Изследване на ефекта на хипертиреоидизма върху стреса на ендоплазмения ретикулум и преходния рецепторен потенциал Каноничен 1 канал в бъбрека

за повече информация:ali.ma@wecistanche.com

Нурие Езги БЕКТУР АЙКАНАТ^1,*,Ерхан ШАХИН², Седат КЪЧАР², Rıdvan BAĞCI³, Шерифе КАРАКАЯ²,Dilek BURUKOĞLU DÖNMEZ², Varol ŞAHİNTÜRK²

¹Катедра по хистология и ембриология, Факултет по медицина, Университет Атилъм, Анкара, Турция²Катедра по хистология и ембриология, Факултет по медицина, Университет Османгази, Анкара, Турция ³Андрологична лаборатория на Отдела за ин витро оплождане, Градска образователна и изследователска болница в Адана, Адана, Турция

Предистория/цел:Хипертиреоидизъмсе свързва с резултати в повишена скорост на гломерулна филтрация, както и повишено активиране на ренин-ангиотензин-алдостерон. Нарушаването на Ca2 плюс хомеостазата в ендоплазмения ретикулум (ER) е свързано с много заболявания, включително диабетна нефропатия ихипертиреоидизъм. Преходният рецепторен потенциален каноничен 1 (TRPC1) канал е първият клониран протеин от семейство TRPC. Въпреки че се изразява на много места вбъбрек, неговата функция е несигурна. TRPC1 участва в регулирането на Ca2 плюс хомеостазата и неговата регулация повишава нивото на ER Ca2 плюс, активира разгънатия протеинов отговор, което води до клетъчно увреждане вбъбрек. Това проучване изследва ролята на TRPC1 вбъбрецина хипертиреоидни плъхове по отношение на ER стрес маркери, които са глюкозо-регулиран протеин 78 (GRP78), активиращ транскрипционен фактор 6 (ATF6), (протеин киназа R (PKR)-подобна ендоплазмена ретикулум киназа) (PERK), изискващ инозитол ензим 1 (IRE1).

Материали и методи: Двадесет мъжки плъха бяха разпределени в контролни и хипертироидни групи (n=10).Хипертиреоидизъмсе индуцира чрез добавяне на 12 mg/L тироксин в питейната вода на плъхове в продължение на 4 седмици. Измерват се нивата на T3 и T4 без серум (fT3, fT4), TSH, уреен азот в кръвта (BUN) и креатинин. Хистохимичният анализ набъбрексрезове за морфологични промени и също имунохистохимичен и Western blot анализ на бъбречни срезове бяха извършени за GRP78, ATF6, PERK, IRE1, TRPC1 антитела.

Резултати: Нивата на TSH, BUN и креатинина намаляват, докато нивата на fT3 и fT4 се повишават при хипертироидния плъх. Морфологичният анализ доведе до удебеляване на капилярната базална мембрана в гломерулите, а също и до Western blot, а имунохистохимичните резултати показаха увеличение на TRPC1, GRP78 и ATF6 при хипертироидния плъх (p <>

Заключение: В заключение, в нашето проучване ние показахме за първи път, че връзката между ER стреса и TRPC1 и тяхната повишена експресия причинява бъбречно увреждане при хипертиреоидни плъхове.

Ключови думи:Хипертиреоидизъм, стрес на ендоплазмения ретикулум (ER), преходен рецепторен потенциал каноничен 1 (TRPC1),бъбрек, плъх

1. Въведение

Трийодтиронин (Т3) и тироксин (Т4) са тиреоидни хормони, необходими за нормалното развитие на органите и метаболитните функции [1]. Освен това те регулират скоростта на растеж, функцията на натриева/калиева помпа, сърдечната честота, кръвното налягане, дишането, консумацията на кислород, храносмилането, метаболизма на липидите, въглехидратите и протеините, функцията на централната нервна система, движенията и метаболитните функции на други ендокринни жлези [2] .

Хипертиреоидизъмима много ефекти върху холестерола, триглицеридите, липидите, окисляването, антиоксидантите, малоновия диалдехид (MDA), катализиращия ензим каталаза (CAT), чернодробните ензими, пикочната киселина, уреята, креатинина и хистопатологичните промени в черния дроб и бъбреците [3]. Дисфункцията на щитовидната жлеза засяга физиологията и развитието на бъбреците. В случай на хипотиреоидизъм, при който щитовидната жлеза работи по-слабо, бъбречната маса (съотношението бъбрек/телесна маса) намалява, докато прихипертиреоидизъмпри които жлезата работи усилено, бъбречната маса се увеличава [4]. Въпреки това, тежкият хипертиреоидизъм води до разграждане на протеини и в крайна сметка до бъбречна атрофия. Хипертиреоидизмът причинява повишаване на бъбречния кръвен поток (RBF) и скоростта на гломерулна филтрация (GFR) [5]. При хипертиреоидизъм се повишава реабсорбцията на натрий в проксималния тубул, базолатералната активация на Na плюс /K плюс ATPase [6], апикалния Na plus /H плюс модификатор [7] и Na plus /Pi котранспортер [8]. Също така, хормонът на щитовидната жлеза активира модификатора Na plus /Ca2 plus, вероятно чрез сАМР-свързания път, като по този начин повишава абсорбцията на калций вбъбреци[9].

Калцият е втори посредник, който регулира повечето от клетъчните функции, включително генна експресия и клетъчна хомеостаза [10], освобождаване на невротрансмитери и функция на невроните [11], метаболизъм и модулиране на клетъчния живот [12]. Семейството канали на преходния рецепторен потенциал (TRP) е едно от най-големите семейства катионни канали. Фамилията TRP се подразделя на подгрупи TRPC (канонична), TRPM (меластатин), TRPP (полицистин), TRPV (ванилоид), TRPML (буколична), TRPA (анкирин) и TRPN (подобна на NOMPC). Известно е, че TRPC протеините образуват Ca2 плюс пропускливи, неселективни катионни канали и следователно играят важна роля в Ca2 плюс сигналната трансдукция. Семейството TRPC на бозайниците има седем члена, наречени TRPC1-TRPC7 [13]. Членовете на семейството TRPC се изразяват в различни части набъбрек. TRPC1, който играе роля особено при диабетна нефропатия, се експресира почти навсякъде, в бъбречните мезангиални клетки, гломерулите, клетките на проксималните тубули и в тънката низходяща част на бримката на Хенле, но точната му функция все още не е известна [14].

Тежките Ca2 плюс нарушения могат да предизвикат увреждане на клетките, причинено от стрес на ендоплазмения ретикулум (ER) в отговор на различни патологични състояния [5,15]. Нарушенията в Ca2 плюс хомеостазата в ER са свързани с много заболявания [16]. ER е вътреклетъчен органел, който е важен за регулиране на Ca2 плюс хомеостаза и протеинов синтез и сгъване. Модулирането на експресията/функцията на Ca2 плюс пропускливите канали също влияе върху вътреклетъчните Ca2 плюс концентрации и следователно свързаните с Ca2 плюс процеси като клетъчна пролиферация, ER стрес, апоптоза и автофагия. ER стресът е състояние, което нарушава редокс баланса и луминалния Ca2 плюс хомеостазата, причинявайки натрупване на разгънати/неправилно нагънати протеини. Активирането на отговора на разгънатия протеин (UPR) причинява увеличаване на глюкозо-регулирания протеин 78 (GRP78), ER шаперона, който увеличава капацитета на протеиново сгъване на ER [17]. Активирането на ER стрес инициира еволюционно запазения UPR от трите основни преобразувателя на сигнала на ER мембраната: PERK, IRE1 и ATF6. Клетъчна дисфункция и клетъчна смърт възникват при условия, при които ER стресът е хронично удължен и протеиновото натоварване върху ER значително надвишава. Известно е, че един от пътищата, причиняващи клетъчна смърт, наблюдавана при хронични заболявания като хипоксия, исхемия/реперфузионно увреждане, невродегенерация, сърдечни заболявания и диабет, се дължи на ER стрес [12].

В светлината на цялата тази информация, ние имахме за цел да проучим връзката между пътищата на TRPC1 сигнална трансдукция и ER-стрес вбъбреци, които се засягат най-общо прихипертиреоидизъм.

Кликнете, за даCistanche използва за симптоми на бъбречно заболяване

2. Материали и методи

2.1. Животни

Нашето проучване беше одобрено от Местния комитет по етика на животните на университета Eskişehir Osmangazi (решение № 634 на заседание № 117 на 30.11.2017 г.) и следваше Ръководството за грижа и използване на лабораторни животни, публикувано от Националния институт по здравеопазване. Двадесет възрастни (на възраст 7–8 седмици) мъжки плъхове Wistar албиноси, получени от Центъра за медицински и хирургични експериментални изследвания (TICAM), бяха поддържани при 24 ± 2 градуса и 55 ± 5 процента влажност в продължение на 12 часа в светла/тъмна среда по време на Експериментът. Животните се поставят в поликарбонатни клетки за 2 седмици преди експеримента и се оставят да се приспособят към условията на околната среда, след което се разпределят на случаен принцип в контролни и хипертиреоидни групи. Контролната група (еутироид) е хранена със стандартна храна за плъхове и чешмяна вода по време на експеримента. Хипертироидната група е установена със стандартна храна за плъхове в продължение на 4 седмици и пиене на чешмяна вода, съдържаща 12 mg/L тироксин [18]. В края на четвъртата седмица плъховете бяха евтаназирани чрез интрамускулно инжектиране на кетамин (45 mg/kg) и ксилазин (5 mg/kg). Веднага бяха взети интракардиални кръвни проби от всички животни. Цялбъбрецибяха отстранени чрез процеса на нефректомия. След това дясно и лявобъбрециплъхове се нарязват надлъжно на две части. Както десните, така и левите парчета бъбрек бяха използвани както за Western blot, така и за анализ чрез светлинна микроскопия

2.2. Биохимични анализи

Кръвните проби се центрофугират при 11,000 rpm за 10 минути. Серумите се поставят в епруветки и се съхраняват при -80 градуса до деня на анализа. Нивата на свободен от серум Т3 (fT3), свободен Т4 (fT4) и тироид-стимулиращ хормон (TSH) след това се измерват с помощта на техниката ELISA съгласно протокола на производителя. Нивата на оптична плътност (OD) на експресия се отчитат при 450 nm от четеца на микроплаки BioTek 800 (BioTek Instruments, Inc., Winooski, VT, САЩ), след което резултатите се изчисляват. Търговските комплекти за fT3 (YLA0127RA), fT4 (YLA0239RA) и TSH (YLA0047RA) са закупени от Shanghai YL Biotech, Китай. Също така, нивата на серумния уреен азот (BUN) и креатинина бяха измерени с метода на абсорбционна фотометрия от Cobas Integra 400 Plus Roche (Roche Diagnostics Ltd., Швейцария).

2.3. Хистологична оценка

Бъбрекпарчета, взети за изследване на ниво светлинен микроскоп, се фиксират в 10 процента формалдехид за 48 часа. След рутинна обработка на тъканите бяха получени парафинови блокове. След това бяха взети 5 µm серийни срезове и оцветени с техниката на Периодна киселина-Шиф (PAS). Извършена е микроскопска оценка за гломерули и тубули под микроскоп Olympus BX-51 (Olympus America, Inc., Ню Йорк, САЩ). Секциите бяха оценени по заслепен, полуколичествен начин, като се използва установена точкова скала. За всеки плъх в групите бяха изследвани най-малко 10 полета с висока мощност (×1000). Процентът на гломерулите, които показват удебеляване на гломерулната базална мембрана, се оценява, както следва: 0=няма, 1 По-малко или равно на 25 процента, 2=25 процента до 50 процента, 3 =50 процента до 75 процента , 4 По-голямо или равно на 75 процента [19]. Дебелината на гломерулната базална мембрана (µm) се измерва със софтуера за микроскоп ZEISS ZEN 3.0 (Carl Zeiss Microscopy GmbH ZEISS Group, Мюнхен, Германия).

2.4. Имунохистохимична оценка

Парафинови блокчета от всекибъбректъкани бяха взети върху положително заредени слайдове. След депарафинизация слайдовете се прехвърлят през серия от разграден етанол и след това ксилол. Срезовете се инкубират с 3 процента водороден пероксид, за да се предотврати ендогенна пероксидазна активност. След извличане на антиген с цитратен буфер, секциите се разграничават от pap-pen, промиват се 3 × 5 минути с фосфатно буфериран физиологичен разтвор (PBS) и след това се блокират с Ultra V-блок за 1 час при стайна температура. Срезовете се инкубират със заешко поликлонално ATF6 антитяло (ab203119, Abcam Inc., Кеймбридж, САЩ), заешко поликлонално IRE1 антитяло (YID5384, Shanghai YL Biotech Co., Ltd, Китай), мише моноклонално PERK антитяло (sc377400, Santa Cruz Biotechnology Inc ., Хайделберг, Германия) и мише моноклонално TRPC1 антитяло (sc133076, Santa Cruz Biotechnology Inc.) за една нощ при плюс 4 градуса във влажни условия. След промиване 3 × 5 минути с PBS, срезовете се инкубират с подходящи вторични антитела (sc2359, sc2781, Santa Cruz Biotechnology, Inc.) в продължение на 1 час при стайна температура. След това те се промиват отново за 3 × 5 минути с PBS и се оцветяват с хематоксилин. Предметните стъкла бяха нанесени върху покривно стъкло с помощта на среда на водна основа. Микроскопското изследване беше извършено с помощта на микроскоп Olympus BX51 и компютърно подпомагана система за изображения (Olympus America, Inc., Ню Йорк, САЩ).

Всички имунооцветени срезове бяха оценени по кодиран начин от главния автор, който беше заслепен за името на групата на експериментите. Експресиите на TRPC1, ATF6, IRE1 и PERK бяха открити главно в тубулите и/или гломерулите. Изразите се определят полуколичествено според процента положителнибъбрексекции. Интензитетът на оцветяване беше класифициран в четири степени: никакъв ({{0}}), слаб (1), умерен (2) и силен (3). Процентът на положителните хистологични срезове на бъбреците беше класифициран като 4 степени: 0 (0 процента), 1 (1 процент –10 процента), 2 (11 процента –49 процента) и 3 (50 процента –100 процента). Общият резултат беше продукт на два резултата и крайният резултат на една проба беше средната стойност от 10 микроскопични полета. TRPC1, ATF6, IE1 и PERK бяха оценени съгласно докладвания метод [20].

Cistanche-бъбречна функция

2.5. Western blot анализи

За да се определят промените в количеството на специфичния протеин вбъбректъкани нахипертиреоидизъми контролни групи, бъбреците бяха нарязани на малки парчета и хомогенизирането беше извършено чрез добавяне на лизисен буфер RIPA към 2 mL епруветки с перли. След хомогенизиране, епруветките се инкубират при 4 градуса за най-малко 30 минути и след това тъканните лизати се центрофугират при 4 градуса, 15,000 g за 20 минути. Супернатантът, съдържащ общ протеин, се прехвърля в нова епруветка. Определянето на протеин се извършва от супернатанта с устройство Qubit 2.0 (Invitrogen Inc., Waltham, MA, USA). Петдесет µg протеин се зарежда във всяка ямка, подлага се на електрофореза с SDS-PAGE Bio-Rad MiniTrans Blot (Bio-Rad Laboratories, Inc., Калифорния, САЩ) и след това се прехвърля към PVDF мембрана с Bio-Rad Trans Turbo устройство. Мембраните се блокират с 5 процента говежди серумен албумин (BSA) в продължение на 1 час при стайна температура и след това се инкубират с мише моноклонално GRP78 антитяло (sc166490, Santa Cruz Biotechnology Inc.), заешко поликлонално ATF6 антитяло (ab203119, Abcam Inc., Cam мост, САЩ), заешко поликлонално IRE1 антитяло (YID5384, Shanghai YL Biotech Co. Ltd., Китай), мише моноклонално PERK антитяло (sc377400, Santa Cruz Biotechnology Inc.), мише моноклонално TRPC1 антитяло (sc133076, Santa Cruz Biotechnology, Inc. ) и мише моноклонално -актиново антитяло (sc47778, Santa Cruz Biotechnology, Inc.) (за контрол на натоварването) за една нощ при 4 градуса. След това мембраните се промиват в продължение на 3 × 10 минути с промивен разтвор (TBST), последвано от инкубиране с подходящи вторични антитела (sc2005, sc2030, Santa Cruz Biotechnology Inc.). След като мембраните бяха промити в продължение на 3 × 10 минути с TBST, нивата на експресия на протеини в имунореактивните ленти бяха наблюдавани от системата за изображения (C-Digit, Licor, Cambridge, UK). Резултатите от изображенията бяха анализирани с програмата Image J 1.49v.

2.6. Статистически анализ

Всички статистически анализи бяха извършени с IBM SPSS 21.0 програма за статистически пакет (IBM Corp., Armonk, NY, USA). Експериментът Western blot се повтаря три пъти за всяка група. Нивото на значимост беше прието като p < 0.05.="" тестът="" на="" shapiro-wilk="" беше="" използван="" за="" определяне="" на="" нормалното="" разпределение="" на="" данните.="" тестът="" за="" хомогенност="" на="" дисперсията="" (тестът="" на="" левен)="" беше="" използван="" за="" оценка="" дали="" групите="" имат="" равни="" дисперсии.="" извършен="" е="" t-тест="" за="" независими="" проби="" за="" данните,="" показващи="" нормално="" разпределение.="" беше="" извършен="" u="" тест="" на="" mann-whitney="" за="" данните,="" показващи="" ненормално="">

3. Резултати

3.1. Биохимични резултати

Серумните нива на fT3, fT4 и TSH, серумните нива на BUN и креатинина на групите плъхове са показани на фигура 1. Резултатите предполагат, че нивата на fT3 и fT4 са се увеличили значително в групата с хипертиреоиди в сравнение с контролната група (и двете p < {{5="" }}.05).="" освен="" това="" е="" установено="" значително="" понижение="" на="" нивата="" на="" tsh="" в="" хипертиреоидната="" група="" в="" сравнение="" с="" контролната="" група="" (p="">< 0.05)="" (фигура="" 1а).="" серумните="" нива="" на="" bun="" (фигура="" 1b)="" и="" креатинина="" (фигура="" 1c)="" намаляват="" значително="" в="" групата="" с="" хипертиреоидизъм="" в="" сравнение="" с="" контролната="" група="" (и="" двете="" p=""><>

3.2. Хистохимични резултати

Хистологични изменения набъбрецина групите плъхове са показани на Фигура 2. Хистологията на бъбреците (гломерулите, тубулите и васкуларните структури) е типична в контролната група (Фигура 2А). Въпреки това,хипертиреоидизъмпричинява удебеляване на капилярната базална мембрана в гломерула (Фигура 2В). Дебелината на гломерулната базална мембрана се увеличава значително в групата с хипертиреоиди в сравнение с контролната група (Фигура 3–4), (p < 0.05).="" няма="" очевидна="" разлика="" между="" контролната="" и="" хипертироидната="" група="" по="" отношение="" на="" тубулната="">

Фигура 1. Нива на свободен трийодтиронин (fT3), свободен тироксин (fT4) и тироид-стимулиращ хормон (TSH) в групите плъхове (a). * Различно от контролната група (p < 0.05).="" серумни="" bun="" (b)="" и="" креатинин="" (c)="" нива="" на="" групите="" плъхове.="" *за="" разлика="" от="" контролната="" група="" (p=""><0,001), беше="" извършен="" t-тест="" за="" независими="">

Фигура 2. Микрографии набъбректъкани от контролна (А) и хипертироидна (В) групи. В контролната група се наблюдава типична бъбречна хистология (А). В групата на хипертироидите,хипертиреоидизъмпричинява удебеляване на капилярната базална мембрана в гломерула. Наблюдава се удебеляване на капилярната базална мембрана в гломерула (стрелка) (В). Няма очевидни разлики в медулата на бъбреците и в двете групи плъхове. (Оцветяване с периодична киселина-Шиф (PAS)). Пръчките са 20 µm и 50 µm.

3.3. Имунохистохимични резултати

Имунохистохимичните реакции на TRPC1, GRP78, ATF6, IRE1, PERK и техните изрази се определят полуколичествено според процента на положителнибъбрецина групите плъхове (Фигура 5–9). Освен това средната им вариация е показана в табл. В сравнение с контролната група TRPC1, GRP78, ATF6, IRE1 и PERK протеиновите експресии значително се увеличават в хипертиреоидната група в гломерулите и тубулите (Фигура 5–9) (p < 0,="" 000).="" резултатите="" показват,="" че="" trpc1="" се="" експресира="" както="" в="" гломерулни,="" така="" и="" в="" тубулни="" структури="" в="" контролната="" група="" (фигура="" 5-1ab)="" и="" експресията="" му="" се="" повишава="" в="" групата="" с="" хипертироид="" (фигура="" 5-2ab).="" grp78="" не="" се="" експресира="" в="" контролната="" група="" (фигура="" 6-1ab)="" и="" неговата="" положителна="" реакция="" се="" наблюдава="" както="" в="" тубулите,="" така="" и="" в="" гломерулите="" в="" хипертироидната="" група="" (фигура="" 6-2ab);="" докато="" atf6="" не="" се="" експресира="" в="" контролната="" група="" (фигура="" 7-1ab),="" неговите="" експресии="" реагират="" положително="" както="" в="" тубулите,="" така="" и="" в="" гломерулите="" в="" хипертиреоидната="" група="" (фигура="" 7-2ab).="" ire1="" не="" се="" експресира="" в="" контролната="" група="" (фигура="" 8-1ab)="" и="" неговата="" положителна="" реакция="" се="" наблюдава="" както="" в="" тубулите,="" така="" и="" в="" гломерулите="" в="" хипертироидната="" група="" (фигура="" 8-2ab).="" докато="" perk="" не="" беше="" експресиран="" в="" контролната="" група="" (фигура="" 9-1ab),="" експресията="" на="" perk="" беше="" ограничена="" до="" тубули="" в="" групата="" с="" хипертиреоиди="" (фигура="">

Фигура 3. Сравнение на дебелината на гломерулната базална мембрана между контролната и хипертироидната група. * За разлика от контролната група (p < 0.05),="" беше="" извършен="" t-тест="" за="" независими="">

Фигура 4. Сравнение на точковата дебелина на гломерулната базална мембрана между контролната и хипертиреоидната групи. *За разлика от контролната група (p < 0.05),="" бе="" извършен="" u="" тестът="" на="">

3.4. Резултати от Western blot

Резултатите от Western blot (Фигура 10) показват статистически значимо увеличение на експресиите на TRPC1, PERK, ATF6 и GRP78 в хипертироидната група в сравнение с контролната група (p <0.05). увеличението="" на="" ire1="" е="" статистически="" значимо,="" макар="" и="" не="" толкова,="" колкото="" другите="" протеинови="" нива="" (p=""><>Хипертиреоидизъмпредизвиква повишаване на експресията на GRP78 (2,16 пъти), ATF6 (2,82 пъти), PERK (1,95 пъти), IRE1 (1,60 пъти) и TRPC1 (1,53 пъти) в сравнение с контролната група.

4. Обсъждане

В това проучване предложихме за първи път как се засяга бъбречната тъкан прихипертиреоидизъмпо отношение на ролите на ER стреса и TRPC1 канала в този процес. В нашето изследване, повишената експресия на TRPC1 причинява увеличение на Ca2 плюс концентрация в клетката, по-специално, удебеляване на капилярната базална мембрана и повишена експресия на GRP78 в тубулите, особено в гломерулите. Смятаме, че ER стресът играе активна роля в този процес на клетъчно увреждане, особено чрез ATF6 и PERK сигнален преобразувател в пътя на UPR (разгънат протеинов отговор).

Както се вижда в много проучвания, като в нашето проучване [18], стойностите на fT3 и fT4 се повишават в случай на хипертиреоидизъм, докато нивото на TSH намалява. Всяка дисфункция на щитовидната жлеза може да повлияе на производството на fT3 и fT4, което може да бъде свързано с различни патологии в цялото тяло [21]. Theбъбрецииграят жизненоважна роля в отделянето на отпадъчни продукти и токсини като урея, креатинин и пикочна киселина. Оценката на бъбречната функция е важна при лечението на пациенти с бъбречно заболяване или патологии, засягащи бъбречната функция. Тестовете за бъбречна функция са полезни при идентифициране на наличието на бъбречно заболяване, проследяване на реакцията на бъбреците към лечението и определяне на прогресията на бъбречното заболяване. Нивата на серумния креатинин намаляват при хипертиреоидизъм, не само поради повишаване на GFR, но и поради увеличаване на мускулната деструкция. Също така, намаляването на концентрацията на BUN вхипертиреоидизъмсе смята, че се дължи на намалена експресия на аквапорин 1 и 2. Следователно нивата на BUN и креатинин намаляват в много проучвания [22], както и в нашето проучване. При патологични състояния клетките могат да загубят протеостаза, което води до натрупване на разгънати и неправилно нагънати протеини в ER, което задейства UPR или ER стрес [23].

Фигура 5. Имунохистохимично оцветяване за TRPC1 в контролни (1A-B) и хипертироидни (2A-B) групи вбъбректъкан. Експресията на TRPC се повишава в групата с хипертиреоиди в сравнение с контролната група (стрелки). Стълбчетата са 50 µm. *За разлика от контролната група (p < 0.000),="" бе="" извършен="" u="" тестът="" на="">

Фигура 6. Имунохистохимично оцветяване за GRP78 в контролни (1A-B) и хипертироидни (2A-B) групи вбъбректъкан. Експресията на GRP78 се повишава в групата с хипертиреоиди (стрелки). Стълбчетата са 50 µm. *За разлика от контролната група (p < 0.000),="" бе="" извършен="" u="" тестът="" на="">

Фигура 7. Имунохистохимично оцветяване за ATF6 в контролни (1A-B) и хипертироидни (2A-B) групи вбъбректъкан. Експресията на ATF6 се повишава в групата с хипертиреоиди (стрелки). Стълбчетата са 50 µm. *За разлика от контролната група (p < 0.000),="" бе="" извършен="" u="" тестът="" на="">

Фигура 8. Имунохистохимично оцветяване за IRE1 в контролни (1A-B) и хипертироидни (2A-B) групи вбъбректъкан. Експресията на IRE1 се повишава в групата с хипертиреоиди (стрелки). Стълбчетата са 50 µm. *За разлика от контролната група (p < 0.000),="" бе="" извършен="" u="" тестът="" на="">

Фигура 9. Имунохистохимично оцветяване за PERK в контролни (1A-B) и хипертироидни (2A-B) групи вбъбректъкан. Експресията на PERK се увеличава в групата с хипертиреоиди (стрелки). Стълбчетата са 50 µm. *За разлика от контролната група (p < 0.000),="" бе="" извършен="" u="" тестът="" на="">

Нарушенията в ER и цитозолната Ca2 плюс хомеостаза са свързани с много заболявания, включителнобъбрек. Разрушаването на ER Ca2 плюс хомеостазата задейства UPR, което предотвратява по-нататъшното натрупване на новосинтезирани протеини в ER. По този начин той показва защитен механизъм за оцеляване чрез намаляване на тежестта върху ER [24].

Известно е, че различни фактори предизвикват спешен стрес и задействатбъбрекщета. ER стресът в бъбрека може да причини диференциация на тубулни епителни клетки чрез мезенхимния преход от епитела, загуба на бъбречни тубулни епителни клетки чрез апоптоза и в крайна сметка бъбречна патология, включително загуба на нефрон, което намалява филтрационния капацитет на бъбрека. В проучването на Dickhout et al. е показан индуциран от ER стрес епителен-мезенхимален преходен процес в клетъчната линия на бъбречните проксимални тубули HK-2 за хронично бъбречно заболяване [25]. В допълнение към много проучвания [9], както се вижда в нашето проучване,хипертиреоидизъмпричинява удебеляване на капилярната базална мембрана в гломерула. Предполага се, че повишеното удебеляване на базалната капилярна мембрана в гломерулите се образува в резултат на процеса на епителен-мезенхимален преход, дължащ се на повишената експресия на GRP78 и ER-преобразувателите на стрес сигнали. Значението на спешния стрес е доказано при хрониченбъбрекзаболяване при много патологични състояния. В стрептозотоцин-индуцирания диабетен модел при C57BL/6 мишки се развива ER стрес и тежката нефропатия, възникваща на двадесет и втория месец, се свързва с регулиране на CHOP/GADD153, един от компонентите на ER стрес-медиирания път на апоптоза [26]. ]. При пациенти с нефротичен синдром, IgA нефропатия, първичен мезангиален пролиферативен гломерулонефрит и мембранозна нефропатия, включително минимално симптоматични пациенти, имунохистохимичните експресии на GRP78 и индуцируем ендоплазмен ретикулум (ER) молекула шаперон на кислород-регулиран протеин 150 (ORP150) са повишени в сравнение с контролите. Експресията на CHOP/GADD153 също се повишава и се наблюдава ядрена локализация в проксималния тубулен епител на нефротични пациенти. В човешки бъбречни клетки, изложени на високи нива на серумен албумин, се наблюдава индукция на ER стрес и е показано, че причинява апоптоза чрез пътя CHOP/GADD153 [25]. Тубулоинтерстициалният ER стрес отговор е открит при гломерулни заболявания с тубулна клетъчна апоптоза, свързана с пуромицин аминонуклеозидна нефроза, протеиново претоварване и протеинурия, свързани с експериментална или човешка диабетна нефропатия [27]. Lorz и др. съобщават, че парацетамолът, аналгетик и антипиретик, причинява увреждане на бъбречните тубули и апоптоза поради ER стрес [28]. Парацетамолът индуцира отговор на ER стрес, включително индукция на CHOP и разцепване на каспаза-12. Прекомерното натрупване на секреторни протеини предизвиква ER стрес, причинявайки увреждане на подоцитите [29]. Атаката на комплемента също предизвиква ER стрес и активира PERK пътя, водещ до увреждане на гломерулните епителни клетки. Всички тези констатации показват, че спешният стрес е една от основните причини за увреждане на бъбреците и отговорът на спешния стрес е защитен механизъм срещубъбрекщети [30]. В нашето проучване смятаме, че индуцираният от 12 mg/L тироксин хипертиреоидизъм причинява ER стрес в бъбречната тъкан и увреждането, причинено отхипертиреоидизъмв бъбречната тъкан се свързва с регулирането особено на ATF6 и PERK.

Първият клониран TRP канал на бозайник, TRPC1 йонният канал, се намира в клетката в ER, плазмената мембрана, вътреклетъчните везикули и първичните цилиари. Експресира се почти навсякъде в тъканите на хора и гризачи. TRPC1 взаимодейства с различни протеинови групи, включително субединици на йонни канали, рецептори и цитозолни протеини, за да медиира ефекта си върху Ca2 плюс сигнала. Той действа като неселективен катионен канал в пътища, които контролират притока на Са2 плюс в отговор на активирането на рецептора на клетъчната повърхност. Чрез тази функция също са налични пролиферация, оцеляване, диференциация, секреция и клетъчна миграция, както и характеристики като конуси на растеж на неврони и миобластно сливане на хемотропни клетъчно-специфични функции [12].

Има много проучвания за промяната на експресията на TRPC1 при много патологични състояния, причиняващи ER стрес. Сукумаран и др. показа, че има връзка между ER стреса и експресията на TRPC1, която може да промени клетъчното оцеляване в слюнчената жлеза. Те изразиха, че експресията на TRPC1 намалява при условия на ER стрес и също клетъчната смърт поради ER стрес зависи от експресията на CHOP. Наблюдавани са повишен ER стрес и инфилтрация в клетките на слюнчените жлези на TRPC1-/- нокаут мишки [16].

Фигура 10. TheбъбрекНива на експресия на протеини GRP78, ATF6, TRPC1, IRE1 и PERK и графика на промяната на пъти. Увеличението на всички протеини беше статистически значимо (*p < 0.05),="" беше="" извършен="" t-тест="" за="" независими="">

Когабъбрецибяха изследвани модели на диабетни плъхове, беше съобщено, че експресията на TRPC1 mRNA е намалена [31]. При пациенти с диабетна нефропатия или плъхове с диабет Zucker в сравнение с контролите, намалената експресия на TRPC1 предполага, че TRPC1 повлиява развитието на диабетна нефропатия [32]. TRPC1 играе жизненоважна роля в поддържането на ER Ca2 плюс хомеостаза, а намалената функция води до продължително активиране на UPR пътя и нарушава активирането на AKT, което след това води до невродегенерация. Наблюдава се намаляване на експресията на TRPC1 в модела на болестта на Паркинсон при мишка, индуциран от невротоксин. Повишената експресия на TRPC1 увеличава оцеляването на невроните чрез регулиране на пътя AKT/mTOR, въпреки ER стреса и UPR, причинени от невротоксин [33]. Li et al. съобщават, че експресията на TRPC1 също се повишава при индуцирана от Namptin кардиомиоцитна хипертрофия в зависимост от времето. Когато генът TRPC1 беше заглушен, това доведе до инхибиране на индуцирана от никотинамид фосфорибозил трансфераза сърдечна хипертрофия. Въпреки това, чрез свръхекспресия на TRPC1, се смята, че никотинамид фосфорибозилтрансферазата индуцира кардиомиоцитна хипертрофия чрез ER стрес-индуциран път. От тази гледна точка, заглушаването на гена TRPC1 може да играе защитна роля в превенцията на сърдечна хипертрофия [34]. В нашето проучване ER стресът и TRPC1 също се увеличиха значително. Това предполага, че удебеляването на базалната мембрана на капилярите, причинено от повишен ER стрес в бъбречната тъкан порадихипертиреоидизъмсе дължи на повишена експресия на TRPC1.

Това проучване има някои ограничения. Генетично модифицирани мишки може да са били използвани вместо модела на плъх с индуциран от тироксин хипертиреоидизъм. С урина, събрана с помощта на метаболитни клетки, някоибъбрекфункционалните тестове може да са измерени и в урината. Промяната в нивото на ER стрес може да бъде изследвана с помощта на TRPC1 инхибитора.

В резултат на нашия преглед на литературата, ефектът на хипертиреоидизма върху връзката между ER стреса и TRPC1 канала в бъбречната тъкан беше демонстриран за първи път в това проучване. Беше определено, чехипертиреоидизъмпредизвика увеличаване на експресията на TRPC1, което индуцира ER стрес. Предполагаме, че намаляването на експресията на TRPC1 може да бъде потенциална терапевтична стратегия за индуциран от хипертиреоидизъмбъбреки може би други увреждания на органи.

Препратки

1. Kim D, Kim W, Joo SK, Bae JM, Kim JH et al. Субклиничният хипотиреоидизъм и ниската нормална функция на щитовидната жлеза са свързани с неалкохолен стеатохепатит и фиброза. Клинична гастроентерология и хепатология 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. Екстрактът от корен на Костус облекчава биохимичните нарушения на кръвта при експериментално индуцирани хипо- ихипертиреоидизъмпри мишки. Годишни изследвания и преглед по биология 2019; 31 (5): 1-10. DOI: 10.9734/arb/2019/v31i530063

3. Sakr S, Abdel-Ghafar FR, Abo-El-Yazid SM. Селенът подобрява индуцираната от карбимазол хепатотоксичност и оксидативен стрес при плъхове албиноси. 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. Съдова и бъбречна функция при експериментални нарушения на щитовидната жлеза. European Journal of Endocrinology 2006; 154 (2): 197-212. DOI: 10.1530/tee.1.02093

5. Rhee CM. Взаимодействието между щитовидната жлеза ибъбрекзаболяване: преглед на доказателствата. Актуално мнение по ендокринология 2016; 23 (5): 407-415. DOI: 10.1097/Med.0000000000000275

6. Wijkhuisen A, Djouadi F, Vilar J, Merlet-Benichou C, Bastin J. Тироидните хормони регулират развитието на ензимите на енергийния метаболизъм в проксималната извита тубула на плъх. 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. Ефекти на тиреоидния хормон върху неонаталния бъбречен кортикален Na плюс /H плюс антипортер. 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. Роля на тиреоидния хормон в регулирането на бъбречния фосфатен транспорт при млади и възрастни плъхове. Ендокринология 1999; 140 (4): 1544-1551. DOI: 10.1210/endo.140.4.6658

9. Iglesias P, Bajo MA, Selgas R, Díez JJ. Дисфункция на щитовидната жлеза и бъбречно заболяване: актуализация. Прегледи в ендокринни и метаболитни заболявания 2017; 18 (1): 131-144. DOI:

10.1007/s11154-016-9395-710. Selvaraj S, Watt JA, Singh BB. TRPC1 инхибира апоптотичната клетъчна дегенерация, индуцирана от допаминергичния невротоксин MPTP/MPP plus. Cell Calcium 2009; 46 (3): 209-218. DOI: 10.1016/j.ceca.2009.07.008

11. Goda Y, Südhof TC. Калциево регулиране на освобождаването на невротрансмитери: надеждно ненадеждно? 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. Функционална роля на TRP каналите в модулирането на ER стреса и аутофагията. Клетъчен калций 2016; 60 (2): 123-132. DOI: 10.1016/j.ceca.2016.02.012

13. Goel M, Sinkins WG, Zuo CD, Estacion M, Schilling WP. Идентифициране и локализиране на TRPC канали в плъховебъбрек. 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. Бъбречни функции на TRP каналите при здраве и болест. В: Emir TLR (редактор). Невробиология на TRP каналите. 1-во изд. Бока Ратън, Флорида, САЩ: CRC Press/Taylor & Francis; 2017. стр. 187-212.

15. Jeschke MG, Gauglitz GG, Song J, Kulp GA, Finnerty CC et al. Калциевият и ER стресът медиират чернодробната апоптоза след изгаряне. Вестник за клетъчна и молекулярна медицина 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. Експресията и функцията на TRPC1 инхибират ER стреса и клетъчната смърт в клетките на слюнчените жлези. FASEB BioAdvanc es 2019; 1 (1): 40-50. DOI: 10.1096/fab.1021

17. Zhao Y, Yan Y, Zhao Z, Li S, Yin J. Динамичните промени на маркерите на пътя на стреса на ендоплазмения ретикулум GRP78 и CHOP в хипокампуса на мишки с диабет. Бюлетин за изследване на мозъка 2015; 111: 27-35. DOI: 10.1016/j.brainresbull.2014.12.00618. Araujo A, Schenkel P, Enzveiler A, Fernandes T, Partita W et al. Ролята на редокс сигнализирането при сърдечна хипертрофия, индуцирана от експерименталнохипертиреоидизъм. 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 и др. Синергично взаимодействие на хипертония и диабет при насърчаване на бъбречно увреждане и ролята на стреса на ендоплазмения ретикулум. Хипертония 2017; 69 (5): 879-891. DOI: 10.1161/hyper tensionaha.116.08560

20. Zhang LY, Zhang YQ, Zeng YZ, Zhu JL, Chen H et al. TRPC1 инхибира пролиферацията и миграцията на рак на гърдата с положителен естрогенен рецептор и дава по-добра прогноза чрез инхибиране на PI3K/AKT пътя. Изследване и лечение на рака на гърдата 2020; 182 (1): 21-33. DOI: 10.1007/s10549-020-05673-8

21. Алдубаян М.А. Проантоцианидинът от гроздови семки облекчава оксидативния стрес и апоптозата, участващи в черния дроб на хипертироидни мишки. Годишни изследвания и преглед по биология 2019: 1-11. DOI: 10.9734/arb/2019/v33i630138

22. Sonmez E, Bulur O, Ertugrul DT, Sahin K, Beyan E et al.Хипертиреоидизъмвлияе върху бъбречната функция. Ендокринна 2019; 65 (1): 144-148. DOI: 10.1007/s12020-019-01903-2

23. Yan M, Shu S, Guo C, Tang C, Dong Z. Стрес на ендоплазмения ретикулум при исхемична и нефротоксична острабъбрекнараняване. Анали на медицината 2018; 50 (5): 381-390. DOI: 10.1080/07853890.2018.1489142

24. Безпрозванни I, Mattson MP. Неправилно боравене с невронния калций и патогенезата на болестта на Алцхаймер. Тенденции в невронауките 2008; 31 (9): 454-463. DOI: 10.1016/j.tins.2008.06.005

25. Dickhout JG, Carlisle RE, Austin RC. Взаимовръзката между сърдечна хипертрофия, сърдечна недостатъчност и хронично бъбречно заболяване: стрес на ендоплазмения ретикулум като медиатор на патогенезата. Circulation Research 2011; 108 (5): 629-642. DOI: 10.1161/circresaha.110.226803

26. Wu J, Zhang R, Torreggiani M, Ting A, Xiong H et al. Индукцията на диабет при възрастни C57B6 мишки води до тежка нефропатия: връзка с оксидативен стрес, стрес на ендоплазмения ретикулум и възпаление. The American Journal of Pathology 2010; 176 (5): 2163-2176. DOI: 10.2353/ajpath.2010.090386

27. Cybulsky AV. Стрес на ендоплазмения ретикулум при протеинурично бъбречно заболяване.БъбрекМеждународен 2010; 77 (3): 187-193. DOI: 10.1038/ki.2009.389

28. Lorz C, Justo P, Sanz A, Subira D, Egido J et al. Индуцирано от парацетамолин бъбречно тубулно увреждане: роля за ER стрес. Вестник на Американското дружество по нефрология 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. Участие на стреса на ендоплазмения ретикулум (ER) в увреждане на подоцитите, предизвикано от прекомерно натрупване на протеин.БъбрекМеждународен 2005; 68 (6): 2639-2650. DOI: 10.1111/j.1523-1755.2005.00736.x

30. Yoshida H. ER стрес и заболявания. The FEBS Journal 2007; 274 (3): 630-658. DOI: 10.1111/j.1742-4658.2007.05639.x

31. Несин В, Циокас Л. TRPC1. В: Nilius B, Flockerzi V (редактори). Катионни канали на преходния рецепторен потенциал (TRP) на бозайници. 24-то изд. Берлин, Хайделберг, Германия: Springer; 2014. стр. 15-51.

32. He F, Peng F, Xia X, Zhao C, Luo Q et al. MiR-135a насърчава бъбречната фиброза при диабетна нефропатия чрез регулиране на 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. Индуцираният от невротоксин ER стрес в миши допаминергични неврони включва регулиране надолу на TRPC1 и инхибиране на AKT/mTOR сигнализиране. Вестник за клинични изследвания 2012; 122 (4): 1354-1367. DOI: 10.1172/JCI61332

34. Li J, Wu W, Zhao M, Liu X. Участие на TRPC1 в индуцирана от Nampt кардиомиоцитна хипертрофия чрез активиране на ER стрес. Клетъчна и молекулярна биология 2017; 63 (4): 33-37. DOI: 10.14715/CMB/2017.63.4.6