Глава 1: Бъбречните тубулни пероксизоми са незаменими за нормалната бъбречна функция

За повече информация, свържете се сtina.xiang@wecistanche.com

Пероксизомите са специализирани клетъчни органели, участващи в различни метаболитни процеси. При хората мутациите, водещи до пълна загуба на пероксизоми, причиняват мултиорганна недостатъчност (разстройства от спектъра на Zellweger, ZSD), включителнобъбречна недостатъчност. Въпреки това, (пато)физиологичната роля на пероксизомите вбъбрекостава неизвестен. Разгледахме ролята на пероксизомите вбъбречна функцияпри мишки с условна аблация на пероксизомна биогенеза в бъбречните тубули (cKO мишки). Функционалните анализи не разкриват никакъв явен бъбречен фенотип при cKO мишки. Въпреки това, бебета мъжки cKO мишки имат по-ниско телесно тегло и тегло на бъбреците, а възрастни мъжки cKO мишки показват значително намаление на бъбречното тегло и съотношението бъбречно тегло/телесно тегло. Стереологичният анализ показва увеличение на плътността на митохондриите в проксималните тубулни клетки на cKO мишки. Интегрираните анализи на транскриптоми и метаболоми разкриват дълбоко препрограмиране на няколко метаболитни пътища, включително метаболизма на глутатион и биосинтеза/биотрансформация на няколко основни класа липиди. Въпреки че този анализ предложи компенсацияоксидативен стрес, предизвикателството с хранене с високо съдържание на мазнини не предизвиква значителни бъбречни увреждания при cKO мишки. Ние демонстрираме, че бъбречните тубулни пероксизоми не са необходими за нормалната бъбречна функция. Нашите данни също предполагат, че бъбречните увреждания при пациенти със ZSD са с екстраренален произход.

Щракнете тук, за да научите за предимствата на екстракта от Cistanche tubulosa

Въведение

Пероксизомите са свързани с единична мембрана органели, открити за първи път в миши бъбреци от Rhodin през 1954 г. (1). Настоящите оценки предполагат, че пероксизомите съдържат повече от 50 ензима, участващи в различни клетъчни функции, включително -окисление на много дълговерижни мастни киселини (VLCFA), дълговерижни мастни киселини (LCFA) и дълговерижна дикарбоксилна киселина; а-и -окисление на верижно-разклонени мастни киселини; окисляване на простагландини и левкотриени; метаболизъм на аминокиселини; биосинтеза на етерни фосфолипиди (включително плазмалогени) и жлъчни киселини; редокс хомеостаза; глиоксилатна детоксикация; и фероптоза. Пероксизомите присъстват повсеместно в почти всички клетки на бозайници, с най-голямо изобилие в клетките на проксималните тубули на бъбреците и хепатоцитите. В тези клетки пероксизомите заемат около 3 процента от клетъчния обем, но техният брой, размер и форма варират значително по време на ембрионалното и постембрионалното развитие (2); техният брой може да нарасне значително при различни стресови състояния (3). Въпреки че много пероксизомни ензими са добре характеризирани, изследванията, насочени към тяхната експресия и функционална роля в бъбреците, са оскъдни. Освен това цялостното функционално значение на пероксизомите в бъбреците остава до голяма степен неизвестно.

Доказателствата за ролята на пероксизомите в бъбречната (пато)физиология се появяват главно от човешки генетични изследвания. Идентифицирани са два вида мутации, водещи до човешки пероксизомни разстройства: (i) мутации в така наречените пероксинови (PEX) гени, участващи в биогенезата на пероксизомите и (ii) мутации в специфични пероксизомни ензими. Първият тип мутация води до генерализирана пероксизомна дисфункция, причиняваща цереброхепаторенални разстройства от спектъра на Zellweger (ZSD) (4). Бебета с тежки форми на ZSD обикновено умират през първата година от живота си от мултиорганна недостатъчност. Въпреки че наличието на кортикални бъбречни кисти и/или бъбречни оксалатни камъни при пациенти със ZSD е добре документирано в продължение на години (5, 6), молекулярните механизми, водещи до тези увреждания, остават досега неизвестни. Други възможни бъбречни аномалии при ZSD не са изследвани, тъй като заболяването е доминирано от неврологични усложнения. Влиянието на междинните или по-леките форми на ZSD върху бъбречната функция не е системно оценено. Доказателствата, свързващи единичния пероксизомен ензимен дефицит с бъбречната патофизиология, също остават ограничени.

Мутации в чернодробната пероксизомна аланин: глиоксилат аминотрансфераза, кодирана от гена AGXT, водят до първична хипероксалурия тип I, заболяване, характеризиращо се с отлагане на кристали на калциев оксалат в бъбреците (прегледано в реф. 7). Наскоро беше идентифицирана автозомно-доминантна мутация, водеща до бъбречен синдром на Fanconi или генерализирана дисфункция на проксималните тубули, в пероксизомния ензим еноил-CoA хидратаза и 3-хидрокси ацил CoA дехидрогеназа (EHHADH) (8) . Тази мутация причинява неправилно насочване на EHHADH към митохондриите и увреждане на митохондриалната функция. Генетични изследвания, проведени върху конгенични щамове на плъхове, показват, че пероксизомният ензим оксидаза на хидрокси киселини 2 (HAO2) може да играе роля в контрола на кръвното налягане (9,10). Въпреки това, дали този фенотип се дължи на променената функция на HAO2 в бъбреците или други тъкани остава неизвестен. Като цяло все още липсват данни от животински модели с бъбречно-специфични дефекти на биогенезата на пероксизома или специфично за бъбреците инактивиране на единичен пероксизомен ензим. Тук разгледахме ролята на пероксизомите в бъбречната функция при мъжки и женски мишки с условна аблация на пероксизомна биогенеза в бъбречната тубула.

Резултати

Генериране и основна характеристика на малки мъжки и женски мишки с условна аблация на пероксизомна биогенеза в бъбречните тубули. Биогенезата на пероксизома в бъбречните тубули е нарушена чрез условно инактивиране на Pex5, кодиращ цитозолен пероксизомен таргетиращ сигнал 1 (PTS1) рецептор, който е от съществено значение за импортиране на протеини, съдържащи PTS1 мотив, в пероксизоми (11,12). Условно изтриване на Pex5 в бъбречния тубул беше постигнато с помощта на доксициклин-индуцируема (DOX-индуцируема) система (PexSanlo/Pax8-rtTA/LC1 мишки, реф.13). Тъй като функционалното значение на пероксизомите може да зависи от възрастта (14), основната характеристика на дефицит на Pex5 в бъбреците е извършена както при бебета, така и при възрастни мишки. При експерименти с малки мишки, изрязването на алел Pex5 с флокс беше постигнато чрез прилагане на DOX (2 mg/mL в питейна вода) на бременни женски при E14 и поддържано до P7. Бебета мишки бяха умъртвени при Р28. Като контроли се използват мишки с генотип Pex5oilo. Както е показано на допълнителна фигура 1A (допълнителен материал, достъпен онлайн с тази статия; https://doi.org/10.1172/jci.insight.155836DS1), лечението с DOX е довело до почти пълно изрязване на floxed Pex5 алел в Pexswn/Pax{{ 29}}GTA/LC1 мъжки и женски бебета мишки. Анализът на бъбречните срезове не разкрива никакви явни хистологични аномалии или бъбречни камъни при бебета мишки, лишени от Pex.5 в бъбречния тубул (не е показано). Албуминурия отсъства в точкови проби от урина на мишки, лишени от Pex5-и от дветеполове(Допълнителна фигура 1B). Телесното тегло (BW) и теглото на бъбреците (KW), но не и съотношението KW/BW, са по-ниски при мъжки бебета мишки, лишени от Pex5-, в сравнение с контролите от едно котило (допълнителна фигура 1C).

Генериране и основна характеристика на възрастни мъжки и женски мишки с условна аблация на пероксизомна биогенеза в бъбречните тубули. Делецията на Pex5 в бъбречните тубули на възрастни мишки се индуцира чрез 2-седмично лечение с DOX на 8-седмични мъжки и женски мишки Pex5xio/Pax8-ntTA/LC1, наричани по-нататък като cKOm и cKOf мишки, съответно (вижте Методи). Успоредно с това, същото DOX третиране беше осигурено на техните контроли от едно котило (Pex5a/lx мишки, наричани по-долу съответно Ctrlm и Ctrlf мишки). Всички експерименти върху възрастни мишки са проведени 4 седмици след края на лечението с DOX. Както е показано на Фигура 1А, Pex5 mRNA експресията е значително намалена в бъбреците както на cKOm, така и на cKOf мишки. Въпреки това, при cKOf мишки, някои остатъчни Pex5 иРНК с пълна дължина също се откриват, което предполага непълно изрязване на алела с флокс. По подобен начин, протеинът PEX5 практически отсъства в бъбреците на cKOm мишки, но все още се открива в cKOf мишки, макар и на значително по-ниско ниво. Тази разлика беше видима, когато бъбречни екстракти от cKOm и cKOf мишки бяха заредени върху същия SDS-PAGE гел и имуноблотирани заедно (Фигура 1В). И мишките Kim, и cKOf бяха жизнеспособни, не показаха явни аномалии и имаха нормална телесна маса в сравнение с контролните мишки (допълнителна таблица 1). Съотношенията KW и KW/BW са значително по-ниски при cKOm мишки в сравнение с Ctrl мишки, но не и при cKOf мишки в сравнение с Ctrlf мишки (фигури 1, C и D, съответно). Анализът на 24--часови проби от урина и плазма не разкрива ефект на генотипа при мишки от двата пола, с изключение на по-ниски плазмени нива на калий при cKOm мишки в сравнение с Ctrl мишки (допълнителна таблица 1). Албуминурия отсъстваше в урината както на cKOm, така и на cKOf мишки (допълнителна фигура 2А). Не са наблюдавани груби морфологични промени, отлагания на калциев оксалат или натрупване на липиди в бъбрека на cKOm мишки (допълнителна фигура 2, BD, съответно).

Оценка с електронна микроскопия на проксимални тубулни клетки при възрастни cKO мишки. Електронномикроскопската оценка на бъбречната кора разкрива голям брой пероксизоми в проксималните тубулни клетки на Ctrlm и Ctrlf мишки (фигура 2, A и B, съответно). Пероксизомите на практика отсъстват в проксималните тубули на cKOm и cKOf мишки (фигура 2, Cand D, съответно). Използвани са стереологични инструменти за количествен анализ на клетките

органели и клетъчни размери в проксималните тубули на Ctrlm и cKOm мишки. Както обемната плътност на пероксизомите（брой/μm² цитоплазма）, така и процентът на цитоплазмата, заета от пероксизоми в клетките на проксималните тубули, са драстично намалени при cKOm мишки (Фигура 3, A и B, съответно), Обратно, митохондриалната обемна плътност, както и процентът на цитоплазмата, заета от митохондриите в клетките на проксималните тубули, е увеличен при cKOm мишки в сравнение с Ctrl мишки (Фигура 3, C и D, съответно). Също така идва обемната плътност и процентът на цитоплазмата, заета от лизозоми в клетките на проксималните тубули, не се различават между мишките Kim и Ctrlm (Фигура 3, E и F, съответно). Както е показано на Фигура 3G, проксималните тубулни клетки от cKOm мишки имат тенденция към намалена клетъчна ширина (P= 0.083).

Интегрираните транскриптомични и метаболомни анализи предполагат дълбоко препрограмиране в метаболитните, антиоксидантните и липидните синтезни пътища в бъбреците на cKO мишки. Бяха извършени интегрирано дълбоко транскриптомно секвениране и метаболомен анализ за идентифициране на молекулярни промени в бъбреците на cKO мишки (GSE179202). Сравненията на транскриптомите разкриват 1350 транскрипта, различно експресирани в бъбреците на Ctrlm и cKOm мишки (Фигура 4А и допълнителна таблица 2, FDR< 5%)and="" 121="" transcripts="" differentially="" expressed="" in="" kidneys="" of="" ctrlf="" and="" ckof="" mice="" (figure="" 4b="" and="" supplemental="" table="" 3,="">< 5%).="" 61="" differentially="" expressed="" transcripts="" were="" present="" in="" both="" sexes(figure="" 4c="" and="" supplemental="" figure="" 3).="" enrichment="" analysis="" of="" 100="" genes="" encoding="" proteins="" related="" to="" peroxisomal="" function(kyoto="" encyclopedia="" of="" genes="" and="" genomes="" [kegg]="" pathway="" hsa04146)performed="" on="" transcriptomes="" of="" ctrlm="" and="" ckom="" mice="" revealed="" 52="" transcripts="" either="" up-or="" downregulated="" in="" kidneys="" of="" ckom="" mice="" (figure="" 4d="" and="" supplemental="" figure="" 4).="" gene="" set="" enrichment="" analysis(gsea)="" performed="" on="" the="" kegg="" pathway="" database="" (release="" on="" december="" 11,="" 2020)showed="" downregulation="" of="" pathways="" related="" to="" the="" metabolism="" of="" pyruvate,="" glyoxylate="" and="" dicarboxylate,="" amino="" acids="" (arginine,="" proline,="" cysteine,="" methionine,="" tryptophan,="" alanine,="" and="" histidine),="" or="" glutathione(figure="" 4e="" and="" supplemental="" figure="" 5)="" and="" upregulation="" of="" pathways="" related="" to="" fatty="" acid="" synthesis="" and="" degradation,="" ppar="" signaling,="" and="" abc="" transporters="" (figure="" 4f="" and="" supplemental="" figure="" 6).="" no="" enrichment="" was="" found="" in="" pathways="" linked="" to="" inflammation="" or="" fibrosis.="" targeted="" analysis="" of="" several="" groups="" of="" functionally="" related="" genes="" that="" are="" not="" represented="" in="" kegg="" pathways="" revealed="" substantial="" changes="" in="" the="" expression="" of="" genes="" encoding="" enzymes="" involved="" in="" the="" peroxisomal="" metabolism="" of="" fatty="" acids="" (acsl1/3/4/6,="" acsvl1,="" acot3/4,="" acnat1,="" acox3,="" abcd3,="" ehhadh,="" and="" acaa1b),="" plasmalogen="" biosynthesis="" (far1="" and="" agps),="" bile="" acid="" synthesis(amacr="" and="" hsd17b4),="" and="" reactive="" oxygen="" species="" (ros)="" detoxification(cat="" and="" sod1)="" (supplemental="" figure="" 3).="" alterations="" were="" also="" noted="" in="" the="" expression="" of="" a="" large="" number="" of="" genes="" critical="" for="" membrane="" transport="" processes="" in="" the="" proximal="" tubule,="" thick="" ascending="" limb="" (tal),="" and="" distal="" nephron(supplemental="" figure="" 7="" and="" supplemental="" table="" 4).="" for="" instance,="" in="" the="" proximal="" tubule,="" we="" found="" a="" reduction="" in="" the="" expression="" of="" an="" aquaporin-1="" water="" channel(agp1);="" megalin="" (lrp2);="" phosphate="" transporter="" napi-2a="" (slc34al);="" urate="" transporters="" uratl="" (slc22a12),="" npt1/4="" (sic17al/3),="" and="" oat1="" (slc22a6);="" and="" numerous="" other="" organic="" anion="" and="" amino="" acid="" transporters.="" in="" the="" tal="" and="" distal="" nephron,="" there="" was="" a="" substantial="" increase="" in="" the="" expression="" of="" genes="" encoding="" proteins="" involved="" in="" sodium="" reabsorption:="" nkcc2="" (slc12a1),="" clc-kb="" (clcnkb),="" βenac="" (scnn1b)=""><0.05), and="" ncc="" (slc12a3)(fdr="">

<0.05. (d)="" enrichment="" analysis="" of="" a="" homemade="" gene="" set="" (based="" on="" the="" kegg="" pathway="" mmu04146)="" targeting="" 100="" transcripts="" related="" to="" peroxisomal="" functions,="" in="" ckom="" versus="" ctrlm="" mice.="" (e="" and="" f)="" scatter="" plot="" of="" the="" top="" 25="" most="" downregulated="" (e)="" or="" upregulated="" (f)="" metabolic="" pathways="" in="" ckom="" versus="" ctrlm="" mice,="" based="" on="" an="" untargeted="" gsea="" using="" a="" database="" of="" 543="" kegg="" metabolic="" pathways.="" pathways="" are="" sorted="" by="" their="" absolute="" normalized="" enrichment="" score.="" a="" significant="" pathway="" regulation="" can="" be="" considered="" when="" adjusted="" p="" value="" referred="" to="" as="" "q="" value"="" is=""><0.2" alt="Figure 4. Transcriptional reprogramming in the kidneys of cKO mice. (A and B) Volcano plot representing the relative transcriptional expression of all renal transcripts in cKOm versus Ctrlm (A) or cKOf versus Ctrlf (B). Transcripts depicted in blue are significantly downregulated while transcripts depicted in red are significantly upregulated. (C) Venn diagrams showing the number of transcripts significantly downregulated or upregulated in cKOm (in blue) or cKOf (in pink) mice versus Ctrl mice of the same sex. A significant transcript regulation is considered when the adjusted P value referred to as " fdr"="" is=""><0.05. (d)="" enrichment="" analysis="" of="" a="" homemade="" gene="" set="" (based="" on="" the="" kegg="" pathway="" mmu04146)="" targeting="" 100="" transcripts="" related="" to="" peroxisomal="" functions,="" in="" ckom="" versus="" ctrlm="" mice.="" (e="" and="" f)="" scatter="" plot="" of="" the="" top="" 25="" most="" downregulated="" (e)="" or="" upregulated="" (f)="" metabolic="" pathways="" in="" ckom="" versus="" ctrlm="" mice,="" based="" on="" an="" untargeted="" gsea="" using="" a="" database="" of="" 543="" kegg="" metabolic="" pathways.="" pathways="" are="" sorted="" by="" their="" absolute="" normalized="" enrichment="" score.="" a="" significant="" pathway="" regulation="" can="" be="" considered="" when="" adjusted="" p="" value="" referred="" to="" as="" "q="" value"="" is=""><0.2" width="480" height="320" border="0" vspace="0" style="width: 480px; height: 320px;">

От общо 852 открити метаболита, 207 показват различно изобилие в бъбреците на мишки Ctrlm и cKOm, а 118 показват различно изобилие в бъбреците на мишки Ctrlf и cKOf (допълнителна таблица 5, FDR<5%). seventy-nine="" metabolites="" demonstrating="" differential="" abundance="" were="" common="" in="" both="" comparisons(figure="" 5a="" and="" supplemental="" table="" 6).among="" metabolites="" showing="" the="" most="" significant="" differences="" were="" plasmalogens="" and="" sphingomyelins(decreased="" abundance)and="" glutathione-related="" metabolites="" and="" dicarboxylic="" acids="" (increased="" abundance)="" in="" kidneys="" of="" both="" ckom="" and="" ckof="" mice="" (figure="" 5b="" and="" supplemental="" figure="" 8,="" respectively).="" global="" analysis="" of="" metabolome="" confirmed="" that="" plasmalogens="" and="" sphingomyelins="" constituted="" a="" majority="" of="" metabolites="" showing="" a="" decreased="" abundance="" in="" kidneys="" of="" both="" ckom="" and="" ckof="" mice="" (figure="" 5c).lcfa="" dicarboxylates,="" very="" long-chain="" fatty="" acyl-carnitines,="" phosphatidylcholines,="" and="" phosphatidylethanolamines="" were="" present="" among="" metabolites="" with="" increased="" abundance,="" in="" addition="" to="" glutathione-related="" metabolites="" and="" dicarboxylic="" acids(figure="">

<0.05. metabolites="" are="" identified="" by="" their="" biochemical="" name="" and="" sorted="" by="" related="" metabolisms="" and="" subclasses="" of="" metabolites.="" for="" each="" metabolite,="" the="" individual="" expression="" of="" 6="" ctrl="" and="" 6="" cko="" mice="" normalized="" between="" 0="" and="" 1="" and="" the="" log2="" -transformed="" mean="" fold="" change="" of="" expression="" (log2fc)="" in="" cko="" versus="" ctrl="" mice="" are="" given,="" for="" both="" sexes.="" for="" calculation="" of="" the="" mean="" fc="" of="" expression,="" missing="" values="" (depicted="" in="" gray)="" have="" been="" replaced="" by="" the="" minimum="" value="" of="" both="" genotypes="" from="" the="" same="" sex."="" alt="Figure 5. Remodeling of the renal metabolome in cKO mice. (A) Venn diagrams representing the number of detected renal metabolites showing a significantly decreased or increased abundance in cKOm (in blue) or cKOf (in pink) mice versus Ctrl mice of the same sex. (B) Volcano plot representing the relative abundance of all detected metabolites in kidneys of cKOm versus Ctrlm. Metabolites depicted with blue dots are significantly less abundant, and transcripts depicted with red dots are significantly more abundant in kidneys of cKOm mice as compared with Ctrlm mice. The names of some representative metabolites are depicted using colors shared for related metabolites. (C and D) Heatmaps of metabolites showing a significantly decreased (C) or increased (D) abundance in cKO mice of both sexes as compared with Ctrl mice. A significant difference of abundance is considered when adjusted P value from a 2-way ANOVA referred to as " fdr"="" is=""><0.05. metabolites="" are="" identified="" by="" their="" biochemical="" name="" and="" sorted="" by="" related="" metabolisms="" and="" subclasses="" of="" metabolites.="" for="" each="" metabolite,="" the="" individual="" expression="" of="" 6="" ctrl="" and="" 6="" cko="" mice="" normalized="" between="" 0="" and="" 1="" and="" the="" log2="" -transformed="" mean="" fold="" change="" of="" expression="" (log2fc)="" in="" cko="" versus="" ctrl="" mice="" are="" given,="" for="" both="" sexes.="" for="" calculation="" of="" the="" mean="" fc="" of="" expression,="" missing="" values="" (depicted="" in="" gray)="" have="" been="" replaced="" by="" the="" minimum="" value="" of="" both="" genotypes="" from="" the="" same="" sex."="" width="480" height="320" border="0" vspace="0" style="width: 480px; height: 320px;">

Анализ на съвместния път (MetaboAnalyst 5.0) на транскрипти и метаболити, показващи повишено или намалено изобилие в бъбреците на cKOm мишки в сравнение с Ctrl мишки, идентифицира 22 регулирани надолу и 7 регулирани нагоре пътя (Фигура 6, A и B, съответно; FDR<0.1; supplemental="" table="" 7).="" nitrogen="" metabolism,="" pyruvate="" metabolism,="" glycolysis,="" and="" gluconeogenesis="" were="" identified="" among="" the="" downregulated="" pathways="" while="" fatty="" acid="" degradation="" was="" identified="" among="" the="" upregulated="" pathways="" (figure="" 6,="" a="" and="" b,="" respectively).="" glutathione="" metabolism="" and="" retinol="" metabolism="" were="" present="" among="" both="" up-and="" downregulated="" pathways="" (figure="" 6,="" a="" and="" b).="" detailed="" analysis="" of="" transcripts="" and="" metabolites="" related="" to="" glutathione="" metabolism="" identified="" 16="" transcripts="" and="" 3="" metabolites="" with="" decreased="" abundance="" in="" kidneys="" of="" ckom="" mice="" (figure="" 6,="" c="" and="" d,="" respectively),="" along="" with="" 6="" transcripts="" and="" 8="" metabolites="" exhibiting="" increased="" abundance(figure="" 6,="" e="" and="" f,="" respectively).="" the="" oxidized="" form="" of="" glutathione(gssg)was="" present="" in="" ckom="" but="" not="" in="" ctrlm="" mice,="" thereby="" suggesting="" oxidative="" stress="" in="" ckom="" mice(figure="">

<0.1. the="" size="" of="" each="" dot="" depends="" on="" the="" percentage="" of="" all="" transcripts="" and="" metabolites="" ("compounds")="" of="" the="" pathway="" that="" are="" significantly="" affected="" in="" ckom="" mice.="" (c="" and="" d)="" relative="" expression="" of="" glutathione-related="" transcripts="" (c)="" and="" metabolites="" (d)="" significantly="" less="" abundant="" (fdr="" <="" 0.05)="" in="" ckom="" mice="" as="" compared="" with="" ctrlm="" mice.="" (e="" and="" f)="" relative="" expression="" of="" glutathione-related="" transcripts="" (e)="" and="" metabolites="" (f)="" significantly="" more="" abundant="" (fdr="" <="" 0.05)="" in="" ckom="" mice="" as="" compared="" with="" ctrlm="" mice.="" individual="" values="" from="" 6="" ckom="" and="" 6="" ctrlm="" mice="" are="" depicted="" after="" transformation="" from="" raw="" individual="" data:="" values="" of="" metabolite="" abundance="" have="" been="" divided="" by="" the="" median="" value="" of="" both="" genotypes,="" while="" values="" of="" transcript="" expression="" from="" both="" genotypes="" have="" been="" normalized="" between="" 0="" and="" 1.="" box="" and="" whiskers="" represent="" the="" mean="" and="" the="" sem,="" respectively.="" nd,="" not="" detected."="" alt="Figure 6. Joint analysis of transcriptional and metabolic changes in cKOm mice. (A and B) Scatter plot of significantly downregulated (A) or upregulated (B) metabolic pathways, based on a joint pathway analysis of both regulated transcripts and modulated metabolites in kidneys of cKOm versus Ctrlm mice. Pathways are sorted by their absolute impact, and a significant pathway regulation is considered when adjusted P value referred to as " fdr"="" is=""><0.1. the="" size="" of="" each="" dot="" depends="" on="" the="" percentage="" of="" all="" transcripts="" and="" metabolites="" ("compounds")="" of="" the="" pathway="" that="" are="" significantly="" affected="" in="" ckom="" mice.="" (c="" and="" d)="" relative="" expression="" of="" glutathione-related="" transcripts="" (c)="" and="" metabolites="" (d)="" significantly="" less="" abundant="" (fdr="" <="" 0.05)="" in="" ckom="" mice="" as="" compared="" with="" ctrlm="" mice.="" (e="" and="" f)="" relative="" expression="" of="" glutathione-related="" transcripts="" (e)="" and="" metabolites="" (f)="" significantly="" more="" abundant="" (fdr="" <="" 0.05)="" in="" ckom="" mice="" as="" compared="" with="" ctrlm="" mice.="" individual="" values="" from="" 6="" ckom="" and="" 6="" ctrlm="" mice="" are="" depicted="" after="" transformation="" from="" raw="" individual="" data:="" values="" of="" metabolite="" abundance="" have="" been="" divided="" by="" the="" median="" value="" of="" both="" genotypes,="" while="" values="" of="" transcript="" expression="" from="" both="" genotypes="" have="" been="" normalized="" between="" 0="" and="" 1.="" box="" and="" whiskers="" represent="" the="" mean="" and="" the="" sem,="" respectively.="" nd,="" not="" detected."="" width="480" height="320" border="0" vspace="0" style="width: 480px; height: 320px;">

Предизвикателството при хранене с високо съдържание на мазнини не води до допълнителен оксидативен стрес при ckKOмишки. Промени в свързаните с глутатион пътища, изчерпване на плазмалогени и намалена експресия на каталаза предполагат оксидативен стрес и/или пренареждане на различни антиоксидантни защитни системи в бъбреците на cKOm мишки. За да тестваме тези хипотези, ние предизвикахме cKOm мишки с диета с високо съдържание на мазнини (HFD) в продължение на 4 седмици. Това предизвикателство не доведе до албуминурия, а до повишен обем на урината и уринна екскреция на калций и урат. Не се наблюдава разлика в тестваните плазмени параметри, включително калцемия и урикемия (допълнителна таблица 8). Не са открити груби морфологични промени или натрупване на липиди в бъбреците на HFD-предизвикани Ctrlm и cKOm мишки (Фигура 7А). Общият и неензимен антиоксидантен капацитет, оценен чрез анализ на Trolox (Фигура 7B), както и тъканните нива на малондиалдехид, маркер за пероксидация на полиненаситени мастни киселини (Фигура 7C), не се различават между лечението и генотипа. Изобилието от продукт на липидна пероксидация 4-хидроксиноненал (4-HNE) се увеличава при Ctrlm мишки, третирани с HFD, в сравнение с Ctrl мишки на контролна диета, но не се наблюдава разлика при cKOm мишки, третирани с 2 диети (Фигура 7D).