Indukowane niedotlenieniem przejście nabłonka do mezenchymów w proksymalnych komórkach nabłonka kanalików poprzez MiR-545-3p–TNFSF10

Mei-Chuan Kuo ¹, Wei-An Chang ^2,3i inni

Abstrakcyjny:Niedotlenienie jest uważane za jeden z patofizjologicznych mechanizmów uszkodzenia nerek i dalszego progresji doniewydolność nerek. Przejście nabłonkowo-mezenchymalne (EMT) w kanalikach nerkowych jest krytycznym procesem zwłóknienia nerek. W badaniu tym wykorzystano analizę transkryptomu w celu zbadania indukowanej hipoksją EMT poprzez EMT modulowane mikroRNA (miRNA) w proksymalnych komórkach nabłonka kanalików (PTEC). Sekwencjonowanie RNA ujawniło, że osiem miRNA było regulowanych w górę, a trzy miRNA były regulowane w dół w PTEC hodowanych w warunkach niedotlenienia w porównaniu z normoksją. Spośród 11 miRNA, miR-545-3p ma najwyższą ekspresję w PTEC eksponowanych na hipoksję, a miR-545-3p hamuje ekspresję ligandu indukującego apoptozę związanego z czynnikiem martwicy nowotworu (TRAIL/TNFSF10). EMT wywołane niedotlenieniem w PTEC poprzez modulację miR-545-3p–TNFSF10 i TNFSF10-atenuowany EMT wynikający z niedotlenienia lub transfekcji miR-545-3p. Odkrycia te dostarczyły nowych poglądów na temat unikalnej regulacji interakcji miR-545-3p-TNFSF10 i ich potencjalnego wpływu terapeutycznego na uszkodzenie nerek wywołane niedotlenieniem.

Słowa kluczowe: niedotlenienie; miR-545-3p; TNFSF10; przejście nabłonkowo-mezenchymalne; proksymalne komórki nabłonka kanalików; analiza transkryptomu

Kontakt:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

korzyści z cistanche na pustyni: poprawiają pracę nerek i łagodzą uszkodzenia nerek

1. Wstęp

Choroba nerekjest globalnym problemem zdrowotnym, który zwiększa zachorowalność i śmiertelność oraz dodatkowo pogłębia duże obciążenia finansowe na całym świecie. Zwłóknienie nerki jest oznaką słabej progresji różnych chorób nerek, prowadzącej do schyłkowej choroby nerek [1].

Niedotlenienie odgrywa kluczową rolę wtkanka nerkowa urazi dalsza progresja do zwłóknienia nerek [2]. Niedotlenienie jest silnym regulatorem wielu procesów komórkowych, w tym metabolizmu, wzrostu i przeżycia komórek poprzez mechanizmy wykrywania tlenu [3]. W odpowiedziach transkrypcyjnych na niedobór tlenu pośredniczą głównie czynniki indukowane niedotlenieniem (HIF), które działają podczas prawidłowego rozwoju oraz w procesach patologicznych w związku ze zmniejszoną dostępnością tlenu [4]. Przewlekła hipoksja może wywołać reakcję uszkodzenia nerek i spowodować nieodwracalną transformację fenotypową w komórkach nabłonka kanalików, wywołując zwłóknienie nerek [5,6]. Przejście nabłonkowo-mezenchymalne (EMT) jest krytycznym procesem włóknienia nerek, w wyniku którego komórki nabłonkowe tracą swoje cechy nabłonkowe i nabywają cechy mezenchymalne [7,8]. Aktywacja sygnalizacji HIF w komórkach nabłonka nerki może promować fibrogenezę poprzez ułatwienie EMT [9]. Zmiana poziomu tlenu i aktywacja sygnalizacji niedotlenienia poprzez HIF stają się ważnymi wyzwalaczami i modulatorami EMT [10]. Jednak mechanizmy molekularne leżące u podstaw indukujących hipoksję EMT i zwłóknienia w nerkach nie są w pełni poznane.

MikroRNA (miRNA), jako potranskrypcyjne czynniki regulacyjne, uważane są za silne regulatory ekspresji genów i fenotypów komórkowych. Coraz więcej dowodów wskazuje, że hipoksja moduluje biogenezę i aktywność miRNA [11]. Niektóre badania donoszą o różnej ekspresji miRNA i ich wpływie na rozwój EMT i zwłóknienie nerek w warunkach niedotlenienia [12–14]. Du i in. zasugerował, że regulacja w dół miR-34a promowała EMT w komórkach nabłonka kanalików [13]. Xie i in. wykazali, że regulacja w górę miR-155 spowodowała zwłóknienie w kanalikach proksymalnych [14]. Jednak to, czy miRNA pośredniczą w patogenetycznym szlaku sygnalizacyjnym wywołanej hipoksją EMT w komórkach nabłonka proksymalnego kanalika (PTEC) nie zostało dobrze zbadane za pomocą analizy transkryptomu.

Dlatego w tym badaniu zastosowaliśmy analizę sekwencjonowania małych RNA PTEC w warunkach normoksji i hipoksji, aby zbadać potencjalne mechanizmy regulacji szlaków sygnałowych uszkodzenia nerek, w których pośredniczy hipoksja.

cistanche tcmjest dobry w chorobie naczyniówki nerek

2. Materiały i metody

2.1. Obserwacja hodowli komórek i morfologii

Ludzkie PTEC (ATCC PCS{{0}}) hodowano w pożywce podstawowej z komórek nabłonka nerek (ATCC PCS400030™) z dodatkiem 0,5% płodowej surowicy bydlęcej (FBS), zgodnie z sugestią producenta. Komórki HK-2 zakupiono z American Type Culture Collection (Manassas, VA, USA). Komórki HK-2 hodowano w keratynocytach-SFM (GIBCO) z dodatkiem 2 procent FBS. Komórki hodowano w warunkach normoksji (O2, 21 procent) i hipoksji (O2, 1%).

Charakterystykę EMT w ludzkich PTEC zidentyfikowano przez seryjne obserwacje ich zmian morfologicznych za pomocą mikroskopii świetlnej (Nikon ECLIPSE TE20000-S, Nikon, Tokio, Japonia).

2.2. Analiza Western Blot

Całkowite białko komórek HK-2 ekstrahowano przy użyciu buforu do lizy RIPA (test radioimmunoprecypitacji) (EMD Millipore, Burlington, MA, USA). Zdenaturowane białko zostało oddzielone przez 9–11 procent elektroforezy SDS-PAGE, a następnie przeniesione na membranę PVDF po zablokowaniu i immunoblottingu przez specyficzne przeciwciała pierwszorzędowe i drugorzędowe.

Przeciwciała przeciwko HIF-1 (Katalog #nb100-105, Novus), HIF-2 (Katalog #7096s, Sygnalizacja komórkowa), N-kadheryna (Katalog #610921, BD Biosciences), wimentyna ( Wykorzystano katalog #550513, BD Biosciences), E-kadherynę (Katalog #610182, BD Biosciences), ślimak (Katalog #9585s, Cell Signaling) i GAPDH (Katalog #MAB374, EMD Millipore). Sygnały blotów wychwytywano przy użyciu systemu Proteinsimple plus Fluorchem Q (Alpha Innotech, San Leandro, CA, USA). Densytometrię blotów obliczono stosując oprogramowanie Image J (Bethesda, MD, USA).

2.3. Sekwencjonowanie małych RNA

HK-2 cells were cultured under hypoxia or normoxia conditions for 48 h. NGS was performed to examine the miRNA profiles of HK-2 cells. Trizol® Reagent (Invitrogen, Waltham, MA, USA) was utilized to extract total RNA from the harvested cells, which were isolated for further RNA preparation and small RNA-seq by Welgene Biotechnology Company (Welgene, Taipei, Taiwan). The quality of the extracted RNA was evaluated by an RNA integrity number (RIN), which was measured using an Agilent Bioanalyzer (Agilent Technology, Santa Clara, CA, USA). Samples were prepared to manufacture the small RNA library and then to execute deep sequencing by the Illumina sample preparation kit. PCR amplification was performed to ligate total RNA with 30 and 50 adaptors and to reverse￾transcription into cDNA. cDNA constructs were separated using 6% polyacrylamide gel Biomolecules 2021, 11, 1032 3 of 14 electrophoreses, and 18–40 nucleotide RNA fragments (140–155 nucleotide in length with both adapters) were extracted. The sequencing of the libraries was performed using an Illumina GAIIx instrument (50 cycle single read) and then the results were processed by the Illumina software. The differentially expressed miRNAs between HK-2 cells treated with normoxia or hypoxia were defined at >2-fold change and >10 odczytów na milion.

2.4. Dostępność danych

Dane sekwencjonowania RNA wygenerowane w tej publikacji zostały zdeponowane w GEO pod numerem dostępu GSE178810.

2.5. Izolacja RNA, odwrotna transkrypcja i ilościowa reakcja PCR w czasie rzeczywistym (Q-PCR)

Całkowity RNA z komórek hodowanych w warunkach normoksji lub hipoksji lub leczonych inhibitorem HIF-1 (CAY10585, (3-(2-(4-Adamantan-1-yl-fenoksy Ester metylowy kwasu )-acetyloamino)-4-hydroksybenzoesowego) przez 48 godzin (10 uM, katalog #400092, Calbiochem) izolowano odpowiednio przy użyciu odczynnika TRIzol i TRIzolLS (Life Technologies), miRNA poddano odwrotnej transkrypcji przy użyciu Mir-X ™ miRNA First-Strand Synthesis Kit (Katalog #638313 Takara, Japonia) Do analizy ilościowego miRNA zastosowano SYBR Green za pomocą systemu QuantStudio 3Q-PCR (ThermoFisher Scientific, Foster City, CA, USA) Względne poziomy ekspresji miRNA a RNA w komórkach znormalizowano odpowiednio do kontroli wewnętrznej U6 lub GAPDH. Względne ekspresje przedstawiono przy użyciu metody 2-∆∆Ct. Zastosowane startery wymieniono w Tabeli S1.

2.6. Narzędzia analizy bioinformatycznej

Cele określonych miRNA zostały przewidziane przy użyciu dwóch stron bioinformatycznych, baz danych miRmap [15] i TargetScan [16], które mogą dostarczać przewidywania celów miRNA dla różnych organizmów. Zarówno oprogramowanie miRmap, jak i TargetScan klasyfikuje potencjalne specyficzne cele miRNA i wskazuje siłę represji celu miRNA na podstawie wyników miRmap i percentyli wyniku Context plus plus [17].

Funkcje biologiczne wybranych docelowych miRNA analizowano za pomocą oprogramowania IPA (Ingenuity Systems, Redwood City, CA, USA), które zapewnia „analizę rdzenia” genów/białek. Kanoniczne listy ścieżek, sieci i toksyczności uzyskane z analizy rdzeniowej mogą być wykorzystane do identyfikacji potencjalnej patogenezy genów/białek [18].

2.7. Transfekcja przejściowa

Naśladowca miR-545-3p (200 nM) i miR-negatywna kontrola naśladowcy (miR-NC, 200 nM) (GE Healthcare, USA) transfekowano do komórek przy użyciu odczynnika do transfekcji Lipofectamine™ RNAiMAX (Katalog #13778075 , ThermoFisher Scientific, USA) zgodnie z protokołami producenta. Sekwencja zastosowanych naśladowców miR-545-3p jest wymieniona w Tabeli Uzupełniającej S1.

2.8. Test immunoenzymatyczny (ELISA)

Stężenia TNFSF10 w supernatantach komórek HK-2 hodowanych w normoksji, hipoksji lub po transfekcji miR-545-3p naśladowcą w warunkach hipoksji przez 48 godzin mierzono za pomocą dostępnego w handlu zestawu Quantikine1 ELISA ( Katalog #DTRL00, R&D Systems) zgodnie z instrukcją producenta, jak poprzednio

opisane.

2.9. Analiza statystyczna

Zmienne ciągłe wyrażono odpowiednio jako średnią ± błąd standardowy średniej (SEM) lub medianę (percentyl 25. i 75.), natomiast zmienne kategoryczne wyrażono w procentach. Korelację między zmiennymi ciągłymi zbadano metodą korelacji Spearmana. Istotność różnic w zmiennych ciągłych między grupami testowano za pomocą testu t-Studenta lub jednokierunkowej analizy wariancji (ANOVA), a następnie testu post hoc skorygowanego odpowiednio poprawką Tukeya. Statystyczne biomolekuły 2021, 11, 1032 4 z 14 analiz przeprowadzono stosując GraphPad Prism 5.0 (GraphPad Software Inc., San Diego, CA, USA). Istotność statystyczną ustalono na dwustronnej wartości p<>

proszek z ziół costanchema dobre działanie naprawcze nauszkodzenie nerek

3. Wyniki

3.1. Niedotlenienie wywołuje EMT w PTEC

Istnieją doniesienia, że ​​niedotlenienie uczestniczy w patofizjologicznych mechanizmachuszkodzenie nerek[9]. Aby zbadać zmiany fenotypowe ludzkich komórek nerkowych PTEC (RPTEC) i HK-2 w warunkach niedotlenienia, komórki hodowano w warunkach normoksji (O2, 21%) i niedotlenienia (O2, 1%) przez 48 godzin. Odkryliśmy, że ekspresja HIF-1 i HIF-2 była podwyższona w komórkach RPTEC i HK-2 w warunkach niedotlenienia przez 6 godzin (Rysunek 1A). Zaobserwowano morfologię komórek i zmieniono z okrągłego kształtu na wydłużony i ruchliwy fenotyp w warunkach hipoksji w porównaniu z warunkami normoksji (Figura 1B).

Do oceny EMT w PTEC w warunkach normoksji lub hipoksji wykorzystano Western blot. Niedotlenienie podwyższało ekspresję N-kadheryny i wimentyny oraz zmniejszało ekspresję E-kadheryny w ludzkich komórkach PTEC (Figura 1C) i HK-2 (Figura 1D) po 48-h okresie inkubacji. Dlatego niedotlenienie powoduje EMT w PTEC.

3.2. Identyfikacja miR-545-3p uczestniczącego w indukowanym hipoksją EMT w PTEC

Schemat blokowy eksploracji potencjalnych miRNA indukowanych przez hipoksję pokazano na Figurze 2A. Profil małych RNA z komórek HK-2 hodowanych w normoksji lub hipoksji przez 24 godziny został wyprofilowany przez NGS. Dwadzieścia jeden miRNA ze znaczącą 2-krotną zmianą znaleziono w komórkach HK-2 narażonych na niedotlenienie w porównaniu z komórkami hodowanymi w normoksji.

Spośród 21 miRNA, 10 miRNA było regulowanych w górę, a 11 miRNA było regulowanych w dół. Po wykluczeniu miRNA z nieprzetworzonym odczytem liczby mniejszej lub równej 10, 11 znaczących miRNA (8 podwyższonych i 3 obniżone w warunkach hipoksji) zostało wyświetlonych przez mapowanie cieplne (Figura 2B i Tabela S1). Użyliśmy RT-Q-PCR do walidacji ekspresji tych miRNA w dwóch modelach in vitro, w tym ludzkich komórkach RPTEC i HK-2 w warunkach normoksji i hipoksji. Spośród 11 miRNA, miR-190a-3p i miR-1277-3p nie mogły zostać wykryte przez qT-PCR, a niespójna ekspresja miR-1269a, miR{ Znaleziono {18}}p, miR- 33b-5p, miR-33a-5p i miR-219a-5p w ludzkich komórkach PTEC i HK-2 po leczeniu niedotlenieniem (ryc. 2C-G). Poziomy miR-1266-5p, miR-4474-3p i miR-5579-3p były obniżone zarówno w ludzkich komórkach PTEC, jak i HK-2 w warunkach niedotlenienia (Rysunek 2H-J). Ekspresja miR-545-3p była nie tylko najwyższa wśród 11 miRNA w komórkach HK-2 narażonych na niedotlenienie w porównaniu z tymi leczonymi normoksją, ale również była podwyższona w ludzkich PTEC w warunkach niedotlenienia (Figura 2K). Zbadaliśmy dalej, czy HIF-1 jest zaangażowany w regulację ekspresji miR-545-3p (Rysunek S1) i stwierdziliśmy, że inhibitor HIF-1 hamuje podwyższenie miR-545-3p w HK -2 komórki indukowane przez niedotlenienie (Figura 2L). Powyższe odkrycia wskazują, że HIF-1 reguluje ekspresję miR-545-3p w kanalikach proksymalnych w warunkach niedotlenienia.

Zgodnie z najwyższą ekspresją miR-545-3p wśród 11 miRNA w komórkach HK-2 narażonych na hipoksję, patofizjologiczna funkcja potencjalnych celów opartych na miR-545-3p, z wynikiem miRmap > 90 według bazy miRmap, przeanalizowano za pomocą analizy podstawowej bazy danych IPA. Pierwsza dziesiątka kanonicznych ścieżek analizy IPA ujawniła, że ​​patofizjologiczna funkcja miR-545-3p obejmowała regulację EMT przez czynniki wzrostu (ryc. 3A). Analiza listy toksyn wykazała, że ​​miR-545-3p był skorelowany z uszkodzeniem nerek i odpowiedzią na stres oksydacyjny (Rysunek 3B). Na podstawie wyników analizy bioinformatycznej hipoksja może indukować EMT w PTEC poprzez modulację miR-545-3p.

Ponadto analiza sieciowa potencjalnych celów miR-545-3p wykazała, że ​​miR-545-3p i TNFSF10, jako cele regulowane przez miR-545-3p, były również zaangażowane w proliferację komórkową i cykl (tabela 3).

miRmap i TargetScan (wersja 7.1) wykorzystano do przeprowadzenia prognoz bioinformatycznych, które wskazywały, że 3/UTR TNFSF10 zawierał docelową sekwencję zarodkową dla wiązania miR-545-3p. Probabilistyczne wyniki mipmapy wskazują prawdopodobieństwo przewidywanych genów docelowych miR-545-3p (Figura 3C). Zachowana gatunkowo sekwencja nasion miR-545-3p w 3/UTR TRAIL jest pokazana na Figurze 3D. Traktowanie hipoksji zmniejszyło poziom mRNA TNFSF10 w ludzkich komórkach PTEC (Figura 3E) i HK-2 (Figura 3F). Poza tym, obniżony poziom mRNA TNFSF10 stwierdzono w supernatantach pochodzących z komórek HK-2 w warunkach niedotlenienia w porównaniu z normoksją (Figura 3G). Ponadto transfekcja miR-545-3p naśladowała zmniejszenie ekspresji mRNA TNFSF10 w supernatancie komórek HK-2 (Figura 3H). Inhibitor HIF-1 odwracał zmniejszoną ekspresję mRNA TNFSF10 w komórkach HK-2 indukowaną przez niedotlenienie (Figura 3I). Zatem niedotlenienie regulowało ekspresję miR-545, co z kolei zmniejszało ekspresję TNFSF10, a HIF-1 może modulować szlak miR-545-3p–TNFSF10.

3.4. Niedotlenienie indukuje EMT w komórkach HK przez modulację miR-545-3p–TNFSF10

Aby ocenić, czy miR-545-3p modulował EMT indukujące hipoksję w kanaliku proksymalnym, oceniliśmy efekty biologiczne miR-545-3p i TNFSF10 w komórkach HK-2. Po pierwsze, traktowanie TNFSF10 (20 ng/ml) nie wpłynęło na żywotność komórek HK-2 (Figura 4A). Następnie zbadaliśmy ekspresję nagich ślimaków jako jednego z czynników transkrypcyjnych regulujących EMT. Ekspresja ślimaka była zwiększona w komórkach HK-2 po transfekcji miR-545-3p (Figura 4B) i była tłumiona w komórkach HK-2 traktowanych TNFSF10 (Figura 4C) w warunkach normoksji. Po transfekcji naśladowcy miR-545-3p, ekspresja E-kadheryny była obniżona, a ekspresja N-kadheryny i wimentyny była podwyższona w komórkach HK-2 w warunkach normoksji (Figura 4D). Jednak TNFSF10 odwrócił wpływ miR-545-3p na indukcję EMT w komórkach HK-2. Ponadto, leczenie TNFSF10 (20 ng/ml) zapobiegało regulacji w dół E-kadheryny i hamowało regulację w górę N-kadheryny i wimentyny oraz odwracało EMT w komórkach HK-2 wywołane niedotlenieniem w komórkach HK-2 (Figura 4E). Odkrycia te oznaczają, że niedotlenienie przyczyniło się do EMT w PTEC poprzez modulację szlaku miR-545-3p–TNFSF10, a TNFSF10 mógł osłabiać EMT w PTEC wywołane niedotlenieniem i miR-545-3p.

4. Dyskusja

Niedotlenienie powoduje dysfunkcję morfologiczną i patofizjologicznąnerka, co prowadzi do szybkiego spadkufunkcja nerki[16]. W badaniu tym wykorzystano analizę transkryptomu w celu zbadania potencjalnych miRNA uczestniczących w indukowanym hipoksją procesie EMT w PTEC i wykazano, że miR-545-3p był regulowany w górę w PTEC leczonych hipoksją, a HIF-1 modulował miR{{ 4}}p i wyrażenie TNFSF10. Regulacja w górę miR-545-3p doprowadziła do EMT w PTEC pod hipoksją. Ponadto TNFSF10 złagodził EMT u pacjentów z PTEC leczonych hipoksją. Dlatego uzyskaliśmy nowe spostrzeżenia, realizując unikalną regulację miR-545-3p–TNFSF10, na podstawie której możemy interpretować progresję choroby nerek (ryc. 5).

Nasze wyniki wykazały regulowaną przez hipoksję ekspresję miR-545-3p w kanalikach proksymalnych. Wiadomo, że miRNA odgrywają kluczową rolę w modulacji ekspresji lub aktywności genów i dalej regulują patofizjologiczne mechanizmy powstawania lub progresji chorób [19]. Wcześniejsze badania ujawniły, że miR-545 służył jako promotor guza, który regulował proliferację komórek, inwazję i migrację, co dalej prowadziło do raka wątrobowokomórkowego [20,21]. miR-545 indukował proces zapalny i przyczyniał się do marskości wątroby związanej z zapaleniem wątroby typu B poprzez celowanie w Tima-3 [22]. Odwrotnie, miR-545-3p częściowo blokował lncRNA XIST i wzmagał apoptozę mioblastów sercowych wywołaną niedotlenieniem/reoksygenacją [23]. Jednak to, czy miR-545 uczestniczy w patogenezie chorób nerek, nie jest dobrze zbadane. Kilka badań wykazało, że miR-545-3p uczestniczył w ostrym uszkodzeniu nerek związanym z sepsą [24,25]. Tan i in. donieśli, że circ_0091702 służy jako gąbka miR-545-3p do hamowania apoptozy komórek HK-2 indukowanej przez lipopolisacharyd (LPS) poprzez regulację w górę trombospondyny 2 [24]. Hu i in. odkryli, że długa niekodująca nadekspresja Cancer Susceptibility 2 łagodziła apoptozę indukowaną przez LPS w komórkach HK-2 poprzez regulację osi receptora aktywowanego przez proliferatory miR-545-3p/peroksysomów [25]. Shi i in. wykazali, że circPRKCI uratował uszkodzenie zapalne wywołane przez LPS w komórkach HK-2 poprzez tłumienie homeoboxu wiążącego miR-545/palc E-box 2 [26]. To niniejsze badanie po pierwsze wykazało wpływ miR-545-3p na wywołany niedotlenieniem EMT w nerkach. Niedotlenienie podniosło poziomy miR-545-3p, a HIF-1 regulowało ekspresję miR-545-3p w PTEC. miR-545-3p indukował podniesienie nagiego ślimaka i dalej promował EMT, w tym tłumienie ekspresji miR-545-3p E-kadheryny i wzmocnienie ekspresji N-kadheryny i wimentyny w PTEC. Zademonstrowaliśmy nowy szlak sygnałowy modulowania procesu EMT w kanalikach proksymalnych w warunkach niedotlenienia.

Doniesiono również, że niedotlenienie moduluje ekspresję TNFSF10 i proces fizjologiczny [27,28]. Kieł i in. zasugerował, że HIF-1 zwiększa apoptozę indukowaną przez TNFSF10- poprzez zwiększenie ekspresji receptora wabikowego 1 TNFSF10 (DcR1) w urazowym uszkodzeniu mózgu [27]. Harashima i in. wykazali, że HIF-2 zwiększa podatność komórek raka trzustki na TNFSF10 w warunkach hipoksji [28]. Niemniej jednak nie jest jasne, jak regulować TNFSF10 poprzez post-transkrypcję miRNA, zwłaszcza w uszkodzeniu nerek wywołanym niedotlenieniem. Nasze odkrycia dostarczają nowego wglądu w to, że niedotlenienie moduluje ekspresję TNFSF10 w kanalikach proksymalnych poprzez miR-545-3p. Niedotlenienie zwiększało poziomy miR-545-3p, co z kolei tłumiło ekspresję TNFSF10 w PTEC i ich supernatantach w celu wywołania procesu EMT. Ponadto odkryliśmy, że niedotlenienie modulowało szlak miR-545-3p–TNFSF10 w kanalikach proksymalnych poprzez HIF-1. Nie jest jednak jasne, czy HIF-2 reguluje ten szlak w nerkach w warunkach niedotlenienia. Konieczne są dalsze badania w celu zbadania wpływu podtypów czynników transkrypcyjnych HIF na regulację miR-545-3p–TNFSF10 w uszkodzeniu nerek.

Coraz więcej dowodów wskazuje, że członkowie nadrodziny TNF są aktywnie zaangażowani w patofizjologię rozwoju i progresji chorób nerek [29]. Członkowie nadrodziny TNF regulują czynności komórkowe, takie jak różnicowanie, proliferacja, martwica, apoptoza lub zwłóknienie, w zależności od różnych stadiów uszkodzenia nerek [30, 31]. TNFSF10, jako potencjalny przeciwnowotworowy środek terapeutyczny, może hamować wzrost komórek i nasilać apoptozę komórek poprzez wiązanie się z określonymi receptorami śmierci transbłonowej typu I, tym samym wspomagając skuteczność chemioterapii różnych nowotworów [29, 32]. Ostatnie badania wykazały negatywną zależność między TNFSF10 w surowicy a wynikami klinicznymi w chorobach nienowotworowych [33,34]. Jednak rola TNFSF10 w chorobach nerek nie została w pełni zbadana. Podwyższona ekspresja krążącego TRAIL została stwierdzona u pacjentów z niektórymi chorobami nerek, takimi jak cukrzycowa choroba nerek i choroba z minimalnymi zmianami [35,36]. Hamowanie TNFSF10 osłabiało uszkodzenia w modelu nerki niedokrwienno-reperfuzyjnej in vivo [37]. Odwrotnie, krążący TNFSF10 był zmniejszony u pacjentów z autosomalnie dominującą wielotorbielowatością nerek w porównaniu z osobami zdrowymi [38]. W przeciwnym razie zgłoszono również niespójny wpływ TNFSF10 na choroby nerek. W przeciwieństwie do efektu apoptotycznego na PTEC w nefropatii cukrzycowej [30], Nguyen i in. donieśli, że TNFSF10 wywierał odpowiedź zapalną i proliferację komórek w toczniowym zapaleniu nerek [39]. Te sprzeczne stwierdzenia mogą być związane z różnymi regulacjami TNFSF10 w różnych rodzajach i stadiach chorób nerek. Do chwili obecnej nadal trudno jest wnioskować o rzeczywistej roli TNFSF10 w rozwoju i progresji chorób nerek. Niniejsze badanie wykazało, że TNFSF10 nie wpływał na żywotność PTEC, co sugeruje, że nie indukował apoptozy w tym typie komórek. Nadekspresja TNFSF10 może złagodzić EMT wywołane niedotlenieniem w kanalikach proksymalnych, co sugeruje potencjalny efekt terapeutyczny miR-545-3p–TNFSF10 w uszkodzeniu nerek związanym z niedotlenieniem.

5. Wnioski

Badanie to wykazało, że hipoksja przyczyniła się do EMT poprzez modulację miR-545-3p–TNFSF10, a hamowanie miR-545-3p i TNFSF10 odwracały EMT wywołane hipoksją w PTEC. Dlatego te odkrycia dostarczają nowych informacji na temat unikalnej regulacji miR-545-3p-TNFSF10 i ich potencjalnego efektu terapeutycznego w uszkodzeniu nerek wywołanym niedotlenieniem.

sistanczmoże regulować przewlekłechoroba nerek, kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej

Bibliografia

1. Liu, M.; Liu, L.; Bai, M.; Zhang, L.; Ma, F.; Yang, X.; Sun, indukowana przez S. Hypoxia aktywacja osi Twist/miR-214/E-kadheryna sprzyja przejściu mezenchymalnych komórek nabłonka kanalików nerkowych i zwłóknieniu nerek. Biochem. Biofizyka. Res. Komunia. 2018, 495, 2324–2330.

2. Heymana, SN; Khamaisi, M.; Rosen, S.; Rosenberger, C. Niedotlenienie miąższu nerek, odpowiedź niedotlenienia i progresja przewlekłej choroby nerek. Jestem. J. Nefrol. 2008, 28, 998–1006.

3. Giaccia, AJ; Szymona, MC; Johnson, R. Biologia niedotlenienia: Rola wykrywania tlenu w rozwoju, normalnym funkcjonowaniu i chorobie. Geny Dev. 2004, 18, 2183–2194.

4. Movafagh, S.; oszust, S.; Vo, K. Regulacja czynnika indukowanego hipoksją-1a przez reaktywne formy tlenu: Nowe osiągnięcia w starej debacie. J. Cell Biochem. 2015, 116, 696–703.

5. Manotham, K.; Tanaka, T.; Matsumoto, M.; Ohse, T.; Inagi, R.; Miyata, T.; Kurokawa, K.; Fujita, T.; Ingelfinger, JR; Nangaku, M. Transdyferencjacja hodowanych komórek kanalikowych indukowanych niedotlenieniem. Nerka wewn. 2004, 65, 871-880.

6. Dobrze, LG; Bandyopadhyay, D.; Norman, JT Czy istnieje wspólny mechanizm progresji różnych typów chorób nerek innych niż białkomocz? W kierunku jednoczącego tematu przewlekłej hipoksji. Nerka wewn. Suplement. 2000, 75, S22–S26.

7. Li, Y.; Kang, YS; Dai, C.; Pocałunek, LP; Wen, X.; Liu, Y. Przejście nabłonkowo-mezenchymalne jest potencjalnym szlakiem prowadzącym do dysfunkcji podocytów i białkomoczu. Jestem. J. Pathol. 2008, s. 172, 299-308.

8. Yamaguchi, Y.; Iwano, M.; Suzuki, D.; Nakatani, K.; Kimura, K.; Harada, K.; Kubo, A.; Akai, Y.; Toyoda, M.; Kawaguchi, M.; i in. Przejście nabłonkowo-mezenchymalne jako potencjalne wyjaśnienie deplecji podocytów w nefropatii cukrzycowej. Jestem. J. Nerka Dis. 2009, 54, 653–664.

9. Higgins, DF; Kimura, K.; Bernhardta, WM; Shrimanker, N.; Akai, Y.; Hohenstein, B.; Saito, Y.; Johnsona, RS; Kretzler, M.; Cohena, CD; i in. Niedotlenienie promuje fibrogenezę in vivo poprzez stymulację HIF-1 przejścia nabłonkowo-mezenchymalnego. J. Clin. Dochodzenie. 2007, 117, 3810–3820.

10. Haase, VH Tlen reguluje przejście z nabłonka do mezenchymów: wgląd w mechanizmy molekularne i znaczenie dla choroby. Nerka wewn. 2009, 76, 492-499.

11. Nallamshetty S.; Chan, SY; Loscalzo, J. Hypoxia: Główny regulator biogenezy i aktywności mikroRNA. Wolna Rada. Biol. Med. 2013, 64, 20–30.

12. Zell S.; Schmitt, R.; Witting, S.; Kreipe, HH; Husajn K.; Becker, JU Niedotlenienie indukuje ekspresję genów mezenchymalnych w komórkach nabłonka kanalików nerkowych: model in vitro zwłóknienia przeszczepionej nerki. Nefron Extra 2013, 3, 50–58.

13. Du, R.; Słońce, W.; Xia, L.; Zhao, A.; Yu, Y.; Zhao, L.; Wang, H.; Huang, C.; Sun, indukowana przez S. Hypoxia regulacja w dół mikroRNA-34a promuje EMT poprzez celowanie w szlak sygnałowy Notch w komórkach nabłonka kanalików. PLoS ONE 2012, 7, e30771.

14. Xie, S.; Chen, H.; Li, F.; Wang S.; Guo, J. Hypoxia-Induced microRNA-155 promuje zwłóknienie w komórkach kanalików proksymalnych. Mol. Med. Rep. 2015, 11, 4555–4560.

15. Dostępne online:

16. Dostępne online:

17. Tsai, YC; Kuo, MC; powieszony, WW; Wu, LY; Wu, PH; Chang, Waszyngton; Kuo, PL; Hsu, YL High Glucose indukuje apoptozę komórek mezangialnych poprzez miR-15b-5p i promuje nefropatię cukrzycową poprzez dostarczanie pęcherzyków pozakomórkowych. Mol. Tam. 2020, 28, 963-974.

18. Lewington, AJ; Cerda, J.; Mehta, RL Podnoszenie świadomości ostrego uszkodzenia nerek: globalna perspektywa cichego zabójcy. Nerka wewn. 2013, 84, 457–467.

19. Chitwood, DH; Timmermans, MC Mimiki docelowe modulują miRNA. Nat. Genet. 2007, 39, 935-936.

20. Changjun, L.; Feizhou, H.; Dezhen, P.; Zhao, L.; Oś Xianhai, M. MiR-545-3p/MT1M reguluje proliferację, inwazję i migrację komórek w raku wątrobowokomórkowym. Biomed. Farmakotera. 2018, 108, 347-354.