugoandra månaden var associerad med reglering av CHOP/GADD153, en av komponenterna i den ER-stressmedierade apoptosvägen [26 ]. Hos patienter med nefrotiskt syndrom, IgA nefropati, primär mesangial proliferativ glomerulonefrit och membranös nefropati, inklusive patienter med minimalt symtom, ökade GRP78 och en inducerbar endoplasmatisk retikulum (ER) chaperon molekyl syrereglerad protein 1500 (ORPhisto1chemical kontroll) uttryck jämfört med immunohisto1chemical kontroll. CHOP/GADD153-uttrycket ökade också och nukleär lokalisering observerades i det proximala tubuliepitelet hos nefrotiska patienter. I mänskliga njurceller exponerade för höga nivåer av serumalbumin observerades ER-stressinduktion och visade sig orsaka apoptos via CHOP/GADD153-vägen [25]. Det tubulointerstitiella ER-stresssvaret hittades i glomerulära sjukdomar med tubulär cellapoptos associerad med puromycinaminonukleosidnefros, proteinöverbelastning och proteinuri associerad med experimentell eller human diabetisk nefropati [27]. Lorz et al. rapporterade att paracetamol, ett smärtstillande och febernedsättande medel, orsakar njurtubulär skada och apoptos på grund av ER-stress [28]. Paracetamol inducerar ett ER-stresssvar inklusive induktion av CHOP och klyvning av kaspas-12. Överdriven ackumulering av sekretoriska proteiner inducerar ER-stress, vilket orsakar podocytskador [29]. Komplementattacken inducerar också ER-stress och aktiverar PERK-vägen som leder till skada på glomerulära epitelceller. Alla dessa fynd visar att ER-stress är en av huvudorsakerna till njurskador och ER-stressresponsen är en försvarsmekanism motnjureskada [30]. I vår studie tror vi att 12 mg/L tyroxin-inducerad hypertyreos orsakar ER-stress i njurvävnad, och skador orsakade avhypertyreosi njurvävnad är associerad med reglering av speciellt ATF6 och PERK.

Den första klonade däggdjurs-TRP-kanalen, TRPC1-jonkanalen, finns i cellen inom ER, plasmamembranet, intracellulära vesiklar och primära ciliära. Det uttrycks nästan överallt i mänskliga och gnagare vävnader. TRPC1 interagerar med olika proteingrupper, inklusive jonkanalsubenheter, receptorer och cytosoliska proteiner för att mediera dess effekt på Ca2 plus-signal. Den fungerar som en icke-selektiv katjonkanal i vägar som kontrollerar Ca2 plus inflöde som svar på cellytreceptoraktivering. Genom denna funktion är proliferation, överlevnad, differentiering, utsöndring och cellmigration, såväl som funktioner som neuronal tillväxtkoner och myoblastfusion av kemotropa cellspecifika funktioner också tillgängliga [12].

Det finns många studier på förändringen av TRPC1-uttryck i många patologiska tillstånd som orsakar ER-stress. Sukumaran et al. visade att det fanns en korrelation mellan ER-stress och TRPC1-uttryck som kunde förändra cellöverlevnad i spottkörteln. De uttryckte att TRPC1-uttryck minskade under ER-stressförhållanden och även celldöd på grund av ER-stress var beroende av CHOP-uttryck. Ökad ER-stress och infiltration i spottkörtelceller från TRPC 1-/- knock-out möss observerades [16].

Figur 10. DennjureGRP78, ATF6, TRPC1, IRE1 och PERK proteinuttrycksnivåer och graf över veckförändring. Ökningen av alla proteiner var statistiskt signifikant (*p < 0.05),="" ett="" oberoende="" prov="" t-test="">

Närnjurarav diabetiska råttmodeller undersöktes, rapporterades det att TRPC1 mRNA-uttryck minskade [31]. Hos patienter med diabetisk nefropati eller Zucker-diabetiska råttor jämfört med kontroller, antydde minskat TRPC1-uttryck att TRPC1 påverkade utvecklingen av diabetisk nefropati [32]. TRPC1 spelar en viktig roll i upprätthållandet av ER Ca2 plus homeostas, och nedsatt funktion leder till förlängd aktivering av UPR-vägen och stör aktiveringen av AKT, vilket sedan leder till neurodegeneration. En minskning av TRPC1-uttryck observerades i den neurotoxin-inducerade mus Parkinsons sjukdom-modellen. Ökat uttryck av TRPC1 ökar överlevnaden av neuroner genom att reglera AKT/mTOR-vägen, trots ER-stress och UPR orsakad av neurotoxin [33]. Li et al. rapporterade att TRPC1-uttryck också ökade i Namptin-inducerad kardiomyocythypertrofi beroende på tid. När TRPC1-genen tystades, resulterade det i hämning av nikotinamidfosforibosyltransferas-inducerad hjärthypertrofi. Genom överuttryck av TRPC1 ansågs emellertid nikotinamidfosforibosyltransferas inducera kardiomyocythypertrofi genom en ER-stressinducerad väg. Ur denna synvinkel kan tystnad av TRPC1-genen spela en skyddande roll i förebyggandet av hjärthypertrofi [34]. I vår studie ökade också ER-stress och TRPC1 signifikant. Detta tyder på att kapillär basalmembranförtjockning orsakad av ökad ER-stress i njurvävnad p.g.a.hypertyreosberor på ökat uttryck av TRPC1.

Denna studie har vissa begränsningar. Genetiskt modifierade möss kan ha använts istället för råttmodellen för tyroxin-inducerad hypertyreos. Med urin uppsamlad med hjälp av metaboliska burar, vissanjurefunktionstester kan även ha mätts i urin. Förändringen i ER-stressnivån kunde undersökas med hjälp av TRPC1-hämmaren.

Som ett resultat av vår litteraturöversikt visades effekten av hypertyreos på sambandet mellan ER-stress och TRPC1-kanalen i njurvävnad först i denna studie. Det bestämdes dethypertyreosorsakade en ökning av TRPC1-uttryck som inducerar ER-stress. Vi föreslår att minskning av TRPC1-uttryck kan vara en potentiell terapeutisk strategi för hypertyreoidea-induceradnjureoch kanske andra organskador.

Referenser

1. Kim D, Kim W, Joo SK, Bae JM, Kim JH et al. Subklinisk hypotyreos och låg normal sköldkörtelfunktion är förknippade med alkoholfri steatohepatit och fibros. Klinisk gastroenterologi och 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 rotextrakt lindrar biokemiska störningar i blodet av experimentellt inducerade hypo- ochhypertyreoshos möss. Årlig forskning och granskning i biologi 2019; 31 (5): 1-10. DOI: 10.9734/arb/2019/v31i530063

3. Sakr S, Abdel-Ghafar FR, Abo-El-Yazid SM. Selen förbättrar karbimazol-inducerad levertoxicitet och oxidativ stress hos albinoråttor. Journal 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. Vaskulär och njurfunktion vid experimentella sköldkörtelsjukdomar. European Journal of Endocrinology 2006; 154 (2): 197-212. DOI: 10.1530/tee.1.02093

5. Rhee CM. Samspelet mellan sköldkörteln ochnjuresjukdom: en översikt över bevisen. 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. Sköldkörtelhormoner reglerar utvecklingen av energimetabolismenzymer i råttas proximala hoprullade 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 sköldkörtelhormon på neonatal njurbark Na plus /H plus 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. Sköldkörtelhormons roll i regleringen av njurfosfattransport hos unga och åldrade råttor. Endocrinology 1999; 140 (4): 1544-1551. DOI: 10.1210/endo.140.4.6658

9. Iglesias P, Bajo MA, Selgas R, Díez JJ. Sköldkörteldysfunktion och njursjukdom: en uppdatering. Recensioner i endokrina och metabola störningar 2017; 18 (1): 131-144. DOI:

10.1007/s11154-016-9395-710. Selvaraj S, Watt JA, Singh BB. TRPC1 hämmar apoptotisk celldegeneration inducerad av dopaminergt neurotoxin MPTP/MPP plus . Cell Calcium 2009; 46 (3): 209-218. DOI: 10.1016/j.ceca.2009.07.008

11. Goda Y, Südhof TC. Kalciumreglering av neurotransmittorfrisättning: tillförlitligt opålitligt? 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 funktionella roll vid modulering av ER-stress och 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. Identifiering och lokalisering av TRPC-kanaler i råttannjure. 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. Njurfunktioner hos TRP-kanaler i hälsa och sjukdom. I: Emir TLR (redaktör). Neurobiologi av TRP-kanaler. 1:a uppl. 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. Kalcium- och ER-stress medierar leverapoptos efter brännskada. 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-uttryck och funktion hämmar ER-stress och celldöd i spottkörtelceller. 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 dynamiska förändringarna av endoplasmatiska retikulumstressvägsmarkörer GRP78 och CHOP i hippocampus hos diabetiska möss. 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 av redoxsignalering i hjärthypertrofi inducerad av experimentellhypertyreos. 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 interaktion mellan hypertoni och diabetes för att främja njurskada och rollen av endoplasmatisk retikulumstress. Hypertoni 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 hämmar proliferation och migration av östrogenreceptorpositiv bröstcancer och ger en bättre prognos genom att hämma PI3K/AKT-vägen. Bröstcancerforskning och -behandling 2020; 182 (1): 21-33. DOI: 10.1007/s10549-020-05673-8

21. Aldubayan MA. Druvfröproantocyanidin lindrar oxidativ stress och apoptos involverad i levern hos hypertyreoidea möss. Årlig forskning och översyn i biologi 2019: 1-11. DOI: 10.9734/arb/2019/v33i630138

22. Sonmez E, Bulur O, Ertugrul DT, Sahin K, Beyan E et al.Hypertyreospåverkar njurfunktionen. Endokrina 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 vid ischemisk och nefrotoxisk akutnjureskada. Annals of Medicine 2018; 50 (5): 381-390. DOI: 10.1080/07853890.2018.1489142

24. Bezprozvanny I, Mattson MP. Felhantering av neuronala kalcium och patogenesen av Alzheimers sjukdom. Trends in Neurosciences 2008; 31 (9): 454-463. DOI: 10.1016/j.tins.2008.06.005

25. Dickhout JG, Carlisle RE, Austin RC. Sambandet mellan hjärthypertrofi, hjärtsvikt och kronisk njursjukdom: endoplasmatisk retikulumstress som en förmedlare av patogenes. Upplagsforskning 2011; 108 (5): 629-642. DOI: 10.1161/circresaha.110.226803

26. Wu J, Zhang R, Torreggiani M, Ting A, Xiong H et al. Induktion av diabetes hos åldrade C57B6-möss resulterar i svår nefropati: ett samband med oxidativ stress, endoplasmatisk retikulumstress och inflammation. American Journal of Pathology 2010; 176 (5): 2163-2176. DOI: 10.2353/ajpath.2010.090386

27. Cybulsky AV. Endoplasmatisk retikulumstress vid proteinurisk njursjukdom.NjureInternationell 2010; 77 (3): 187-193. DOI: 10.1038/ki.2009.389

28. Lorz C, Justo P, Sanz A, Subirá D, Egido J et al. Paracetamolinducerad renal tubulär skada: en roll för 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 podocytskada inducerad av överdriven proteinackumulering.NjureInternational 2005; 68 (6): 2639-2650. DOI: 10.1111/j.1523-1755.2005.00736.x

30. Yoshida H. ER stress och sjukdomar. 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 (redaktörer). Transient Receptor Potential (TRP) katjonkanaler för däggdjur. 24:e uppl. Berlin, Heidelberg, Tyskland: Springer; 2014. s. 15-51.

32. He F, Peng F, Xia X, Zhao C, Luo Q et al. MiR-135a främjar njurfibros vid diabetisk nefropati genom att reglera 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. Neurotoxin-inducerad ER-stress i mus-dopaminerga neuroner involverar nedreglering av TRPC1 och hämning av AKT/mTOR-signalering. The 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 inducerad kardiomyocythypertrofi genom aktivering av ER-stress. Cellulär och molekylärbiologi 2017; 63 (4): 33-37. DOI: 10.14715/CMB/2017.63.4.6