Paksi Hepcidin/ferroportin Buah Pinggang Mengawal Penyerapan Semula Besi Dan Menentukan Magnitud Buah Pinggang Dan Beban Besi Sistemik
Mar 02, 2022
Kenalan: emily.li@wecistanche.com
Goran Mohammad1, Athena Matakidou2, Peter A. Robbins1, dan Samira Lakhal-Littleton1
KATA KUNCI:ferroportin; hemokromatosis; hepcidin; besi; lebihan besi;buah pinggangtubulus
Ferroportin (FPN) adalah satu-satunya protein eksport besi mamalia yang diketahui. Ia mengantara pembebasan besi ke dalam peredaran daripada enterosit duodenum dan makrofaj retikuloendothelial splenik, tapak penyerapan dan kitar semula besi masing-masing.1,2 Pembebasan besi pengantara FPN dilawan oleh hormon hepcidin, juga dikenali sebagai peptida antimikrob hepcidin (HAMP). Dihasilkan terutamanya dalam hati, hepcidin mengikat dan mendorong dalaman FPN, dengan itu mengehadkan pelepasan besi ke dalam peredaran dan ketersediaannya ke tisu periferal.3,4 Oleh itu, paksi HAMP/FPN beroperasi di tapak penyerapan dan kitar semula untuk mengawal sistemik. homeostasis besi.
Buah pinggang adalah tapak penyerapan semula besi. Kedua-dua besi yang tidak terikat transferin dan transferrin boleh menyeberang ke dalam fifiltrat glomerular.5 Sebahagian besar besi ini diambil semula ke dalam epitelium tiub. Beberapa pengangkut telah terlibat dalam pengambilan semula ini, termasuk kompleks reseptor megalin-cubilin berbilang ligan, reseptor transferrin 1, pengangkut logam divalen 1, pengangkut zink ZIP8 dan pengangkut zink ZIP14.5–10.
Sekali dalambuah pinggangepithelia, besi diserap semula ke dalam peredaran. FPN banyak terdapat dibuah pinggangdan telah terlibat dalam penyerapan semula besi.11–14 Walau bagaimanapun, ia masih tidak diketahui sama ada FPN buah pinggang juga tertakluk kepada peraturan oleh HAMP endogen di bawah keadaan fisiologi normal, dan jika ya, sama ada peraturan tersebut penting untuk homeostasis besi sistemik dan/atau buah pinggang.
Untuk menangani soalan ini, kami menghasilkan model tetikus novel dengan induciblebuah pinggangtubul–ketukan khusus fpnC326Y, yang mengekod protein FPNC326Y yang tahan HAMP. Di samping itu, untuk mengesahkan peranan FPN yang dilaporkan sebelum ini dalam penyerapan semula besi, kami juga menghasilkan model tetikus dengan induciblebuah pinggangtubul–penghapusan spesifik gen fpn. Keputusan kami menunjukkan bahawa HAMP endogen secara langsung mengawal penyerapan zat besi yang dimediasi FPN dan peraturan ini penting untuk kedua-duanya.buah pinggangdan homeostasis besi sistemik, terutamanya dalam penetapan ketersediaan zat besi yang berlebihan.
Kajian ini adalah yang pertama menggunakan tikus yang melindungi kehilangan spesifik buah pinggang bagi tindak balas HAMP untuk menentukan secara rasmikepentingandaripadabuah pinggangpaksi HAMP/FPN. Ia memberikan pandangan baharu tentang peranan penyerapan semula besi dalam menentukan tahap kelebihan beban besi buah pinggang dan ekstrarenal dalam keadaan hemochromatosis.
KAEDAH
tikus
Semua prosedur haiwan adalah mematuhi Akta Haiwan Pejabat Rumah UK (Prosedur Saintifik) 1986 dan diluluskan oleh Jawatankuasa Semakan Etika Bahagian Sains Perubatan Universiti Oxford.
Alel fpnflfl dan fpnC326Yflfl bersyarat telah dihasilkan seperti yang diterangkan sebelum ini.15,16
Tikus yang menyimpan transgene Pax8.CreERT2þ adalah hadiah daripada Dr. Athena Matakidou, Cancer Research UK Cambridge Institute, University of Cambridge. Tikus ini dijana seperti yang diterangkan sebelum ini.17 Semua tikus berada pada latar belakang C57BL/6.
Diet
Melainkan dinyatakan sebaliknya, haiwan dibekalkan dengan diet chow tikus standard yang mengandungi 200 bahagian per juta (ppm) besi. Dalam eksperimen manipulasi besi, tikus diberi diet sarat besi (5000-besi ppm; Teklad TD.140464) atau diet kawalan yang sepadan (200- besi ppm; Teklad TD.08713) daripada bercerai susu selama 3 bulan.
Kuantiti besi dan indeks besi
Tahap serum besi dan feritin ditentukan menggunakan sistem ABXPentra (Perubatan Horiba). Nilai hemoglobin ditentukan oleh HemoCue Hb 201 Hemoglobin Microcuvettes. Tahap erythroferrone serum diukur dengan ujian imunosorben berkaitan enzim (Intrinsic Lifesciences). Penentuan jumlah unsur besi dalam tisu dilakukan dengan spektrometri jisim plasma gandingan induktif, seperti yang diterangkan sebelum ini.15,16,18 Penentukuran dicapai menggunakan proses penambahan standard, di mana pancang 0 ng/g, 0.5 ng/ g, 1 ng/g, 10 ng/g, 20 ng/g, dan 100 ng/g besi telah ditambah kepada replika sampel terpilih. Piawaian besi luaran (High Purity Standards ICP-MS{13}}A solution) telah dicairkan dan diukur untuk mengesahkan kesahihan penentukuran. Rhodium juga dicucuk pada setiap kosong, piawai dan sampel sebagai piawai dalaman pada kepekatan 1 ng/g. Untuk kuantiti besi kencing, air kencing dikumpul daripada tikus dalam tempoh 24 jam, dan tertakluk kepada spektrometri jisim plasma yang digabungkan secara induktif. Tahap kreatinin dalam sampel yang sama diukur menggunakan kit ujian kreatinin kolorimetrik (Abcam; ab65340), dan nilai besi telah dinormalkan kepada kepekatan kreatinin.
Imunohistokimia
Imunostaining pendarfluor dilakukan dalam bahagian tisu terfiks formalin, paraffifin, menggunakan antibodi FPN (Novus Biologicals; NBP1-21502) pada 1:100 dan antibodi Pro-Hepcidin(AA 39-59) pada 1:50 (Antibodi Dalam Talian; ABIN350367). Kekhususan antibodi FPN dan hepcidin telah disahkan menggunakan haiwan Fpnflfl/flfl, Pax8.CreERT2þ dan haiwan Hamp–/– sebagai kawalan negatif (Tambahan Rajah S1). Penanda segmen buah pinggang telah dikenal pasti menggunakan antibodi aquaporin-1 pada 1:200 (Biotechne; NB600- 749), antibodi-2 aquaporin pada 1:200 (Biotechne; NBP1-70378), atau antibodi calbindin pada 1:100 (Abcam; ab82812). Antibodi sekunder ialah anti-arnab IgG Alexa Fluor-488 (Abcam; ab150073), antikeldai IgG Cy3 (Abcam; ab6949) dan anti-tikus IgG Alexa568 (Abcam; ab175473). Slaid telah diimej menggunakan mikroskop Olympus FV1000.
cistanche boleh melindungibuah pinggangfungsi
Western blotting
Tisu dibekukan dalam nitrogen cecair, dihancurkan, dan kemudian dilisiskan menggunakan Sistem Penampan Lisis RIPA (Santa Cruz; sc-24948), mengikut arahan pengilang. Lisat tisu dibersihkan dengan sentrifugasi pada 15 000g selama 10 minit pada suhu 4 C. Kepekatan protein dalam lisat diukur oleh BCA Protein Assay (Pierce; 23225) dan dinormalkan kepada kepekatan yang sama untuk setiap kelompok. Lysates kemudiannya dicairkan dalam penampan sampel natrium dodesil sulfat Laemmli tidak mereduksi dan dipanaskan pada 95 C selama 5 minit. Protein (30-50 mg) telah dimuatkan pada Mini-PROTEAN TGX Gels (Biorad; 4561096). Selepas elektroforesis, protein dipindahkan ke membran polyvinylidene diflfluoride menggunakan sistem BioRad Translotter, dan membran telah disekat selama sejam dalam menyekat penimbal yang mengandungi 5 peratus albumin serum lembu. Membran kemudiannya diwarnakan semalaman pada suhu 4 C dengan antibodi FPN anti-tikus poliklonal arnab (NBP1-21502; Novus Biologicals) pada 1:1000 atau antibodi anti-b-aktin terkonjugasi peroksidase lobak (Proteintech; HRP{{18} }) pada 1:5000. Blot telah dibangunkan menggunakan kit pengesanan utama ECL (RPN2232; VWR International). Keamatan isyarat dikira oleh ImageJ, dan nisbah antara FPN dan isyarat b-aktin dikira untuk menghasilkan keamatan normal.
Pewarna Perls yang dipertingkatkan Diaminobenzidine (DAB).
Bahagian tisu yang difiksasi formalin, paraffifin dideparaffifin menggunakan xilena, dan kemudian dihidratkan semula dalam etanol. Slaid kemudian diwarnakan selama 1 jam dengan 1 peratus kalium ferricyanide dalam 0.1 mol/L penimbal HCl. Aktiviti peroksidase endogen telah dipadamkan, dan kemudian slaid diwarnakan dengan substrat kromogen DAB dan diwarnakan dengan hematoksilin. Mereka telah divisualisasikan menggunakan mikroskop terang-fifield standard.
Tindak balas Rantaian Polimerase Kuantitatif
Ekspresi gen diukur menggunakan probe ujian ekspresi TaqMangene Biosystems Gunaan untuk Hamp dan bactin gen pengemasan (Life Technologies). Nilai kitaran ambang (CT) untuk gen yang diminati pertama kali dinormalisasi dengan menolak nilai CT untuk b-aktin untuk mendapatkan nilai DCT. Nilai DCT sampel ujian seterusnya dinormalisasi kepada purata nilai DCT untuk sampel kawalan untuk mendapatkan nilai DDCT. Tahap ekspresi gen relatif kemudiannya dikira sebagai 2-DDCT.
Perangkaan
Nilai ditunjukkan sebagai SEM min. Perbandingan berpasangan dilakukan menggunakan ujian t Pelajar. Pelbagai perbandingan telah dibuat menggunakan analisis varians. Ujian post hoc menggunakan pembetulan Bonferroni.
Rajah 1|Paksi hepcidin/ferroportin (FPN) dalam tubul renal mengawal penyerapan semula besi dan penting untuk homeostasis besi renalpada tikus betina. (a)Imej perwakilan pewarnaan imunofluoresen untuk FPN, aquaporin 1 (AQP1), aquaporin 2 (AQP2), dan Calbindin (CalD) dalam buah pinggang tikus jenis liar. Bar¼ 200 mm, pembesaran asal 10. Panel akhir, bar¼ 25mm, pembesaran asal 60. (b) Western blot untuk FPN dalambuah pinggangFpnC326Yflfl/flfl/flfl perempuan dan lelaki, Pax8.CreER T2 þ tikus dan kawalan FpnC326Y flfl/flfl pada 1 minggu selepas rawatan tamoxifen. Kuantiti keamatan isyarat ditunjukkan di panel bawah. (c) Western blot untuk FPN dalam buah pinggang tikus Fpnflfl/flfl, Pax8.CreERT2þ dan Fpnflfl/flfl betina dan lelaki, Pax8.CreERT2þ dan kawalan Fpnflfl/flfl pada 1 minggu selepas rawatan tamoxifen. Kuantiti keamatan isyarat ditunjukkan di panel bawah. (d) Tahap besi buah pinggang dalam wanita dan lelaki FpnC326Yflfl/flflTikus ,Pax8.CreERT2þ dan FpnC326Yflfl/flfl mengawal pada 1 minggu, 1 bulan, 3 bulan dan 6 bulan selepas rawatan tamoxifen. (e) Imej perwakilan pewarnaan besi Perls yang dipertingkatkan diaminobenzidine (DAB) di kawasan kortikal buah pinggang haiwan yang sepadan pada 3 bulan selepas induksi tamoxifen. Bar ¼ 200 mm, fifikasi magni asal 10. (f) Paras besi buah pinggang dalam tikus Fpnflfl/flfl, Pax8.CreERT2þ dan Fpnflfl/flfl perempuan dan lelaki, kawalan pada 1 minggu, 1 bulan, 3 bulan dan 6 bulan selepas induksi tamoxifen. (g) Imej perwakilan pewarnaan besi Perls yang dipertingkatkan DAB di kawasan kortikal buah pinggang haiwan yang sepadan pada 3 bulan selepas induksi tamoxifen. (Bersambung)
Rajah 1 |(Bersambung) Bar ¼ 200 mm, pembesaran asal 10. (h) Tahap besi serum dalam tikus FpnC326Yflfl/flfl , Pax8.CreERT2þ dan FpnC326Yflfl/flfl wanita dan lelaki, Pax8.CreERT2þ dan FpnC326Yflfl/flfl pada 1 minggu, 1 bulan, 3 bulan dan 6 bulan selepas rawatan tamoxifen. (i) Tahap besi serum dalam tikus Fpnflfl/flfl ,Pax8.CreERT2þ dan Fpnflfl/flfl wanita dan lelaki dan Fpnflfl/flfl pada 1 minggu, 1 bulan, 3 bulan dan 6 bulan selepas induksi tamoxifen. Nilai ditunjukkan sebagai SEM min. *P <0.05, **p=""><0.01 dan="" ****p=""><0.0001. b-act,="" b-actin;="" samb,="" kawalan;="" dapi,="" 40="" ,6-diamidino-2-phenylindole;="" ppm,="" bahagian="" per="" juta.="" untuk="" mengoptimumkan="" paparan="" imej="" ini,="" sila="" lihat="" versi="" dalam="" talian="" artikel="" ini="" di="">
KEPUTUSAN
Paksi hepcidin/FPN dalam tubul renal mengawal penyerapan semula besi dan penting untuk homeostasis besi renal pada tikus betina
Kami mula-mula berusaha untuk mewujudkan tapak sebenar ungkapan FPN dalambuah pinggang. Untuk itu, kami mengekalkan buah pinggang tetikus untuk FPN dan penanda khusus segmen aquaporin 1 (penanda tubul berbelit proksimal dan anggota nipis menurun Henley), aquaporin 2 (penanda saluran pengumpul dan tubul penyambung), dan calbindin (penanda tubul berbelit distal dan saluran penghubung dan pengumpul kortikal). Kami mendapati bahawa FPN dinyatakan dengan kuat dalam korteks, berkolokalisasi dengan aquaporin 1 ke tubul berbelit proksimal. Terdapat beberapa FPN dalam medula dalam, berkolokalisasi dengan aquaporin 2 ke saluran pengumpul medulla. Tiada kolokalisasi FPN dengan calbindin (Rajah 1a; panel yang lebih besar ditunjukkan dalam Rajah Tambahan S2). Keputusan ini mengesahkan bahawa FPN paling banyak terdapat di kawasan kortikal dalam tubul berbelit proksimal.
Untuk menentukan sama ada FPN buah pinggang dikawal oleh HAMP, kami menggunakan tikus yang menyimpan transgen ketukan Pax8.CreERT2þ, yang memacu ekspresi tamoxifen-inducible Cre recombinase di bawah kawalan promoter gen kotak berpasangan 8 pax8 dalam tubul proksimal dan distal dan dalam salur pengumpul.17 Kami menyeberangi tikus Pax8.CreERT2þ dengan tikus yang mempunyai alel FpnC326Y yang bersyarat ketuk masuk, yang mengekodkan FPN tahan hepcidin. Di samping itu, dan untuk mengesahkan peranan FPN buah pinggang yang dilaporkan sebelum ini dalam penyerapan semula besi, kami melintasi tikus Pax8.CreERT2þ dengan tikus yang melindungi alel Fpnflfl/flfl. Seminggu selepas rawatan tamoxifen untuk mendorong transgen Pax8.CreERT2, paras FPN buah pinggang meningkat pada tikus FpnC326Yflfl/flfl , Pax8.CreERT2þ wanita dan lelaki berbanding dengan kawalan FpnC326Yflfl/flfl (Rajah 1b), menunjukkan bahawa FPN buah pinggang tertakluk kepada peraturan HAMP endogen dalam keadaan fisiologi normal, dan di samping itu mengesahkan kecekapan transgen Pax8.CreERT2þ. Sebaliknya, tahap FPN buah pinggang telah dikurangkan pada tikus Fpnflfl/flfl perempuan dan lelaki, Pax8.CreERT2þ berbanding dengan kawalan Fpnflfl/flfl, seterusnya mengesahkan kecekapan transgene Pax8.CreERT2þ (Rajah 1c). Kekhususan transgen Pax8.CreERT2þ ini juga disahkan oleh kehadiran alel penghapusan (DFpn) dalambuah pinggangtetapi tidak dalam hati atau limpa tikus Fpnflfl/flfl ,Pax8.CreERT2þ (Rajah Tambahan S2A).
Seterusnya, kami menetapkan untuk menentukan sama ada paksi HAMP/FPN buah pinggang mengawal penyerapan semula besi. Untuk itu, kami mengukur paras besi buah pinggang dan serum pada 1 minggu, 1 bulan, 3 bulan, dan 6 bulan selepas rawatan tamoxifen. Kami mendapati bahawa besi buah pinggang
kandungan adalah lebih rendah dalam FpnC326Yflfl/flfl, Pax8.CreERT2þ wanita berbanding wanita kawalan FpnC326Yflfl/flfl pada semua titik masa (Rajah 1d). Kandungan besi buah pinggang pada lelaki tidak berbeza mengikut genotip (Rajah 1d). Noda besi Perl yang dipertingkatkan DAB juga mengesahkan pengurangan paras besi dalam tubul proksimal FpnC326Yflfl/flfl, Pax8.CreERT2þ betina (Rajah 1e; panel yang lebih besar ditunjukkan dalam Rajah Tambahan S2). Sebaliknya, kami mendapati bahawa kandungan besi buah pinggang adalah lebih tinggi pada wanita Fpnflfl/flfl ,Pax8.CreERT2þ berbanding wanita kawalan Fpnflfl/flfl dari 1 bulan dan seterusnya (Rajah 1f). Kandungan besi buah pinggang pada lelaki tidak berbeza mengikut genotip (Rajah 1f). Noda besi Perls yang dipertingkatkan DAB juga mengesahkan pengumpulan besi dalam tubul proksimal Fpnflfl/flfl , Pax8.CreERT2þ betina (Rajah 1g; panel yang lebih besar ditunjukkan dalam Rajah Tambahan S2).
Tahap besi serum meningkat secara sementara dalam kedua-dua tikus FpnC326Yflfl/flfl ,Pax8.CreERT2þ lelaki dan perempuan berbanding dengan kawalan FpnC326Yflfl/flfl pada 1-titik masa bulan (Rajah 1h). Sebaliknya, paras besi serum telah menurun dalam Fpnflfl/flfl, Pax8.CreERT2þ betina berbanding wanita kawalan Fpnflfl/flfl pada 1-titik masa bulan, manakala mereka kekal setanding dengan lelaki genotip berbeza pada semua titik masa (Rajah 1i ). Pemulihan paras besi serum kepada yang dilihat dalam haiwan kawalan pada usia 3 bulan tidak boleh dikaitkan dengan pemulihan paras FPN buah pinggang yang normal. Sesungguhnya, perubahan yang disebabkan oleh Pax8.CreERT2þ dalam tahap FPN buah pinggang masih dikekalkan pada 3 bulan selepas rawatan tamoxifen (Rajah Tambahan S2B dan C). Kandungan besi buah pinggang yang berkurangan dan paras besi serum meningkat dalam FpnC326Yflfl/ flfl ,Pax8.CreERT2þ perempuan menunjukkan bahawa penyerapan semula besi yang bergantung kepada FPN dalam tubul proksimal tertakluk kepada peraturan oleh HAMP di bawah keadaan fisiologi normal. Peningkatan kandungan besi buah pinggang dan penurunan paras besi serum dalam Fpnflfl/flfl ,Pax8.CreERT2þ wanita mengesahkan penemuan sebelumnya bahawa FPN buah pinggang menyumbang kepada penyerapan semula besi. Di samping itu, dalam keadaan fisiologi biasa, kawalan penyerapan semula besi oleh paksi HAMP/FPN buah pinggang nampaknya lebih penting pada wanita berbanding lelaki, sekurang-kurangnya dalam strain C57BL/6.
Cistanche boleh meningkatkan fungsi buah pinggang
Paksi HAMP/FPN buah pinggang menyumbang kepada, tetapi tidak penting untuk, homeostasis besi sistemik normal di bawah keadaan ketersediaan besi normal.
Seterusnya, kami menetapkan untuk menentukan sumbangan paksi HAMP / FPN buah pinggang kepada homeostasis besi sistemik. Kami mendapati bahawa wanita FpnC326Yflfl/flfl ,Pax8.CreERT2þ mengalami peningkatan sementara dalam feritin serum (Rajah 2a), kandungan besi hati (Rajah 2b), dan kandungan besi limpa (Rajah 2c) pada 1-titik masa bulan apabila berbanding dengan wanita kawalan FpnC326Yflfl/flfl. Tahap hemoglobin mereka kekal setanding dengan kawalan pada semua titik masa (Rajah 2d). Tiada satu pun daripada parameter ini berbeza antara lelaki FpnC326Yflfl/flfl, Pax8.CreERT2þ dan kawalan FpnC326Yflfl/flfl mereka (Rajah 2a–d). Tahap erythroferrone tidak berbeza mengikut genotip (Tambahan Rajah 3A). Sebaliknya, kami mendapati bahawa Fpnflfl/ flfl ,Pax8.CreERT2þ betina mempunyai paras feritin serum yang lebih rendah pada 1- dan 3-titik masa bulan (Rajah 2e), kandungan besi hati yang lebih rendah pada 3- dan 6-titik masa bulan (Rajah 2f), dan kandungan besi limpa yang lebih rendah pada 1- dan 3-titik masa bulan (Rajah 2g), jika dibandingkan dengan wanita kawalan Fpnflfl/flfl. Mereka juga mengalami pengurangan sementara dan sederhana dalam tahap hemoglobin pada 3-titik masa bulan (Rajah 2h). Tiada satu pun daripada parameter ini berbeza antara lelaki Fpnflfl/flfl ,Pax8.CreERT2þ dan kawalan Fpnflfl/flfl mereka (Rajah 2e–h). Tahap erythroferrone juga tidak diubah mengikut genotip (Tambahan Rajah 3B). Bersama-sama, data ini menunjukkan bahawa, di bawah keadaan fisiologi biasa, paksi HAMP/FPN buah pinggang menyumbang kepada tahap besi sistemik tetapi dengan sendirinya tidak penting untuk mengekalkan homeostasis besi sistemik yang normal.
Rajah 2|Paksi peptida/ferroportin (FPN) antimikrobial renal hepcidin menyumbang kepada, tetapi tidak penting untuk, sistemik normal.homeostasis besi di bawah keadaan ketersediaan besi normal. (a–d)Indeks besi sistemik dalam tikus FpnC326Yflfl/flfl, Pax8.CreERT2þ dan FpnC326Yflfl/flfl wanita dan lelaki, kawalan FpnC326Yflfl/flfl pada 1 minggu, 1 bulan, 3 bulan dan 6 bulan selepas rawatan tamoxifen, termasuk (a) feritin serum, (b) kandungan besi hati , (c) kandungan besi limpa, dan (d) hemoglobin. (e–h) Indeks besi sistemik dalam tikus Fpnflfl/flfl, Pax8.CreERT2þ dan Fpnflfl/flfl betina dan lelaki, dan kawalan Fpnflfl/flfl pada 1 minggu, 1 bulan, 3 bulan dan 6 bulan selepas induksi tamoxifen, termasuk (e) serum ferritin, ( f) kandungan besi hati, (g) kandungan besi limpa, dan (h) hemoglobin. Nilai ditunjukkan sebagai SEM min. *P < 0.05,="" **p="">< 0.01="" dan="" ***p="">< 0.001.="" ppm,="" bahagian="" per="">
Rajah 3|Paksi peptida antimikrobial hepcidin renal (HAMP)/ferroportin (FPN) menentukan magnitud kelebihan beban besi buah pinggang dan sistemik di bawah keadaan ketersediaan besi yang berlebihan. (a–f)Indeks besi ekstrarenal dalam tikus FpnC326Yflfl/flfl wanita dan lelaki, Pax8.CreERT2þ dan kawalan FpnC326Yflfl/flfl menyediakan sama ada diet kawalan chow (200 bahagian per juta [ppm]) atau diet sarat zat besi (5000 ppm) selama 3 bulan. (Bersambung)
Rajah 3 |(Sambungan) Indeks termasuk (a) besi serum, (b) feritin serum, (c) kandungan besi limpa, (d) kandungan besi jantung, (e) kandungan besi paru-paru, dan (f) kandungan besi hati. (g) Kandungan besi buah pinggang dalam tikus FpnC326Yflfl/flfl ,Pax8.CreERT2þ dan FpnC326Yflfl/flfl perempuan dan lelaki disediakan sama ada diet kawalan chow (200 ppm) atausarat besidiet (5000 ppm) selama 3 bulan. ( h, i ) Imej perwakilan diaminobenzidine (DAB) - pewarnaan besi Perls yang dipertingkatkan dalam hati dan kawasan kritikal buah pinggang haiwan yang sepadan. Bar ¼ 200 mm, pembesaran asal 10. (j) Ekspresi relatif gen hamp dalam hati haiwan yang sepadan. Nilai ditunjukkan sebagai SEM min. *P <0.05, **p=""><0.01, ***p=""><0.001, ****p=""><0.0001, *****p=""><0.00001 dan="" ******p=""><0.000001. untuk="" mengoptimumkan="" paparan="" imej="" ini,="" sila="" lihat="" versi="" dalam="" talian="" artikel="" ini="" di="">
Paksi HAMP/FPN buah pinggang menentukan magnitud kelebihan zat besi buah pinggang dan sistemik di bawah keadaan ketersediaan zat besi yang berlebihan
Seterusnya, kami menetapkan untuk menentukan peranan paksi HAMP/FPN buah pinggang dalam penetapan lebihan besi. Untuk kesan itu, FpnC326Yflfl/flfl, haiwan Pax8.CreERT2þ dan kawalan FpnC326Yflfl/flfl telah diinduksi dengan tamoxifen dan kemudian menyediakan sama ada diet kawalan chow, mengandungi besi 200 ppm, atau diet sarat besi, yang mengandungi besi 5000 ppm, selama 3 bulan. . Kami mendapati bahawa penyediaan diet sarat besi meningkatkan kandungan besi serum, feritin serum, dan besi tisu pada lelaki dan perempuan kedua-dua genotip. Walau bagaimanapun, haiwan FpnC326Yflfl/ flfl ,Pax8.CreERT2þ mempunyai peningkatan yang lebih besar dalam besi serum (Rajah 3a), feritin serum (Rajah 3b), dan kandungan besi dalam limpa (Rajah 3c), jantung (Rajah 3d), paru-paru (Rajah 3e) , dan hati (Rajah 3f) daripada kawalan FpnC326Yflfl/flfl. Sebaliknya, mereka mempunyai peningkatan yang lebih rendah dalam kandungan besi buah pinggang (Rajah 3g). Perbezaan antara genotip dalam tahap pemuatan besi dalam tubul proksimal dan dalam hati juga jelas dalam pewarnaan besi Perls yang dipertingkatkan DAB (Rajah 3h dan i; panel yang lebih besar ditunjukkan dalam Rajah Tambahan S4). Selaras dengan lebihan besi sistemik yang lebih besar, haiwan FpnC326Yflfl/flfl , Pax8.CreERT2þ juga mengalami peningkatan yang lebih besar dalam ekspresi gen hamp hati berbanding dengan kawalan FpnC326Yflfl/flfl (Rajah 3j). Tahap Hemoglo bin tidak terjejas oleh sama ada diet atau genotip, dan selaras dengan ini, paras erythroferrone serum juga kekal tidak berubah (Tambahan Rajah 4A dan B). Findings ini menunjukkan bahawa, di bawah keadaan ketersediaan besi berlebihan, kawalan penyerapan semula besi oleh paksi HAMP/FPN buah pinggang mengurangkan beban besi sistemik sambil meningkatkan beban besi buah pinggang.
Paksi HAMP/FPN buah pinggang menentukan corak kelebihan besi tisu dalam hemochromatosis
Seterusnya, kami berusaha untuk meneroka peranan paksi HAMP/FPN buah pinggang dalam konteks hemochromatosis keturunan, keadaan genetik kelebihan zat besi yang disebabkan oleh kecacatan dalam pengeluaran hepcidin atau tindak balas hepcidin.19 Untuk itu, kami menggunakan tikus yang dijana dalam- rumah yang mempunyai ketukan heterozigot di mana-mana alel fpnC326Y (Fpnwt/C326Y). Kami sebelum ini telah menunjukkan bahawa tikus ini membangunkan ciri fenotip sarat besi bagi hemochromatosis keturunan.15,18 Kami membandingkan corak tisulebihan besipada tikus ini dengan yang dilihat pada tikus jenis liar yang diberi diet sarat zat besi daripada bercerai susu selama 3 bulan. Kedua-dua tikus Fpnwt/ C326Y dan tikus jenis liar yang diberi diet sarat besi mempunyai
peningkatan kandungan besi dalam hati, jantung, dan paru-paru berbanding dengan kawalan masing-masing (Rajah 4a dan b). Kandungan besi buah pinggang dalam Fpnwt / C326Ymice adalah normal pada usia 3 bulan (Rajah 4a) dan hanya meningkat sebanyak 32 peratus berbanding kawalan pada usia 6 bulan (Tambahan Rajah 5A). Sebaliknya, haiwan jenis liar yang menyediakan diet sarat besi mempunyai peningkatan 260 peratus dalam kandungan besi buah pinggang berbanding dengan mereka yang menjalani diet biasa (Rajah 4b). Perbezaan relatif dalam beban besi buah pinggang dan hati antara 2 model juga jelas dalam pewarnaan besi Perls DABenhanced (Rajah 4c dan d; panel yang lebih besar ditunjukkan dalam Rajah Tambahan S5). Magnitud beban besi ekstrarenal adalah setanding antara 2 model, manakala magnitud beban buah pinggang jauh lebih tinggi pada haiwan jenis liar yang menyediakan diet sarat besi berbanding tikus Fpnwt / C326Y (Rajah 4e). FPN telah meningkat dalam korteks dalam kedua-dua tikus Fpnwt / C326Y dan tikus jenis liar menyediakan diet sarat besi (Rajah 4f dan g; panel yang lebih besar ditunjukkan dalam Rajah Tambahan S5). Pemeriksaan lebih dekat ke atas tapak ekspresi FPN dalam tubul proksimal mendedahkan bahawa ia kelihatan menyetempat secara intraselular serta membran basolateral dalam tikus Fpnwt / C326Y. Sebaliknya, FPN nampaknya menyetempat terutamanya kepada sitoplasma, membran apikal, dan secara mengejutkan nukleus pada tikus menyediakan diet sarat besi (Rajah 4f dan g, panel bawah). Corak penyetempatan FPN yang timbul daripada penyediaan diet sarat besi telah disahkan lagi menggunakan haiwan Fpnflfl/flfl ,Pax8.CreERT2þ Fpnflfl/flfl, Pax8.CreERT2þ sebagai kawalan negatif (Rajah Tambahan S5B). Pemerhatian ini, bersama-sama dengan penemuan sebelumnya bahawa haiwan FpnC326Yflfl/flfl ,Pax8.CreERT2þ mempunyai beban besi buah pinggang yang lebih rendah daripada kawalan berikutan peruntukansarat besidiet, menunjukkan bahawa kehilangan tindakan HAMP pada FPN buah pinggang melindungibuah pinggangdaripada pemuatan besi dalam keadaan hemochromatosis keturunan.
PERBINCANGAN
Finding yang paling penting dalam kajian ini ialah HAMP endogen mengawal penyerapan semula besi pengantara FPN. Kajian terdahulu telah melaporkan pengawalseliaan FPN oleh HAMP eksogen dalam sel buah pinggang yang dikultur, dan hubungan songsang antara tahap HAMP dan FPN dalambuah pinggangberikutan oklusi ureter unilateral.12,13 Walau bagaimanapun, ini adalah demonstrasi pertama bahawa peraturan sedemikian beroperasi secara in vivo di bawah keadaan fisiologi normal, dan dengan cara yang menjejaskan homeostasis besi renal dan sistemik. Kekuatan khusus kajian ini ialah penggunaan tikus baru, yang dijana secara dalaman, untuk menampung kehilangan daya tindak balas HAMP khusus buah pinggang. Pendekatan ini membolehkan kajian paksi HAMP/FPN buah pinggang tanpa kesan mengelirukan homeostasis besi sistemik yang diubah, sebaliknya dilihat dalam model haiwan di mana-mana.
Rajah 4|Renal hepcidin antimikrobial peptide/ferroportin (FPN) menentukan corak kelebihan besi tisu dalam hemochromatosis. (a)Tahap besi dalam buah pinggang, hati, jantung dan paru-paru haiwan Fpnwt/C326Y dan kawalan Fpnwt/wt pada usia 3 bulan. (b) Paras besi dalambuah pinggang, hati, jantung dan paru-paru dalam haiwan jenis liar disediakan sama ada diet kawalan chow (200 bahagian per juta [ppm]) atau diet sarat besi (5{{4{{ 42}}}}00 ppm) daripada cerai susu selama 3 bulan. (c) Imej perwakilan pewarnaan besi Perls yang dipertingkatkan diaminobenzidine (DAB) dalam korteks buah pinggang dan hati haiwan Fpnwt/C326Y dan kawalan Fpnwt/wt pada usia 3 bulan. Bar ¼ 200 mm, pembesaran asal10. (d) Imej perwakilan pewarnaan besi Perls yang dipertingkatkan DAB dalam korteks buah pinggang dan hati haiwan jenis liar disediakan sama ada diet kawalan chow (200 ppm) atau diet sarat besi (5000 ppm) daripada bercerai susu selama 3 bulan. Bar ¼ 200 mm, pembesaran asal 10. (e) Perbandingan tahap pembebanan besi tisu antara haiwan Fpnwt/C326Y dan haiwan jenis liar yang diberi diet sarat besi. Nilai yang ditunjukkan untuk setiap haiwan dinormalkan kepada min kumpulan kawalan masing-masing. (f) Imej perwakilan pewarnaan imunofluoresen FPN dalam korteks buah pinggang haiwan Fpnwt/C326Y dan kawalan Fpnwt/wt pada usia 3 bulan. Panel atas, bar ¼ 200 mm, pembesaran asal 10. Panel bawah, bar ¼ 25 mm, pembesaran asal 60. (g) Imej perwakilan pewarnaan imunopendarfluor FPN dalam korteks buah pinggang haiwan jenis liar disediakan sama ada diet chow kawalan (200 ppm) atau diet sarat zat besi (5000 ppm) daripada bercerai susu selama 3 bulan. Panel atas, bar ¼ 200 mm, pembesaran asal 10. Panel bawah, bar ¼ 25 mm, pembesaran asal 60. Nilai ditunjukkan sebagai min SEM. *P <0.05, **p=""><0.01, ***p=""><0.001 dan="" ****p=""><0.0001. untuk="" mengoptimumkan="" paparan="" imej="" ini,="" sila="" lihat="" versi="" dalam="" talian="" artikel="" ini="" di="">
Finding penting kedua dalam kajian ini ialah HAMP/FPN buah pinggang menentukan magnitud kedua-dua kelebihan besi buah pinggang dan sistemik (Rajah 5). Sesungguhnya, kehilangan tindak balas HAMP dalam tubul renal meningkatkan magnitud beban besi hati, limpa, jantung, dan paru-paru, sambil mengurangkan magnitud lebihan besi buah pinggang berikutan penyediaan diet sarat zat besi. Selaras dengan ini, lebihan zat besi buah pinggang yang lebih besar dilihat berikutan penyediaan diet sarat besi kepada haiwan jenis liar (di mana paksi HAMP/FPN buah pinggang adalah utuh) berbanding tikus hemochromatosis (di mana paksi HAMP/FPN buah pinggang juga terganggu) (abstrak grafik). Finding ini mungkin menjelaskan pemerhatian klinikal bahawabuah pinggangtidak biasa terjejas pada pesakit dengan hemokromatosis keturunan.19
Rajah 5|Peranan paksi peptida antimikrobial hepcidin renal (HAMP)/ferroportin (FPN) dalam penetapan lebihan besi.Penyediaan diet sarat besi meningkatkan ketersediaan besi serum dan paras besi dalam fifiltrat glomerular dan meningkatkan pengeluaran dan pelepasan hepcidin (HAMP) oleh hati. Peningkatan HAMP serum menghalang penyerapan semula besi dengan menyekat FPN dalam tubul renal. Perencatan penyerapan semula besi menyebabkan pengekalan besi buah pinggang sambil mengurangkan ketersediaan besi sistemik dan seterusnya mengurangkan bebanan besi hati. Dalam tikus FpnC3326Yflfl/flfl,Pax8.CreERT2þ, kehilangan tindak balas HAMP dalam tubul renal menyebabkan penyerapan semula besi yang tidak terkawal. Ini, seterusnya, menghalang pengekalan besi buah pinggang sambil meningkatkan ketersediaan besi sistemik dan seterusnya meningkatkan lebihan besi hati.
Walaupun kedua-dua hemochromatosis dan kelebihan zat besi pemakanan meningkatkan FPN dalam tubul renal, ia kelihatan menghasilkan corak penyetempatan yang berbeza pada petak apikal, intrasel, atau basolateral. Pemerhatian yang sama dibuat dalam duodenum tikus, di mana gavage besi didapati mengubah taburan relatif FPN antara petak-petak ini dalam enterosit duodenum.20 Satu tafsiran keputusan ini adalah bahawa dalam penetapan kelebihan zat besi diet, peningkatan terjemahan FPN (diantara oleh protein pengawalseliaan besi) akan bertindak untuk mengekalkan pengeluaran FPN keseluruhan yang tinggi dalam sel tubular renal, manakala peningkatan HAMP serum akan mengurangkan bahagian FPN yang boleh menyetempat ke membran basolateral. Ia berikutan daripada tafsiran ini bahawa perbezaan antara laporan terdahulu mengenai penyetempatan FPN dalam tubul proksimal boleh mencerminkan perbezaan dalam kandungan besi tiub renal dan dalam paras hepcidin serum antara model haiwan yang digunakan dalam kajian yang berbeza.5,11-14,21 Sebagai alternatif, perbezaan ini boleh mencerminkan tahap kereaktifan tidak spesifik yang dilaporkan sebelum ini berhubung dengan antibodi FPN komersial, termasuk yang digunakan dalam kajian ini.14 Kepentingan fungsi penyetempatan apikal FPN dalam tubul renal masih tidak jelas, dan kami tidak dapat mengesan sebarang perubahan. dalam perkumuhan besi dalam air kencing dalam tikus yang dimuatkan dengan besi (Tambahan Rajah 5C). Satu lagi pemerhatian yang menarik ialah beberapa FPN muncul secara setempat kepada nukleus dalam tubul renal tikus yang dimuatkan dengan besi. Pemerhatian yang sama dibuat oleh orang lain dalam makrofaj yang dimuatkan besi dan dalam hati tikus. Kajian terakhir mendapati FPN nuklear terlibat dalam pengekalan besi nuklear sebagai sebahagian daripada tindak balas fasa akut.22,23 Kajian terperinci tentang penyetempatan subselular FPN dalam keadaan besi yang berbeza dan dalam patologi yang berbeza diperlukan untuk memajukan lagi pemahaman kita tentang peranan FPN dalam buah pinggang.
Peraturan dan fungsi HAMP buah pinggang juga tidak difahami sepenuhnya. Kami mendapati bahawa ekspresi gen hamp dalam buah pinggang meningkat pada haiwan jenis liar berikutan penyediaan diet sarat besi (Tambahan Rajah 5E), tetapi kekal tidak berubah dalam tikus hemochromatosis (Tambahan Rajah 5D), dan pada mereka yang melindungi tubul renal- kehilangan spesifik FPN atau tubul renal-kehilangan spesifik tindak balas HAMP (Rajah Tambahan S5F dan G). Keputusan ini tidak menyokong tanggapan bahawa ekspresi gen hamp buah pinggang dikawal secara tempatan oleh tahap besi buah pinggang. Dari segi fungsi HAMP buah pinggang, kajian terdahulu dalam model oklusi ureter unilateral mencadangkan bahawa ia terlibat dalam mengawal FPN buah pinggang. Kami mendapati bahawa HAMP buah pinggang (dikesan menggunakan antibodi terhadap peptida pro-HAMP) dikolokalisasikan dengan calbindin (penanda tubul berbelit distal dan saluran pengumpul kortikal dan saluran penghubung) (Rajah Tambahan S5H). Sebaliknya, ungkapan FPN tidak berkolokalisasi dengan calbindin, walaupun pada tikus yang mempunyai kehilangan respon HAMP khusus buah pinggang (Rajah 1a dan Rajah Tambahan S5I). Keputusan ini tidak konsisten dengan peranan autokrin untuk HAMP buah pinggang dalam peraturan FPN buah pinggang. Walau bagaimanapun, HAMP buah pinggang mungkin terlibat dalam peraturan paracrine FPN buah pinggang. Pada masa hadapan, adalah menarik untuk mengkaji fungsi parakrin HAMP buah pinggang, dan untuk mengukur sumbangan relatif HAMP buah pinggang dan hepatik kepada kawalan penyerapan semula besi.
Satu lagi pemerhatian menarik daripada kajian ini ialah, di bawah keadaan ketersediaan besi biasa, paksi HAMP/FPN buah pinggang tidak penting untuk mengekalkan homeostasis besi sistemik yang normal dan sebaliknya lebih penting untuk mengawal tahap besi buah pinggang, sekurang-kurangnya pada tikus betina. terikan C57BL/6. Malah, walaupun perubahan yang diperhatikan dalam tahap besi buah pinggang akibat kehilangan FPN atau tindak balas HAMP dalam tubul renal adalah berterusan, perubahan dalam indeks besi sistemik adalah bersifat sementara. Sifat sementara bagi kesan sistemik mencadangkan mekanisme pampasan penglibatan. Satu mekanisme pampasan yang mungkin adalah modulasi penyerapan zat besi oleh HAMP hepatik. Sesungguhnya, kami mendapati bahawa dalam tikus yang menyimpan kehilangan spesifik buah pinggang bagi tindak balas HAMP, ekspresi gen hamp hepatik telah meningkat berikutan peningkatan paras besi serum pada 1-titik masa bulan dan kekal meningkat pada titik masa kemudian. Sebaliknya, ekspresi gen hamp hepatik telah ditindas dalam tikus yang melindungi kehilangan FPN khusus buah pinggang berikutan penurunan paras besi serum pada 1-titik masa bulan dan kekal ditindas pada titik masa kemudian (Rajah Tambahan S6A dan B). Di samping itu, peningkatan ekspresi gen hamp hepatik dalam tetapan fifirst disertai dengan penurunan tahap FPN usus, manakala penurunan ekspresi gen hamp hepatik dalam tetapan kedua disertai oleh FPN usus yang lebih tinggi (Supplementary Figure S6C dan D). Keputusan ini menunjukkan bahawa tindakan HAMP hepatik terhadap penyerapan zat besi adalah mekanisme pampasan aktif yang terlibat dalam mengekalkan homeostasis besi sistemik yang normal dalam menghadapi penyerapan semula besi buah pinggang yang terganggu.
Cistanche boleh membaiki fungsi buah pinggang
Nota, di bawah keadaan ketersediaan besi biasa, paksi HAMP/FPN buah pinggang kelihatan lebih penting pada tikus betina berbanding tikus jantan, sekurang-kurangnya dalam strain C57BL/6. Pemerhatian ini tidak boleh dikaitkan dengan perbezaan antara lelaki dan perempuan dalam aktiviti transgene Pax8.CreERT2þ. Dimorfisme seksual dalam tahap dan corak pengangkut di sepanjang nefron telah dilaporkan sebelum ini dalam ketegangan tetikus ini.24 Selaras dengan ini, kami mendapati ungkapan asas FPN yang lebih tinggi dalambuah pinggangwanita berbanding dalam buah pinggang rakan sepah lelaki (Rajah Tambahan S2D). Kajian terdahulu menggunakan transgene Cre recombinase yang berbeza, didorong oleh promoter Nestin yang aktif secara konstitutif untuk memadam fpn dalam keseluruhan nefron, juga melaporkan peningkatan dalam tahap besi buah pinggang dan penurunan dalam serum besi dan simpanan besi hati. Walau bagaimanapun, kajian itu dijalankan dalam strain tikus yang berbeza (129/SvEvTac) dan tidak menganalisis kord fenotip kepada jantina atau kursus masa.14
hemochromatosis dan gangguan besi lain.
PENDEDAHAN
Semua pengarang mengisytiharkan tiada kepentingan bersaing.
PENGHARGAAN
SL-L ialah penerima Fellowship Pasca Kedoktoran Sains Asas Pertengahan British Heart Foundation (FS/12/63/29895). GM dibiayai oleh aProjek UK Penyelidikan Buah Pinggangpemberian (RP_020_20160303) diberikan kepada SL-L.
SUMBANGAN PENULIS
SL-L mengandungkan kajian. SL-L dan GM menjalankan eksperimen. SL-L menganalisis dan mentafsir keputusan. SL-L menulis manuskrip. AM menyumbang bahan. PAR mengulas manuskrip tersebut.
BAHAN TAMBAHAN
Fail Tambahan (PDF)
Rajah S1. Pengesahan kekhususan antibodi FPN dan HAMP. (A) Imej perwakilan pewarnaan imunofluoresen FPN dalam korteks buah pinggang haiwan Fpnflfl/flfl, Pax8.CreERT2þ dan kawalan Fpnflfl/flfl pada usia 3 bulan. Panel atas, bar ¼ 200 mm, pembesaran asal 10. Panel bawah, bar ¼ 25 mm, pembesaran asal 60. (B) Imej perwakilan pewarnaan imunopendarfluor HAMP dalam korteks buah pinggang haiwan Hamp–/– dan kawalan jenis liar pada 3 bulan umur. Panel atas, bar ¼ 200 mm, pembesaran asal 10. Panel bawah, bar ¼ 25 mm, pembesaran asal 60.
Rajah S2. Pengesahan aktiviti dan kekhususan Pax8.CreERT2þ. (A) Genotaip tikus Fpnflfl/flfl dan Fpnflfl/flfl ,Pax8.CreERT2þ menggunakan DNA genomik yang diekstrak daripada hati, limpa, danbuah pinggangpada 1 minggu selepas induksi tamoxifen. (B) Western blot untuk FPN dalambuah pinggangtikus FpnC326Yflfl/flfl ,Pax8.CreERT2þ dan FpnC326Y perempuan dan lelaki pada 3 bulan selepas rawatan tamoxifen. Kuantiti keamatan isyarat ditunjukkan dalam panel bawah. (C) Western blot untuk FPN dalam buah pinggang tikus Fpnflfl/flfl ,Pax8.CreERT2þ dan Fpnflfl/flfl betina dan lelaki dan lelaki pada 3 bulan selepas rawatan tamoxifen. Kuantiti keamatan isyarat ditunjukkan dalam panel bawah. (D) Western blot untuk FPN dalam buah pinggang jenis liar betina dan lelaki bersepah pada usia 3 bulan. Kuantiti keamatan isyarat ditunjukkan dalam panel bawah. (E–G) Versi panel yang lebih besar dalam Rajah 1a, g dan e, masing-masing. Nilai ditunjukkan sebagai SEM min. *P < 0.05,="" ***p=""><>
Rajah S3. Tahap erythroferrone serum tidak diubah dalam FpnC326Yflfl/flfl Pax8.CreERT2þ dan Fpnflfl/flfl ,Pax8.CreERT2 tikus. (A) Tahap serum erythroferrone dalam FpnC326Yflfl/flfl wanita dan lelaki, Pax8.CreERT2þ tikus dan kawalan FpnC326Yflfl/flfl pada 1 minggu, 1 bulan, 3 bulan dan 6 bulan selepas rawatan tamoxifen. (B) Tahap serum erythroferrone dalam tikus Fpnflfl/flfl ,Pax8.CreERT2þ dan Fpnflfl/flfl wanita dan lelaki dan Fpnflfl/flfl pada 1 minggu, 1 bulan, 3 bulan dan 6 bulan selepas induksi tamoxifen. Nilai ditunjukkan sebagai SEM min.
Rajah S4. Hemoglobin dan paras eritroferon serum tidak diubah dalam FpnC326Yflfl/flfl ,Pax8.CreERT2þ yang diberi diet sarat zat besi. (A) Tahap hemoglobin dalam tikus FpnC326Yflfl/flfl , Pax8.CreERT2þ dan FpnC326Yflfl/flfl wanita dan lelaki yang diberi makan sama ada diet kawalan (mengandungi 200 ppm besi) atau diet sarat besi (mengandungi 5000 ppm besi selama 3 bulan) daripada cerai susu . (B) Tahap erythroferrone serum dalam tikus FpnC326Yflfl/ flfl , Pax8.CreERT2þ dan FpnC326Yflfl/flfl wanita dan lelaki yang diberi makan sama ada diet kawalan (mengandungi zat besi 200 ppm) ataudiet sarat zat besi(mengandungi 5000 ppm besi) daripada cerai susu selama 3 bulan. Nilai ditunjukkan sebagai SEM min. (C, D) Versi panel yang lebih besar dalam Rajah 3h dan i, masing-masing.
Rajah S5. Pengendalian besi renal dan ekspresi hamp buah pinggang dalam model tetikus yang berbeza. (A) Tahap besi buah pinggang dalam haiwan Fpnwt/C326Y dan kawalan Fpnwt/wt pada usia 6 bulan. (B) Imej perwakilan pewarnaan imunofluoresen FPN dan AQP1 dalam korteks buah pinggang haiwan Fpnflfl/flfl ,Pax8.CreERT2þ dan kawalan Fpnflfl/flfl diberi diet sarat besi yang mengandungi 50}00 ppm daripada penyapihan susu selama 3 bulan. Bar ¼ 25 mm, pembesaran asal 60. (C) Paras besi kencing (dinormalkan kepada kreatinin kencing) dalam haiwan jenis liar yang diberi diet sarat besi yang mengandungi besi 5000 ppm atau diet kawalan yang mengandungi besi 200 ppm daripada cerai susu selama 3 bulan. (D) Ekspresi gen hamp buah pinggang dalam haiwan Fpnwt / C326Y dan kawalan Fpnwt / wt pada usia 3 bulan. (E) Ekspresi gen hamp buah pinggang dalam haiwan jenis liar yang diberi diet sarat besi yang mengandungi besi 5000 ppm atau diet kawalan yang mengandungi 200 ppm besi daripada penyapihan selama 3 bulan. (F) Ekspresi gen hamp buah pinggang dalam tikus FpnC326Yflflflfl wanita dan lelaki, Pax8.CreERT2þ dan FpnC326Yflflflfl mengawal pada 1 minggu, 1 bulan, 3 bulan dan 6 bulan selepas rawatan tamoxifen. (G) Ekspresi gen hamp buah pinggang dalam tikus Fpnflflflfl, Pax8.CreERT2þ dan Fpnflfl/flfl wanita dan lelaki pada 1 minggu, 1 bulan, 3 bulan dan 6 bulan selepas induksi tamoxifen. (H) Imej perwakilan pewarnaan imunofluoresen HAMP dan CalD dalam korteks buah pinggang haiwan jenis liar pada usia 3 bulan. Bar ¼ 25 mm, pembesaran asal 60. (I) Imej perwakilan pewarnaan imunofluoresen FPN dan CalD dalam korteks buah pinggang FpnC326Yflfl/ flfl ,Pax8.CreERT2þ haiwan pada usia 1 bulan. Bar ¼ 25 mm, pembesaran asal 60. (J–M) Versi panel yang lebih besar dalam Rajah 4c, d, f dan g, masing-masing. Nilai ditunjukkan sebagai SEM min. *P <>
Rajah S6. Ekspresi gen hamp hati dan tahap FPN usus diubah pada tikus dengan tubul renal-spesifik knockout fpn dan pada tikus dengan tubulus renal-spesifik knock-in fpnC326Y. (A) Ekspresi relatif mRNA hamp dalam hati tikus FpnC326Yflfl/flfl, Pax8.CreERT2þ dan FpnC326Yflfl/flfl betina pada 1 minggu, 1 bulan, 3 bulan dan 6 bulan selepas rawatan tamoxifen. (B) Ekspresi relatif mRNA hamp dalam hati tikus Fpnflflflfl betina, Pax8.CreERT2þ dan kawalan Fpnflfl/flfl pada 1 minggu, 1 bulan, 3 bulan dan 6 bulan selepas rawatan tamoxifen. (C) Imej perwakilan imunostaining FPN dalam usus tikus FpnC326Y flflflfl, Pax8.CreERT2þ dan FpnC326Yflfl/flfl betina 1 bulan selepas rawatan tamoxifen. Bar ¼ 200 mm, pembesaran asal10. (D) Imej perwakilan imunostaining FPN dalam usus Fpnflflflfl betina, Pax8.CreERT2þ dan kawalan Fpnflfl/flfl 1 bulan selepas rawatan tamoxifen. Bar ¼ 200 mm, pembesaran asal 10. Nilai ditunjukkan sebagai min SEM. *P <0.05, **p=""><0.01, dan=""><>
Cistanche boleh melegakan jangkitan buah pinggang
RUJUKAN
1. Donovan A, Lima CA, Pinkus JL, et al. Ferroportin/slc40a1 pengeksport besi adalah penting untuk homeostasis besi. Metab Sel. 2005;1:191–200.
2. Ganz T. Besi selular: ferroportin adalah satu-satunya jalan keluar. Metab Sel. 2005;1:155–157.
3. Nemeth E, Tuttle MS, Powelson J, et al. Hepcidin mengawal pengeluaran besi selular dengan mengikat ferroportin dan mendorong internalisasinya. Sains. 2004;306:2090–2093.
4. Qiao B, Sugianto P, Fung E, et al. Endositosis ferroportin yang disebabkan oleh Hepcidin bergantung kepada ubiquitination ferroportin. Metab Sel. 2012;15:918–924.
5. Wareing M, Ferguson CJ, Green R, et al. Pencirian in vivo pengangkutan besi buah pinggang dalam tikus yang dibius. J Fisiol. 2000;524:581–586.
6. Christensen I, Birn H, Storm T, et al. Reseptor endositik dalam tubul proksimal buah pinggang. Fisiologi. 2012;27:223–236.
7. Zhang D, Meyron-Holtz E, Rouault T. Metabolisme besi renal: penghantaran besi transferrin dan peranan protein pengawalseliaan besi. J Am Soc Nephrol. 2007;18:401–406.
8. Canonne-Hergaux F, Gruenheid S, Ponka P, Gros P. Penyetempatan selular dan subselular pengangkut besi Nramp2 dalam sempadan berus usus dan peraturan oleh besi pemakanan. darah. 1999;93: 4406–4417.
9. Wang C, Jenkitkasemwong S, Duarte S, et al. ZIP8 ialah pengangkut besi dan zink yang ekspresi permukaan selnya dikawal selia oleh pemuatan besi selular. J Biol Chem. 2012;287:34032–34043.
10. Martines A, Masereeuw R, Tjalsma H, et al. Metabolisme besi dalam patogenesis kecederaan buah pinggang akibat besi. Nat Rev Nephrol. 2013;9:385–398.
11. Wolff N, Liu W, Fenton R, et al. Ferroportin 1 dinyatakan secara basolateral dalam sel tubul proksimal buah pinggang tikus dan lebihan besi meningkatkan pemerdagangan membrannya. J Sel Mol Med. 2011;15:209–219.
12. Pan S, Qian ZM, Cui S, et al. Hepcidin tempatan meningkatkan beban besi intraselular melalui degradasi ferroportin dalam buah pinggang. Biochem Biophys Res Commun. 2020;522:322–327.
13. Moulouel B, Houamel D, Delaby C, et al. Hepcidin mengawal pengendalian besi intrarenal pada nefron distal. Buah Pinggang Int. 2013;84:756–766.
14. Wang X, Zheng X, Zhang J, et al. Fungsi fisiologi ferroportin dalam pengawalan kitar semula besi buah pinggang dan kecederaan buah pinggang akut iskemia. Am J Physiol Fisiol Renal. 2018;315:F1042–F1057.
15. Lakhal-Littleton S, Wolna M, Chung YJ, et al. Peranan autonomi sel penting untuk hepcidin dalam homeostasis besi jantung. Elife. 2016;5: e19804.
16. Lakhal-Littleton S, Wolna M, Carr CA, et al. Ferroportin jantung mengawal homeostasis besi selular dan penting untuk fungsi jantung. Proc Natl Acad Sci US A. 2015;112:3164–3169.
17. Espana-Agusti J, Zou X, Wong K, et al. Penjanaan dan pencirian garis transgenik Pax8-CreERT2 dan garis ketukan Slc22a6-CreERT2 untuk manipulasi genetik yang boleh diinduksi dan spesifik bagi sel epitelium tiub renal. PLoS One. 2016;11:e0148055.
18. Lakhal-Littleton S, Crosby A, Frize M, et al. Kekurangan zat besi intraselular dalam sel otot licin arteri pulmonari mendorong hipertensi arteri pulmonari pada tikus. Proc Natl Acad Sci US A. 2019;116:13122– 13130.
19. Camaschella C. Memahami homeostasis besi melalui analisis genetik hemochromatosis dan gangguan yang berkaitan. darah. 2005;106: 3710–3717.
20. Núñez MT, Tapia V, Rojas A, et al. Bekalan besi menentukan taburan membran apikal/ basolateral pengangkut besi usus DMT1 dan ferroportin 1. Am J Physiol Cell Physiol. 2010;298:C477–C485.
21. Veuthey T, D'Anna MC, Roque ME. Peranan buah pinggang dalam homeostasis besi: ekspresi buah pinggang prohepcdin, ferroportin, dan DMT1 dalam tikus anemia. Am J Physiol Fisiol Renal. 2008;295:F1213–F1221.
22. Naz N, Malik I, Sheikh N, et al. Ferroportin-1 ialah protein fasa akut negatif "nuklear" dalam hati tikus: perbandingan dengan protein pengangkutan besi yang lain. Lab Invest. 2012;92:842–856.
23. Aydemir F, Jenkitkasemwong S, Gulec S, Knutson MD. Pemuatan besi meningkatkan RNA nuklear heterogen ferroportin dan tahap mRNA dalam makrofaj murine J774. J Nutr. 2009;139:434–438.
24. Veiras LC, Girardi ACC, Curry J, et al. Corak dimorfik seksual pengangkut buah pinggang dan homeostasis elektrolit. J Am Soc Nephrol. 2017;28: 3504–3517.
