Никотин погоршава оштећење бубрега изазвано такролимусом програмираном смрћу ћелија
Mar 23, 2022
Контакт:joanna.jia@wecistanche.com/ ВхатсАпп: 008618081934791
Иу Ји Јианг, Схенг Цуи, Канг Луо, Јун Динг
УВОД
Упркос открићу нових имуносупресива, такролимус (ТАЦ) остаје камен темељац имуносупресивних режима у трансплантацији чврстих органа. Међутим, дуготрајна употреба ТАЦ-а повећава ризик од нежељених ефеката (нпр. нефротоксичност, неуротоксичност, инфекције, малигни тумори, дијабетес и гастроинтестиналне тегобе) [1]. Међу њима, акутнибубрегаповредаили хронична ТАЦ нефротоксичност је пријављена код 46 процената пацијената са трансплантацијом плућа [2] и 22,4 процената прималаца трансплантираних бубрега [3]. Док је акутнабубрегаповредасматра се реверзибилном након смањења дозе ТАЦ-а или потпуног повлачења, хронична нефротоксичност, која доводи до губитка алографта, је неповратна. Хронична ТАЦ нефротоксичност карактерише гломерулопатија, хијалиноза аферентних артериола и пругаста тубулоинтерстицијска фиброза (ТИФ) [4]. Иако тачан механизам ове клиничке дилеме остаје непознат, недавно смо показали да упала изазвана оксидативним стресом, трансформишући фактор раста 1 (ТГФ- 1) и програмирана ћелијска смрт могу бити важни играчи [5]. Пушење цигарета је критичан изазов за јавно здравље и друштвени финансијски терет који смањује квалитет живота. Епидемиолошки извештаји показују да тренутно постоји више од милијарду пушача цигарета широм света и шест милиона смртних случајева годишње због употребе дувана. Ове стопе расту, посебно у земљама у развоју или неразвијеним [6]. Добро је познато да је пушење фактор ризика за различите типове рака, кардиоваскуларне догађаје (инфаркт миокарда и мождани удар) и опструктивне болести плућа. У бубрезима, пушење повећава тежину бубрежне дисфункције код пацијената са дијабетесом, хипертензијом, полицистичнимбубрегаболести после трансплантације бубрега [7]. Штавише, пушење може изазвати де ново оштећење бубрега чак и код здраве популације без постојеће хроничне болести бубрега (ЦКД) [8]. Ова студија је настојала да процени: (1) да линикотин(НИЦ), примарна токсична компонента пушења цигарета, погоршава ТАЦ-индуковану повреду бубрега; и, ако јесте, (2) који механизам је одговоран за НИЦ(никотин)-убрзана нефротоксичност.
цистанцхес херба може ублажити функцију бубрега
РЕЗУЛТАТИ
Ефекат НИЦ-а(никотин)на основним параметрима
Табела 1 приказује ефекте НИЦ-а(никотин)о основним параметрима у експерименталним групама. Оба НИЦ(никотин)и ТАЦинцреасе УВ (полиурија), који је додатно повећан НИЦ(никотин)и ТАЦ третман. Нити НИЦ(никотин)нити ТАЦ спречио губитак БВ. Излучивање протеина у урину, Сцр, БУН и Цис-Ц били су значајно већи у оба НИЦ(никотин)и ТАЦ групе у поређењу са ВХ групом; ови нивои су додатно порасли са комбинацијом ова два лека, што имплицира да је НИЦ(никотин)убрзава ТАЦ-индуковану бубрежну дисфункцију. Није било значајних разлика у СБП-у између група. Четворонедељни третман ТАЦ повећао је концентрацију ТАЦ у крви на 11.0±ог нг/мЛ, док је НИЦ(никотин) did not influence blood TAC concentration(12.8±15 ng/mL,p>о.о5 наспрам ТАЦ). Поред тога, лечење нормалних пацова са НИЦ(никотин)резултирало је повећањем концентрације котинина у серуму и урину за 56,5±17 нг/мЛ и 8;6±192,6 уг/дан, респективно. Ове концентрације котинина у серуму и урину опонашају оне уочене код људи који су активни пушачи [13].
Табела 1. Ефекат НИЦ-а(никотин)на функционалне параметре
Ефекат НИЦ-а(никотин)о хистопатологији код хроничне ТАЦ нефротоксичности
Хронична ТАЦ нефротоксичност се карактерише јединственим хистолошким карактеристикама укључујући пругасти ТИФ и гломерулопатију. Хистолошким бојењем и електронском микроскопијом, открили смо да се повреда гломерула изазвана ТАЦ-ом манифестује задебљањем гломеруларне базе и брисањем процеса стопала подоцита (слика ИА, ИЦ и Д), што може бити повезано са повећањем излучивања протеина у урину. На квантитативним анализама, оба НИЦ(никотин)и ТАЦ су повећали фракциону мезангијалну површину, са даљим повећањем примећеним у НИЦ-у(никотин)и ТАЦ група. Највеће промене у хроничној ТАЦ нефротоксичности биле су ограничене на тубулоинтерстицијска подручја, као што је оцртано тубулоинтерстицијским фиброзним таложењем, тубуларном атрофијом и пругастом фиброзом (Слике 1Б, 1Е и Ф). Бројке јасно показују да је ТИФ резултат у НИЦ-у(никотин)плус ТАЦгрупа је била већа него у било којој НИЦ-у(никотин)група или ТАЦ група.
Слика 1. Репрезентативне фотомикрографије периодичне киселине-Сцхифф (ПАС)(А), Массон трихром (Б), трансмисиона електронска микроскопија (ЦФ) и квантитативна анализа гломеруларне повреде и тубулоинтерстицијалне фиброзе (ТИФ); (Ц) задебљање базалне мембране гломерула (стрелице); (Д) уклањање стопала подоцита процеси (стрелице); (Е) отицање тубулоинтерстицијума и екстензивно таложење колагена (распршене); (Ф) атрофирани тубули (стрелице). ВХ, вехикулум; НИЦ(никотин), никотин; ТАЦ, такролимус. стр
Ефекат НИЦ-а(никотин)на профибротичну експресију цитокина у хроничној ТАЦ нефротоксичности
Ова студија је покушала да упореди експресију профибротичног цитокина ТГФ- 1 и ЦТГФ, и компоненте екстрацелуларног матрикса (ЕЦМ) иг-х; између експерименталних група. У складу са налазима ТИФ-а, НИЦ(никотин)повећана ТАЦ-индукована прекомерна експресија профибротичног ТГФ- 1и ЦТГФ и ЕЦМ иг-х3(Слика 2)
Слика 2. Репрезентативне микрофотографије имуноблот анализеза (А) трансформишући фактор раста 1 (ТГФ-Б1), (Б ТГФ- -индуковани ген-х( иг-х3) и (Ц) фактор раста везивног ткива (ЦТГФ). Вредности за експресију протеина су представљене користећи вехикулум (ВХ) групу као 100 процената референцу и нормализован на -актин НИЦ(никотин), никотин;ТАЦ, такролимус. 3п
Ефекат НИЦ-а(никотин)на инфламацију код хроничне ТАЦ нефротоксичности
Да бисмо дефинисали ефекат НИЦ-а на упалу код повреде бубрега изазване ТАЦ-ом, проучавали смо експресију проинфламаторних медијатора и гена повезаних са пироптозом имуноблотингом и имунохистохемијом. Слика 3 је показала да ТАЦ третман повећава експресију цитокина повезаних с пироптозом (ⅡЛ-1, ИЛ-18 и НЛРП3) и МЦП-1, што је резултирало позитивним на ЕД-1- ћелијска инфилтрација, а даљи пораст је пронађен комбинованим третманом НИЦ-а(никотин)и ТАЦ.
Слика 3. Репрезентативне фотомикрографије имунохистохемије за ектодермалну дисплазију-1 (ЕД-1)(А) и имуноблот анализа за проинфламаторне цитокине (Б). ВХ, возило; НИЦ(никотин), никотин; ТАЦ, такролимус; МЦП-1, моноцитни хемотактички протеин-1;ИЛ, интерлеукин; НЛРП3, протеин3 који садржи пирински домен рецептора сличан НОД-у. стр
Ефекат НИЦ-а(никотин)на оксидативни стрес код хроничне ТАЦ нефротоксичности
Као што је приказано на сл.4, хронично(никотин)ТАЦ третман је уско повезан са неравнотежом између оксидативних и антиоксидативних ензима [12,14. Имуноблотинг анализа је показала да је НИЦ појачано регулисао ТАЦ-индуковану експресију НОКС-2 и НОКС-4, али је потиснуо експресије СОД1 и СОД2. Поред тога, нивои 8-ОХдГ у серуму и урину, маркера оксидативног стреса, били су виши у НИЦ и ТАЦ групама у поређењу са ВХ групом и највиши у НИЦ плус ТАЦ групи. Ови налази имплицирају синергистички ефекат НИЦ-а и ТАЦ-а на оксидативни стрес у овом моделу.
Слика 4. Репрезентативне фотомикрографије имуноблотинг анализе серије протеина повезаних са оксидативним стресом (А) и серума (Б) и урина (Ц)Концентрације 8-хидрокси-2'-деоксигуанозина (8-ОХдГ). ВХ, возило; НИЦ(никотин), никотин; ТАЦ, такролим-ус; СОД, супероксид дисмутаза; НОКС,НАДПХ оксидаза.Бп
Ефекат НИЦ-а(никотин)о програмираној ћелијској смрти у хроничној ТАЦ нефротоксичности
Програмирана ћелијска смрт типа И (апоптоза) или типа ИИ (аутофагија) је укључена у патогенезу хроничне ТАЦ-индуковане повреде бубрега [1с]. Користећи ТУНЕЛ тест, приметили смо да је већина ТУНЕЛ-позитивних ћелија или апоптотичких тела била локализована на тубуларне епителне ћелије и интерстицијалне васкуларне ендотелне ћелије, где је напредовала тубуларна атрофија и типични ТИФ (Слика 5А). Квантитативна анализа је показала да су оба НИЦ(никотин) и ТАЦ значајно повећава ТУНЕЛ-позитивне ћелије у поређењу са ВХ групама; ово је било израженије у НИЦ плус ТАЦ групи. На молекуларном нивоу, додавање НИЦ-а(никотин)код пацова третираних ТАЦ-ом довела је до значајне дисрегулације експресије Бцл-2/Бак и цепане каспазе-3 ка смрти ћелије (слика 5Б). Поред тога, електронска микроскопија је показала да је третман ТАЦ-ом изазвао обилно формирање аутофагичних одељака, као што су почетне аутофагичне вакуоле (АВи), деградативне аутофагичне вакуоле (Авд) и митофагија (облик селективне аутофагије) у НИЦ-у, ТАЦ-у и НИЦ-у. плус ТАЦ групе (слика 6). Квантитативни имуноблотинг је открио да је прекомерна експресија протеина п62, ЛЦ3Б, ПИНК1 и Паркин уочених у бубрезима пацова третираних ТАЦ додатно повећана са НИЦ (Слике 6Г и 6Х).
Слика 5. Репрезентативне фотомикрографије ТдТ-посредованог дУТП-биотин ницк енд лабелинг теста (ТУНЕЛ)(А) и имуноблотинг анализа за гене који контролишу апоптозу (Б).никотинтретман повећава ТУНЕЛ-позитивне ћелије (стрелице) у бубрезима пацова третираних са такро-лимусом. ВХ, носач; НИЦ(никотин),никотин; ТАЦ, такролимус; Бцл, Б-ћелијски лимфом; Бак, Бцл{1}}повезан Кс. стр
Ефекат НИЦ-а(никотин)на митохондријалну дисфункцију код хроничне ТАЦ нефротоксичности
Трансмисионом електронском микроскопијом јасно смо приметили да оба НИЦ(никотин)и ТАЦ је уништио митохондријалну архитектуру, као што је илустровано смањеном величином и бројем митохондрија, неорганизованим кристама, вакуолизацијом, фузијом, формирањем митофагије и митохондријама подељеним на две или три фисије ћерке органеле) (Сл.6). Резултати квантитативне анализе су показали да НИЦ(никотин) третман је додатно смањио број и величину митохондрија у поређењу са само НИЦ или ТАЦ третманом. Имуноблотинг анализа је открила да је дисрегулација протеина повезаних са митохондријама (ОПА1 и Дрпи) изазвана било којим од Ницор ТАЦ-а погоршана истовременом применом НИЦ и ТАЦ-а (слика 6).
Слика 6. Репрезентативни трансмисиони електронски микрографи аутофагије и митохондријалне морфологије(АФ), анализа имуноблотирања (Г, Х) и квантификација броја и величине митохондрија у свакој групи третмана. (А) Формирање аутофагије у бубрезима такролимуса (ТАЦ) и/илиникотин(НИЦ) третирани пацови (стрелица); (Б) аутофагични одељак који садржи митохондрије бубреге 'ТАЦ-а и/или НИЦ-а(никотин)третирани пацови (митофагија, стрела); (Ц) нормалне митохондрије; (Д) смањен број митохондрија у бубрезима ТАЦ и/или НИЦ(никотин)третирани пацови; (Е) митохондријална фузија уочена у бубрезима пацова третираних ТАЦ и/или НИЦ (круг); (Ф) митохондрија подељена на две или више ћерки органела у бубрезима пацова третираних ТАЦ и/или НИЦ (фисија, круг) . ВХ, вехикулум; ЛЦ3Б, лаки ланац 3Б; ПИНК1, фосфат и тензиони хомолог обрисани на кинази 1 индукованој десетом хромозома; ОПА, протеин оптичке атрофије; Дрп, протеин повезан са динамином.п
фисетинО томебубрега
Ефекат НИЦ-а(никотин)на стрес ендоплазматског ретикулума код хроничне ТАЦ нефротоксичности
Као што је приказано на слици 7, Ницор ТАЦ је изазвао дегранулацију рибозома, неповезане и проширене цистерне и вакуолизацију пероксизома у грубом ендоплазматском ретикулуму (ЕР), док је глатка структура ЕР остала скоро нормална (слика 7Б). Имуноблотинг анализа је открила да било НИЦ(никотин)или ТАЦ је повећао експресију гена повезаних са ЕР стресом укључујући ЦХОП, Бип, ИРЕ-1 и АТФ-6, али је њихова експресија додатно повећана комбинацијом ова два (слика 7Ц).
Слика 7. Репрезентативне фотомикрографије трансмисионе електронске микроскопије (А, Б) и имуноблот анализе гена повезаних са стресом ендоплазматског ретикулума (ЕР) (Ц).(А) Нормална груба ЕР (стрелице); (Б) дегранулација рибозома, неповезане и проширене цистерне и проширење везикула грубог ЕР уникотин(НИЦ) и/или такролимус(ТАЦ) третиран бубрег пацова. ВХ, вехикулум;ЦХОП, Ц/ЕБП хомологни протеин;Бип, везујући имуноглобулински протеин; ИРЕ-1ц, протеин који захтева инозитол-1ц; АТФ, активирајући фактор транскрипције. стр< o.01="" vs.vh,="">
ДИСКУСИЈА
Пушење цигарета је важан фактор ризика који се може модификовати за прогресију ЦКД и код здравих популација и код пацијената са основним болестима (нпр. дијабетес, хипертензија). Клиничка испитивања показују да пушење цигарета повећава излучивање албумина у урину и негативно утиче на функцију бубрега [16]; поред тога, престанак пушења може побољшати протеинурију код пацијената са ЦКД и дијабетесом типа 2 и успорити прогресију до крајњег стадијума бубрежне болести[1-,18]. Штавише, пушење било примаоца или донора доприноси епизодама одбацивања и хроничној нефропатији алографта, што доводи до губитка алографта у трансплантацији бубрега [19,2о]. Ови штетни ефекти пушења (НИЦ(никотин)) се огледају у студијама на моделима с/6 нефректомије [2ал] и дијабетичке нефропатије [о]. У овој студији открили смо да је НИЦ(никотин)погоршана ТАЦ-индукована фракциона мезангијална област и ТИФ. Ове патолошке промене довеле су до израженијег оштећења функције бубрега и појачаног излучивања протеина у урину. На основу ових резултата и других извештаја, предлажемо да пушење цигарета може убрзати губитак бубрежног алографта код прималаца трансплантата који примају имуносупресиве засноване на ТАЦ-у.
Упала игра кључну улогу у еволуцији хроничне ТАЦнефротоксичности, јер претходи текућим ожиљцима на бубрезима. Повећани проинфламаторни медијатори као одговор на штетне стимулусе могу да регрутују инфламаторне ћелије, које заузврат прекомерно експримирају проинфламаторне и профибротичке цитокине као што су хемоатрактанти, молекули адхезије и ТГФ- 1. Недавно смо показали да су НЛРП3-зависни и независни инфламазоми укључени у патогенезу хроничне ТАЦ нефротоксичности [с]. Наши резултати показују да администрирање НИЦ(никотин)код пацова третираних ТАЦ појачава експресију гена повезаних с пироптозом (НЛРП3, ИЛ-1 и И-18), проинфламаторних медијатора МЦП-1 и профибротичких цитокина ТГФ- и ЦТГФ, што је водећи до прекомерног прилива ЕД-1-позитивних ћелија и регулације иг-х; ови одговори одражавају озбиљност гломеруларних и тубуларних повреда. Наши налази су у складу са онима Арани ет ал.[22] и Агарвал ет ал.[23], који су показали ефекте НИЦ-а на запаљење бубрега и фиброзу.
Иако НИЦ(никотин)-засновано на егзацербацији хроничне ТАЦ нефротоксичности у овом моделу може бити мултифакторска, вероватно је повезана са утицајем оксидативног стреса. Добро је познато да је хронични ТАЦ третман уско повезан са хипоксијом повезаном са аферентном артериолопатијом, која се касније повезује са оксидативним стресом, који заузврат активира профибротичку прекомерну експресију ТГФ- 1, што доводи до фиброзе. Ова конструкција је подржана запажањем да антиоксидативне терапије (нпр. коензим К10) смањују експресију ТГФ- 1 и ТИФ кроз очување интегритета митохондрија у хроничној ТАЦ нефротоксичности 24]. Недавно, огромни докази из ин витро студија показују међусобну везу између хроничне изложености НИЦ-у и оксидативног стреса код различитих повреда бубрега [о,25,26. Овде смо открили да НИЦ повећава нивое 8- ОХдГ у серуму и урину и повећава експресију оксидантног протеина, док потискује експресију антиоксидантног протеина, чиме се повећава ТАЦ-индуковани оксидативни стрес, као и фиброза. Заиста, погоршање НИЦ код бубрега третираних ТАЦ-ом у овој студији може се приписати оксидативном стресу.
цистанцхе еректилна дисфункција
Такође је могуће да су и апоптоза (програмирана ћелијска смрт типа И) и аутофагија (програмирана ћелијска смрт типа ИИ) укључене у НИЦ(никотин)-убрзана хронична ТАЦ нефротоксичност. Као што је претходно илустровано, НИЦ директно индукује апоптозу ћелија подоцита и проксималних тубула бубрега [27,28]; такође индиректно индукује апоптотичку смрт ћелије путем оксидативног стреса[2г] или активације ТГФ- 1[22].НИЦ(никотин)такође може да изазове аутофагију у звездастим ћелијама панкреаса Бо], срчаним миоцитима новорођенчади 31] и васкуларним глатким мишићним ћелијама 32]. Дакле, оксидативни стрес и програмирана ћелијска смрт су међусобно повезани. Користећи ТУНЕЛ тест и електронску микроскопију, јасно смо приметили да је НИЦ значајно повећао број ТУНЕЛ-позитивних ћелија у тубуларним епителним ћелијама, интерстицијским васкуларним ендотелним ћелијама и аутофагним одељцима у бубрезима пацова третираних ТАЦ. Ове морфолошке промене биле су праћене дисрегулацијом гена повезаних са апоптозом или аутофагијом у бубрезима пацова, што је довело до смрти ћелије. Ови кумулативни докази сугеришу да је НИЦ(никотин)сама по себи не само да индукује оксидативни стрес и програмирану ћелијску смрт, већ такође промовише нежељени ефекат ТАЦ-а на бубреге, што доводи до дисфункције бубрега и оштећења архитектуре, као што је раније објављено у моделима дијабетичке нефропатије изазване стрептозотоцином (СТЗ) [о] и ЦКД ( с/6 нефректомија) Б3].
Поред тога, интрацелуларне органеле настале оксидативним стресом као што су митохондријална дисфункција и ЕР стрес играју кључну улогу у интегритету хроничне ТАЦ нефротоксичности, покрећу ЕР стрес и дисрегулишу митохондријалне и ЕР гене који контролишу стрес, а ефекти се погоршавају комбинованим третманом са ова два. . Дакле, погоршање митохондријалне кондиције и ЕР стрес могу објаснити ефекат НИЦ-а(никотин) на ТАЦ-индуковану повреду бубрега
Наша студија је открила да је НИЦ(никотин)у дози од 15 мг/кг погоршава ТАЦ-индуковану повреду бубрега кроз оксидативни стрес, упалу и програмирану ћелијску смрт, у складу са претходним студијама [27,37,38]. Међутим, други су приметили супротне налазе. Садис ет ал.Бг] су показали да НИЦ у дози одо.с мг/кг штити бубрег од исхемијске/реперфузијске повреде путем холинергичког антиинфламаторног пута. Још једна студија коју су урадили Агарвал ет ал.[23] пријавио да је дуготрајно орално лечење НИЦ-ом(никотин)(28 недеља) даје ренопротективне ефекте на пацовском моделу спонтане протеинурије (Минцхен-Вистар-Фромтер пацови). Разлози за ово одступање у улози НИЦ-а на бубрезима су непознати, али могу зависити од дозе НИЦ-а, трајања терапије лековима или модела глодара. Потребне су даље студије да би се ова питања решила. Ова студија јасно показује да НИЦ погоршава ТАЦ-индуковану повреду бубрега у моделу хроничне ТАЦ нефротоксичности код пацова. Погоршање оксидативног стреса и програмирана ћелијска смрт могу бити један механизам који лежи у основи штетних ефеката НИЦ-а. Наши налази пружају бољи увид у утицај пушења међу примаоцима трансплантације.
цистамцхе у функцији бубрега
РЕФЕРЕНЦЕ
1. Бентата И. Такролимус: 20 година употребе у трансплантацији бубрега код одраслих: шта треба да знамо о његовој нефротоксичности. Артиф органи 202044140-152.
2. Сикма МА, Хунаулт ЦЦ, ван де Грааф ЕА, ет ал. Високе концентрације такролимуса у крви рано након трансплантације плућа и ризик од повреде бубрега. Еур Ј Цлин Пхармацол 201773:573-58о.
3. Иагисава Т, Омото К, Схимизу Т, Исхида Х, Танабе К. Артериосклероза у биопсији нултог времена је фактор ризика за хроничну нефротоксичност изазвану такролимусом. Нефрологија (Царлтон)201с;2о Суппл2:с1-57.
4. Нанкивелл БЈ, П'Нг ЦХ, О'Цоннелл ПЈ, Цхапман ЈР. Нефротоксичност инхибитора калцинеурина кроз сочиво лонгитудиналне хистологије: поређење ери циклоспорина и такролимуса. Трансплантација 2016;1оо:1723-171.
5. Лим СВ, Схин И, Луо К, ет ал. Ефекат Клотха на клиренс аутофагије код повреде бубрега изазване такролимусом. ФАСЕБ Ј 2о193:2694-2706.
6. Лим СС, Вос Т, Флакман АД, ет ал. Компаративна процена ризика од терета болести и повреда који се могу приписати 67 фактора ризика и кластера фактора ризика у 21 региону, 199о-201о: систематска анализа за Студија о глобалном терету болести 201о.Ланцет 2о12;38о:2224-226о.
7. Форманек П, Салисбури-Афсхар Е, Афсхар М. Помагање пацијентима са ЕСРД и ранијим стадијумима ЦКД да престану да пуше. Ам Ј Киднеи Дис 2018;72:255-266.
8. Јаин Г, Јаимес ЕА.никотинсигнализација и прогресија хроничне болести бубрега код пушача. Биоцхем Пхармацол 2013;861215-1223.
9. Зханг ЛИ, Јин Ј, Луо К, ет ал. Схен-Канг штити од оштећења бубрега изазваних такролимусом. Кореан Јинтерн Мед 2019341078-1090.
10. Ибрахим ЗС, Алкафафи МЕ, Ахмед ММ, Солиман ММ. Ренопротективни ефекат куркумина против комбинованог оксидативног стреса дијабетеса иникотинкод пацова. Мол Мед Реп 2016;13:3О17-3026.
