bgезик
Начало / знание / Съдържание

знание

Част 1: Дефицитът на DHHC21 отслабва бъбречната дисфункция по време на септично нараняване

May 10, 2022

За повече информация. контактtina.xiang@wecistanche.com

Септичните увреждания често прогресират до множествена органна дисфункция, служейки като водеща причина за смъртност в отделенията за интензивно лечение.Бъбрециса един от най-податливите органи на септично увреждане. Пациентите с бъбречна дисфункция, предизвикана от септично увреждане, са склонни да имат продължителен болничен престой, по-лоши резултати и значително по-висока смъртност. Патогенезата на свързаната със септичното увреждане бъбречна дисфункция е сложен и многофакторен процес; един преобладаващ механизъм при бъбречна съдова дисфункция3-5. Изследвания на пациенти и големи животни със септични увреждания, причинени отбъбречна дисфункцияпоказват значително повишено бъбречно съдово съпротивление, което допринася за намален бъбречен кръвоток (RBF) при септично увреждане-9. Това намаление на RBF е потвърдено при пациенти със сепсис с бъбречно увреждане, като се използват различни техники, включително бъбречен доплер, термодилуция и фазово-контрастно магнитно резонансно изображение. Регионалната исхемия и хипоксия, причинени от недостатъчна перфузия на бъбречната тъкан, могат да доведат до нарушена гломерулна филтрация, съчетана със смърт на тубулни епителни клетки, което води до бъбречна дисфункция12-14.

ЕхинакозидиVerbascumса две мономерни молекули, признати за най-полезни за човешкото тяло от страни по целия свят, докато ехинакозидът и вербаскозидът в Cistanche са разновидностите с най-високо съдържание в Cistanche. В допълнение,Цистанчесъщо така съдържа голям брой аминокиселини, цистин, витамини и минерали са редки хранителни и подхранващи съставки, които имат голям тонизиращ ефект върху мъжките бъбреци, тестисите, пениса, кавернозното тяло и други полови органи и могат също така ефективно да подобрят сперматозоидите подвижност и качество.

effects of cistanche dht：relieve adrenal fatigue

Кликнете, за да научите за какво се използва цистанче

Механизмите, отговорни за хипоперфузията на бъбречната тъкан при септично увреждане, все още не са напълно изяснени. Протеиновото палмитоилиране, ковалентното прикрепване на {{0}}въглеродна палмитинова киселина към цистеиновия остатък(и) на протеин, наскоро беше признато за нов регулатор на съдовата функция15,16. Прикрепеният палмитат повишава хидрофобността на модифицираните протеини в кръвоносните съдове и влияе върху тяхната локализация, стабилност и конформация, като по този начин регулира много аспекти на съдовата функция на посттранслационно ниво /1. Тази обратима модификация се катализира от семейство палмитоил ацилтрансферази (PATs), съдържащи Asp-His-His-Cys(DHHC) мотив 0.21. Досега 23 PAT-DHHCs са идентифицирани при хора 21. Скорошни проучвания съобщават за участието на PAT-DHHC в хемодинамичната регулация, периферните артериални заболявания ивъзпаление-предизвикано съдово увреждане15,1622; обаче липсва информация относно ролята на PATs в регулиранетобъбречна съдова функцияпри септично нараняване.

PAT-DHHC21, за разлика от повечето други DHHC, се експресира върху плазмената мембрана, което прави възможно DHHC21 да регулира дейностите на рецепторите на клетъчната повърхност в кръвоносните съдове 8, 23. Нашите предишни открития показват, че функционалният дефицит на DHHC21 демонстрира ползи за оцеляване при животни със септично увреждане2. Освен това, скорошно проучване показва, че DHHC21 регулира съдовия тонус чрез палмитоилиране на съдовия l-адренергичен рецептор (alAR), седем-трансмембранен G протеин-свързан рецептор (GPCR), който индуцира контракция на гладката мускулатура5. Съобщава се за повишено освобождаване на ендогенен alAR агонист норепинефрин при пациенти със септично увреждане, което допринася за интраренална вазоконстрикция и тъканна хипоперфузия24. Норепинефринът също се използва като вазопресор от първа линия за лечение на септичен шок, който може допълнително да увеличи регионалната исхемия в бъбреците 12,25. Следователно, в това проучване използвахме мишки с дефицит на DHHC21- (Zdhhc21dep/de) и тествахме хипотезата, че DHHC21 допринася за бъбречна дисфункция и увреждане на тъканите при септично увреждане чрез насърчаване на зависима от alAR палмитоилация бъбречна вазоконстрикция и тъканна хипоперфузия. Нашите констатации показват, че Zdhhc21dep/deP мишки са по-устойчиви на индуцирана от септично увреждане бъбречна дисфункция и структурно увреждане. Загубата на функция на DHHC21 подобрява бъбречната перфузия и RBF чрез инхибиране на палмитоилирането на lAR и неговата способност да медиира бъбречната вазоконстрикция. По този начин, ние предлагаме DHHC21 като нов медиатор на индуцирана от септично увреждане бъбречна дисфункция чрез механизми, включващи alAR палмитоилиране и свързана с alAR активиране хипоперфузия на бъбречната тъкан.

bioflavonoids prvt cardiovascular cerebrovascular disease

Резултати

Загубата на функция на DHHC21 намалява бъбречната дисфункция при септично увреждане. Zdhhc21dep/de мишки бяха използвани за изследване на ролята на PAT-DHHC21 при бъбречна дисфункция по време на септично увреждане. Функционалният дефицит на DHHC21 при Zdhhc21deplde мишки се дължи на делеция от 3 bp в екзон 7 на Zdhhc21 гена, което води до загуба на единична аминокиселина фенилаланин(F) на позиция 2332. Подробна информация за генотипа и фенотипа на Zdhhc21dep/мишки е представени в допълнителна фигура S1.

Representative MSOT images showing the clearance of IRDye800CW from mouse kidneys. IRDye800CW (60 nM dissolved in 0.9% saline) was injected intravenously into WT mice 24 h afer sham operation. Te clearance/movement of IRDye800CW (green) in the cross section of the right kidney (white square) was recorded. ROIs in cortex and medulla/pelvis region of the kidney are delineated in red and blue, respectively. Representative images of 28 mice (n=7 in each group). Te green bar represents the scale for the mean pixel intensity of the IRDye800CW signal.

Сравнихме бъбречната екскреция между WT и Zdhhc21dep/der мишки, използвайки нова и минимално инвазивна техника за изобразяване, мултиспектрална оптоакустична томография (MSOT). MSOT разчита на фотоакустичния ефект и открива ултразвуковите сигнали, произведени от термичното разширение на тъкани/молекули, когато се възбуждат от близки инфрачервени (NIR,680-950 nm) лазерни импулси27, NIR багрило IRDye800CW, което се екскретира изключително от бъбреците282 , се инжектира интравенозно 24 часа след фиктивната процедура и CLP-индуцирано септично увреждане. Както е показано на фиг.1, записът в реално време на клирънса на IRDye800CW показа, че IRDye800CW първо се появява в областта на бъбречната кора, след това се премества към областта на медула-таза, преди бързо да се екскретира от бъбреците. Интервалът от време между пиковия интензитет на cor-tex и medulla-pelvis region (Tmax-закъснение) се определя въз основа на кинетиката на клирънса на IRDye800CW, както е показано на Фиг. 2а. По-голямото забавяне на Tmax показва, че IRDye800CW отнема повече време за преминаване от кората на мозъка към областта на медула-таза, което предполага нарушена бъбречна екскреция30. Загубата на функция на DHHC21 не показва значителен ефект върху бъбречната екскреция при фиктивни контроли; въпреки това, предизвиканото от септично увреждане увеличение на Tmax-забавянето е силно инхибирано при Zdhhc21dep/deP мишки (Фиг. 2b).

Septic injury-induced delay in renal clearance of IRDye800CW is signifcantly attenuated in Zdhhc21dep/dep mice. (a) Representative IRDye800CW clearance kinetics of the cortex (red) and medulla/pelvis region (blue). Tmax-delay is the interval between the peaks of pixel intensity in cortex and medulla/pelvis region. (b) DHHC21 functional defciency attenuates septic injury-induced increase in Tmax-delay. Results represent mean±SEM. n=7, *p≤0.05 versus WT+Sham, #p≤0.05 versus WT+CLP.


Функционалният дефицит на DHHC21 отслабва бъбречно увреждане, предизвикано от септично увреждане. След това извършихме периодично Acid-Schiff оцветяване, за да визуализираме структурното увреждане на бъбреците при WT и Zdhhc21d/deP мишки след CLP. Както е показано на Фигура, 3a, септичното увреждане доведе до тежко увреждане на бъбречната тъкан, включително гломерулна аномалия, загуба на границата на четката в проксималния тубул вакуолизиране на тубулен епител, отделяне/некроза на тубулни клетки и неутрофилна инфилтрация; обаче, тези морфологични изменения са отслабени при Zdhhc21depide мишки. Количественият анализ показа, че септичното увреждане е довело до значително повишен резултат от бъбречно увреждане, което е силно инхибирано от загубата на функция на DHHC21 (фиг. 3b). Нивата на циркулиращия креатинин и уреен азот в кръвта (BUN) също бяха измерени като индикатори за бъбречна дисфункция. В съответствие с хистологичните резултати, септичното увреждане значително повишава плазмените нива на креатинин и BUN при WT мишки; обаче, тези промени бяха облекчени при Zdhhc21dep/deP мишки (фиг. 3c, d).

Zdhhc21dep/dep mice are resistant to septic injury-induced kidney damage. (a) Representative images of Periodic Acid-Schif-stained renal tissue collected 24 h afer septic injury induction. Pathological alterations are indicated by arrows with diferent colors: brush border loss (blue), tubular cell detachment (red), neutrophil infltration (black). Images are representative of 5 mice. (b) Mice with DHHC21 loss-of-function display a reduced renal injury score than WT mice afer septic injury. n=5 independent experiments; 5 views per animal were imaged and analyzed. (c) Te level of circulating creatinine. Mouse plasma was collected 24 h afer CLP-induced septic injury. n=12. (d) Te level of blood urea nitrogen 24 h afer septic injury. n=11. Results represent mean±SEM. *p≤0.05 versus WT+Sham, #p≤0.05 versus WT+CLP.

Ние също сравнихме нивата на циркулиращи цитокини в WT и Zdhhc21dep/de мишки след фалшиво и септично нараняване. Анализът на цитокиновия масив разкрива, че CLP води до повишено производство на цитокини като интерлевкин-1(IL-1), IL-6 и TNF-a както при WT, така и при Zdhhc21dep/de?мишки; ветеринарен лекар, няма забележителни разлики в цитокиновите профили между двата щама на мишки след CLP (допълнителна фигура S2). Тези данни показват, че защитните ефекти на функционалния дефицит на DHHC21 върху бъбречната функция по време на септично увреждане не се дължат на инхибиране на производството на провъзпалителни цитокини.

effects of cistanche root：improve kidney function6

Функционалният дефицит на DHHC21 предотвратява намаляването на бъбречната перфузия и насищането с кислород по време на септично увреждане. Предвид факта, че хипоперфузията на бъбречната тъкан е основна причина за бъбречна дисфункция по време на септично увреждане, ние сравнихме бъбречната перфузия между WT и Zdhhc21dep/aeP мишки след септично увреждане, използвайки MSOT. В много проучвания се съобщава, че откриването на присъщ NIR светлинно-абсорбиращ хемоглобин чрез MSOT е надеждна техника за измерване на перфузията на органи 1,3. Както е показано на Фиг. 4a, b, интензитетът на общия хемоглобин е значително намален в бъбреците на WT мишки след CLP в сравнение с фиктивните контроли. Това намаление беше значително отслабено от функционален дефицит на DHHC21, което предполага по-добре запазена бъбречна перфузия при Zdh-hc21dep/de мишки след септично увреждане. След това разграничихме оксигенирания и деоксигенирания хемоглобин въз основа на техните отличителни спектри и изчислихме насищането с кислород на бъбречната тъкан. След 24 часа CLP, WT мишки показват забележително по-малко кислороден хемоглобин, но по-голям деоксигениран хемоглобин в бъбреците, отколкото симулативно оперираните мишки, докато тези отговори са подобрени при Zdhhc21depMdeP мишки (фиг. 4c). Последователно, количествените данни на Фиг. 4d показват, че Zdhhc21dp/de мишките са по-устойчиви на индуцирано от септично увреждане намаляване на бъбречната сатурация с кислород.


DHHC21 functional defciency prevents the reduction of renal perfusion and renal oxygen saturation afer septic injury. (a) Representative MSOT images showing the intensity of total hemoglobin in kidneys. MSOT images are pseudo-colored with hot-color scale. (b) Higher signal intensity of total hemoglobin is observed in kidneys of Zdhhc21dep/dep mice than WT ones afer septic injury. n=9. (c) Reconstructed MSOT images indicate the distribution of oxygenated hemoglobin (red) and deoxygenated hemoglobin (blue) in kidney cross sections 24 h afer CLP induction. (d) Zdhhc21dep/dep mice display higher level of renal SO2 compared to WT mice afer septic injury. ROIs are drawn around right kidneys. n=8. Results represent mean±SEM. *p≤0.05 versus WT+Sham, #p≤0.05 versus WT+CLP.

Функционалният дефицит на DHHC21 намалява 1AR палмитоилирането и инхибира 1AR-медиираното активиране на сигналния път и вазоконстрикцията. За да изследваме механизма, чрез който DHHC21 регулира RBF и перфузията на бъбречната тъкан, ние определихме ролите на DHHC21 в палмитоилирането и функцията на alAR. И DHHC21, и alAR са локализирани в плазмената мембрана, което позволява на DHHC21 динамично да взаимодейства с alAR. Освен това, по-рано се съобщава, че al AR ко-имунопреципитира с DHHC21, което показва тяхното директно свързващо взаимодействие15. Ние сравнихме нивата на alARpalmitoyation в бъбречните артерии на WT и Zdhhc214plde мишки след CLP, използвайки улавяне, подпомогнато от смола (RAC, допълнителна фигура S3). Както е показано на Фиг.6а, септичното увреждане води до драматично увеличение на lARпалмитоилирането в бъбречните артерии на WT мишки. което е значително намалено при Zdhthc21P мишки. Освен това, ние оценихме фосфорилирането на извънклетъчна сигнално-регулирана киназа (ERK), сигнализиращо събитие надолу по веригата на активиране на alAR, в бъбречните артерии на WT и Zdhhc214pideP мишки след септично увреждане. Нивото на фосфорилиран ERK беше значително повишено от CLP в бъбречните артерии на WT мишки; този отговор беше намален от загуба на функция на DHHC21 (фиг.6b).

DHHC21 loss-of-function attenuates septic injury-induced reduction in renal blood fow. (a,b) Representative recordings of RBF (a) and MAP (b) in diferent groups 24 h afer septic injury. Images are representative of 8 mice. (c) Te reduced RBF in WT mice upon septic injury is rescued in Zdhhc21dep/dep mice. n=8 (d) No signifcant diference in MAP is observed between WT and Zdhhc21dep/dep mice upon septic injury. n=8. Results represent mean±SEM. *p≤0.05 versus WT+Sham, #p≤0.05 versus WT+CLP.

cistanche herb benefits：improve kidney function2

В опит да оценим допълнително функционалните въздействия на DHHC21 върху lAR-медиираната вазоконстрикция, ние изолирахме бъбречни артерии от WT и Zdhhc214pideP мишки и предизвикахме съдовете с фенилефрин, lAR агонист. Данните от нашата телена миография не показват значителна разлика в индуцираните от висок калий (60 mM) вазоконстрикции между WT бъбречните артерии и Zdhhc214evae бъбречните артерии (допълнителна фигура S4a); все пак бъбречните артерии, изолирани от Zdhhc21dd мишки, показват значително намаляване на индуцираната от фенилефрин вазоконстрикция в сравнение с тези на WT мишки (фиг. 6c, d). Тези резултати предполагат критичната роля на DHHC21-медиирана lAR палмитоилация в a1AR сигнализиращо активиране и lAR-медиирана вазоконстрикция.

DHHC21 catalyzes α1AR palmitoylation and contributes to α1AR-mediated signaling pathway activation and vasoconstriction. (a) Te level of palmitoylated α1AR in renal arteries. Palmitoylated proteins were isolated by RAC in the presence of hydroxylamine and then analyzed via immunoblotting for α1AR. Blots are representative of 8 independent experiments; renal arteries from 12 mice were pooled for each independent immunoblot analysis. Band intensity is quantifed and normalized to control. Full-length blots are presented in Supplementary Fig. S5a. (b) Septic injury-induced ERK activation is inhibited in Zdhhc21dep/dep mice. Te band intensity of phosphorylated ERK is normalized to that of total ERK. n=9. *p≤0.05 versus WT+Sham, #p≤0.05 versus WT+CLP. Full-length blots are presented in Supplementary Fig. S5b. (c) Representative myograph recordings of WT and Zdhhc21dep/dep renal arteries. KPSS represents 60 mM potassium physiological saline solution; W represents wash. (d) Myograph results show that renal arteries of Zdhhc21dep/dep mice exhibit reduced tension compared to those of WT mice upon phenylephrine challenge. Results represent mean±SEM. n=9 mice. One artery per animal was used. *p≤0.05 versus WT.

Последователни открития са наблюдавани в малки артерии, изолирани от жизнеспособни човешки бъбреци. Нашите имунофлуоресцентни изображения показаха доказателства за ко-локализация на DHHC21 и alAR в човешки бъбречни артерии (Фигура, 7а). Инхибиторът на PAT 2-бромопалмитат (2-BP) беше приложен за блокиране на функцията на DHHC21 в малки артерии, изолирани от човешки бъбреци.2-Лечението с BP не показа ефекти върху индуцираната от висок калий вазоконстрикция (допълнителна Фиг. S4b); въпреки това,2-малките артерии, третирани с BP, показват притъпени реакции на свиване към фенилефрин в сравнение с тези, третирани с носител (фиг.7b). Колективно, горните открития показват, че DHHC21 допринася за нарушена бъбречна перфузия и функция по време на септично увреждане чрез насърчаване на alAR палмитоилиране и al AR-медиирана бъбречна вазоконстрикция.

DHHC21 co-localizes with α1AR and palmitoylation regulates the constriction of small arteries isolated from human kidneys. (a) Co-localization of DHHC21 and α1AR in the cross-section of human renal arteries. Representative images of renal arteries isolated from 3 donors. (b) Inhibition of PATs with 2-BP results in impaired α1AR-mediated vasoconstriction in small arteries isolated from human kidneys. Vehicle control or 2-BP (100 μM) was given 1 h prior to phenylephrine challenge. Small arteries are from 3 diferent donors. Results represent mean±SEM. *p≤0.05.

Може да харесаш също