Bahagian Empat DsbA-L Berinteraksi Dengan VDAC1 dalam Apoptosis Sel Tubular Berantara Mitokondria Dan Menyumbang Kepada Perkembangan Penyakit Buah Pinggang Akut

Perbincangan

Kajian terbaru mendapati bahawa DsbA-L menindas tahap glukosa (HG) yang tinggi yang disebabkan oleh apoptosis sel tubular renal dan kerosakan mitokondria dalam nefropati diabetik (DN) (18, 37). Dalam kajian semasa, kami menunjukkan bahawa ekspresi DsbA-L telah diinduksi berikutan rawatan I / R dalam sel BUMPT, dan buah pinggang kedua-dua tikus dan pesakit (Rajah 1). Keputusan ini mengesahkan keputusan artikel sebelumnya yang melaporkan ekspresi DsbA-L dalam mitokondria dalam sel buah pinggang (Rajah 5).22 Secara fungsional, kami mendapati bahawa apoptosis sel renal dan kerosakan mitokondria yang dimediasi DsbA-L memacu perkembangan AKI apabila disebabkan oleh iskemia, VAN, dan CLP (Rajah 2, S1 dan S3). Walau bagaimanapun, tindakan ini adalah bertentangan dengan DsbA-L dalam apoptosis sel buah pinggang yang disebabkan oleh HG. Perbezaan ini mungkin berkaitan dengan faktor yang menyebabkan kerosakan dan jenis penyakit. Secara mekanikal, kami mendapati bahawa DsbA-L berinteraksi dengan VDAC1 dalam mitokondria sel buah pinggang dan kemudian menyebabkan apoptosis. Penemuan ini selanjutnya disahkan oleh pesakit AKI yang disebabkan oleh iskemia atau nefritis interstisial akut (AIN) (Rajah S8). Secara kolektif, data ini menunjukkan bahawa DsbA-L boleh dianggap sebagai sasaran intervensi baharu untuk AKI.

Klik di sini untuk mengetahui faedah Cistanche

Kerja terdahulu melaporkan bahawa DsbA-L memainkan kesan perlindungan utama pada buah pinggang dalam DN.37 Sebaliknya, kajian kami sekarang menunjukkan bahawa DsbA-L mengantarkan perkembangan fibrosis buah pinggang dalam UUO.22 Walau bagaimanapun, peranan DsbA-L AKI kekal sebahagian besarnya tidak diketahui. Dalam kajian semasa, kami mendapati bahawa DsbA-L mengantarkan perkembangan AKI. Beberapa baris bukti menyokong penemuan ini. Pertama, PT-DsbA-L-KO terutamanya melemahkan AKI iskemia (Rajah 2). Kedua, kejatuhan DsbA-L mengurangkan apoptosis yang disebabkan oleh I/R dalam sel BUMPT; sebaliknya, kesan ini dipertingkatkan oleh ekspresi berlebihan DsbA-L (Rajah 3). Ketiga, PT-DsbA-L-KO memperbaiki kedua-dua VAN- dan CLP-induced-AKI (Rajah S1 dan S3). Secara kolektif, data ini memberikan bukti kukuh untuk mengesahkan bahawa ungkapan DsbA-L dalam tubul renal proksimal memainkan peranan penting dalam AKI.

Cistanche tubulosa

VDAC1, protein berbilang fungsi, memainkan peranan penting dalam Ca2 ditambah homeostasis, tekanan oksidatif dan apoptosis pengantaraan mitokondria.19,38- 40 Badan penyelidikan yang semakin meningkat telah melaporkan bahawa VDAC1 mengantara perkembangan kanser, neurodegenerasi, dan kecederaan I/R miokardium.41- 43 Walau bagaimanapun, sangat sedikit yang diketahui tentang peranan VDAC1 dalam penyakit buah pinggang. Satu kertas kerja baru-baru ini menunjukkan bahawa penghapusan global VDAC1 menyekat pemulihan morfologi dalam tubul proksimal, peningkatan fungsi buah pinggang, dan peningkatan fibrosis buah pinggang selepas kecederaan iskemia.44 Walau bagaimanapun, peranan VDAC1 dalam tubul renal semasa kecederaan iskemia masih tidak jelas. Dalam kajian ini, kami menunjukkan bahawa kecederaan iskemia mendorong ekspresi VDAC1 in vitro dan meningkatkan perkembangan AKI. Beberapa baris bukti menyokong peranan VDAC1 dalam tikus AKI:1 PT-VDAC1-KO yang menunjukkan pengecilan ketara AKI yang disebabkan oleh I/R (Rajah 9) 2; perencatan VDAC1 menindas apoptosis yang disebabkan oleh I/R dalam sel BUMPT (Rajah 6) 3; CLP dan AKI yang disebabkan oleh VAN telah dilemahkan oleh PT- VDAC1-KO (Rajah S2 dan S3). Di samping itu, kalah mati global VDAC1 menghalang pembaikan kerosakan mitokondria yang disebabkan oleh I / R.44 Kajian kami menunjukkan bahawa perencatan VDAC1 dengan ketara melemahkan apoptosis dalam sel-sel buah pinggang dan kerosakan mitokondria yang disebabkan oleh kecederaan iskemia, dan oleh model CLP dan VAN-kecederaan. , seperti yang ditunjukkan oleh kadar apoptosis yang lebih rendah, tahap kecederaan mitokondria yang berkurangan, tahap pengurangan caspase terbelah-3, tahap pengumpulan Bax yang lebih rendah dalam mitokondria dan tahap pelepasan Cyt-c yang lebih rendah ke dalam sitosol (Rajah S1, S2, dan S4). Walau bagaimanapun, mekanisme peraturan VDAC1 untuk apoptosis sel renal yang disebabkan oleh I / R masih tidak jelas dalam kajian semasa, yang menggalakkan kami untuk meneroka lebih lanjut dalam kajian masa depan. Secara kolektif, data ini menyokong fakta bahawa ekspresi VDAC1 dalam tubulus proksimal buah pinggang terlibat dalam perkembangan AKI.

suplemen cistanche

Peranan DsbA-L dalam AKI bergantung pada VDAC1. Pertama, tikus PT-DsbA-L KO mempamerkan pengecilan ketara ekspresi VDAC1 dalam VAN- dan CLPinduced AKI (Rajah S1 dan S3). Sebaliknya, VDAC1 siRNA atau PT-VDAC1-KO tidak menjejaskan ungkapan VDAC1 (Rajah 6, S2 dan S4). Kedua, ekspresi berlebihan DsbA-L meningkatkan perkembangan AKI yang disebabkan oleh I/R disertai dengan peningkatan tahap apoptosis sel renal; kesan ini telah dikurangkan dengan ketara dalam tikus PTDsbA-L KO (Rajah S2). Ketiga, PT-DsbA-L KO melemahkan kecederaan iskemia; ini telah diterbalikkan oleh overexpression VDAC1 (Rajah 10). Keempat, DsbA-L siRNA melemahkan dengan ketara apoptosis sel HK-2 yang disebabkan oleh I/R, kesan ini telah diterbalikkan oleh ekspresi berlebihan plasmid VDAC1 (Rajah S6a- h). Kelima, VDAC1 siRNA terutamanya meningkatkan apoptosis sel HK-2, ini tidak diperkukuh oleh ekspresi berlebihan plasmid DsbA-L (Rajah S7a- h). Data ini sangat menyokong fakta bahawa DsbA-L mengantara perkembangan AKI dengan mengawal selia VDAC1. Sama ada DsbA-L mengawal secara langsung ekspresi VDAC1 perlu disiasat lebih lanjut. Dalam kajian ini, keputusan IP bersama kami menunjukkan bahawa DsbA-L berinteraksi dengan VDAC1 dalam mitokondria kedua-dua kawalan dan kumpulan I / R dari sel BUMPT dan buah pinggang tikus dan pesakit (Rajah 1 a dan b). Penyetempatan bersama DsbA-L dan VDAC1 seterusnya mengesahkan keputusan yang timbul daripada co-IP (Rajah 5). Eksperimen ini tidak dapat mengesahkan interaksi langsung antara DsbA-L dan VDAC1 sepenuhnya. Ramalan bioinformatik, digabungkan dengan eksperimen IP kami, menunjukkan bahawa DsbA-L berinteraksi dengan asid amino 9-13 dan 22-27 protein VDAC1 (Rajah 5 c- g). Oleh itu, data kami menunjukkan bahawa DsbA-L berinteraksi secara langsung dengan VDAC1 untuk mendorong apoptosis sel buah pinggang dan kemudian memacu perkembangan AKI. Di samping itu, kajian terdahulu melaporkan bahawa mitokondria memainkan peranan penting dalam patogenesis dan pemulihan semasa AKI.45- 48 Oleh itu, data juga mencadangkan bahawa interaksi DsbA-L dengan VDAC1 boleh dianggap sebagai sasaran terapeutik yang berpotensi untuk melemahkan patologi. kesan mitokondria yang disebabkan oleh AKI.

Herba Cistanche

Ringkasnya, kami menunjukkan bahawa tikus DsbA-L KO khusus tubul proksimal menunjukkan pengecilan AKI yang disebabkan oleh I / R, CLP-, dan VAN. Menariknya, kami juga mendapati bahawa VDAC1 menggunakan fungsi yang sama seperti DsbA-L. Secara mekanikal, DsbA-L berinteraksi dengan VDAC1 dan kemudian mendorong apoptosis dalam sel buah pinggang. Data yang diperoleh daripada kedua-dua tisu iskemia dan AIN menunjukkan bahawa paksi DsbA-L/VDAC1 mungkin terlibat dalam AKI manusia. Kajian semasa kami menunjukkan bahawa laluan isyarat ini mungkin mewakili sasaran terapeutik untuk AKI.

Ekstrak cistanche

Rujukan

36 Briones R, Weichbrodt C, Paltrinieri L, et al. Kebergantungan voltan dinamik konformasi dan keadaan subkonduktor VDAC-1. Biophys J. 2016;111(6):1223–1234.

37 Gao P, Yang M, Chen X, Xiong S, Liu J, Sun L. Kekurangan DsbA-L memburukkan lagi disfungsi mitokondria sel tubular dalam penyakit buah pinggang diabetes. Clin Sci (Lond). 2020;134(7):677–694.

38 Shoshan-Barmatz V, Krelin Y, Chen Q. VDAC1 sebagai pemain dalam apoptosis pengantara mitokondria dan sasaran untuk memodulasi apoptosis. Curr Med Chem. 2017;24(40):4435–4446.

39 Ham SJ, Lee D, Yoo H, Jun K, Shin H, Chung J. Keputusan antara mitophagy dan apoptosis oleh Parkin melalui VDAC1 ubiquitination. Proc Natl Acad Sci USA. 2020;117(8):4281–4291.

40 Shoshan-Barmatz V, Krelin Y, Shteinfer-Kuzmine A. VDAC1 berfungsi dalam homeostasis Ca(2 tambah) dan kehidupan dan kematian sel dalam kesihatan dan penyakit. Kalsium Sel. 2018;69:81–100.

41 Magri A, Reina S, De Pinto V. VDAC1 sebagai sasaran farmakologi dalam kanser dan neurodegenerasi: fokus pada peranannya dalam apoptosis. Chem Depan. 2018;6:108.

42 Zhou H, Zhang Y, Hu S, et al. Melatonin melindungi mikrovaskulatur jantung daripada kecederaan iskemia/reperfusi melalui penindasan paksi pembelahan mitokondria-VDAC1-HK2-mPTP-mitophagy. J Pineal Res. 2017;63(1).

43 Lin D, Cui B, Ren J, Ma J. Peraturan VDAC1 menyumbang kepada kesan kardioprotektif phencyclidine hydrochloride semasa iskemia/reperfusi miokardium. Exp Cell Res. 2018;367(2):257–263.

44 Nowak G, Megyesi J, Craigen WJ. Pemadaman VDAC1 menghalang pemulihan fungsi mitokondria dan buah pinggang selepas kecederaan buah pinggang akut. Biomolekul. 2020;10(4):585–607.

45 Bhargava P, Schnellmann RG. Energetik mitokondria dalam buah pinggang. Nat Rev Nephrol. 2017;13(10):629–646.

46 Sun J, Zhang J, Tian J, et al. Mitokondria dalam Sepsis-Induced AKI. J Am Soc Nephrol. 2019;30(7):1151–1161.

47 Tang C, Cai J, Yin XM, Weinberg JM, Venkatachalam MA, Dong Z. Kawalan kualiti mitokondria dalam kecederaan dan pembaikan buah pinggang. Nat Rev Nephrol. 2021;17(5):299–318.

48 Jiang M, Bai M, Lei J, et al. Disfungsi mitokondria dan peralihan AKIto-CKD. Am J Physiol Ren Physiol. 2020;319(6):F1105– F1F16.

Xiaozhou Li,a,b,1 Jian Pan,a,b,1 Huiling Li,c Guangdi Li,g Bohao Liu,a,b Xianming Tang,a,b Xiangfeng Liu,f Zhibiao He,a,b Zhenyu Peng,a ,b Hongliang Zhang,a,b Luxiang Wang,a,b Yijian Li,d Xudong Xiang,a,b Xiangping Chai,a,b Yunchang Yuan,e Peilin Zheng,h dan Dongshan Zhang a,b *

sebuah Jabatan Perubatan Kecemasan, Republik Rakyat China

b Institut Perubatan Kecemasan dan Penyakit Sukar, Hospital Xiangya Kedua, Universiti Selatan Tengah, Changsha, Hunan 410011, Republik Rakyat China

c Jabatan Oftalmologi, Republik Rakyat China

d Jabatan Pembedahan Kencing, Republik Rakyat China

e Jabatan Pembedahan Dada, Republik Rakyat China

f Jabatan Pembedahan Am, Hospital Xiangya Kedua, Republik Rakyat China

g Jabatan Kesihatan Awam, Universiti Selatan Tengah, Changsha, Hunan, Republik Rakyat China

h Jabatan Endokrinologi, Hospital Rakyat Shenzhen, Kolej Perubatan Klinikal Kedua Universiti Jinan, Hospital Gabungan Pertama Universiti Sains dan Teknologi Selatan, Shenzhen, Republik Rakyat China

1 Xiaozhou Li dan Jian Pan memberi sumbangan yang sama kepada kajian ini