Exprimarea vitaminei D renale și a genelor legate de fosfatonina într-un model de oaie de osteoporoză

Vă rog contactațioscar.xiao@wecistanche.compentru mai multe informatii

Abstract:Osteoporoza este o problemă semnificativă de sănătate publică în întreaga lume, osteoporoza post-menopauză din cauza deficienței de estrogen rezultând în aproximativ 3/4 din cazuri. În acest studiu, 18 oi Merino în vârstă au fost ovariectomizate, iar 10 au fost martori. Trei dintre oile ovariectomizate au fost tratate săptămânal cu 400 mg de metilprednisolon timp de 5 luni și trei au fost tratate săptămânal timp de 2 luni, urmate de o perioadă de recuperare de 3-lună. La 2 luni, cinci animale martor și șase animale ovariectomizate au fost eutanasiate. La 5 luni, toate oile rămase au fost eutanasiate. Au fost colectate probe de rinichi postmortem pentru analiza qPCR a NPT1, PTH1R, NPT2a, NPT2c, Klotho, FGFR1Illc, VDR, CYP24A1, CYP27B1, TRPV5, TRPV6, CalD9k, CalD28k, PMCA și NCX1. Oile ovariectomizate au avut o expresie VDR semnificativ mai mare în comparație cu alte grupuri. Oile ovariectomizate tratate cu glucocorticoizi timp de 2 luni urmate de eutanasie la 5 luni au prezentat diferențe semnificative în exprimarea genei TRPV5, CYP24A1 și klotho comparativ cu alte grupuri. Diferențele în expresia klotho au fost cele mai marcate după ajustarea pentru măsuri repetate (p=0.1). Klotho este cunoscut drept hormonul „anti-îmbătrânire” și este implicat în metabolismul calciului și fosforului. Klotho poate fi implicat în recuperarea densității minerale osoase la oile ovariectomizate tratate cu glucocorticoizi timp de 2 luni, urmată de eutanasie la 5 luni. Se recomandă cercetări suplimentare asupra rolului klotho-ului.

Vă rugăm să faceți clic aici pentru a afla mai multe

Cuvinte cheie:osteoporoza; oaie; vitamina D; fosfatare; qPCR; metabolismul calciului; metabolismul fosforului; klotho

1. Introducere

Osteoporoza este o problemă majoră de sănătate publică pentru populația din ce în ce mai îmbătrânită a lumii, costând Statele Unite ale Americii aproape 17 miliarde USD în 205 și se estimează că va crește la 25 miliarde USD în 2025 [1,2]. Aproximativ 70-75 procente din povara osteoporozei se datorează osteoporozei post-menopauză la femei [1], osteoporozei primare prin care deficiența de estrogen are ca rezultat scăderea formării osoase și creșterea resorbției osoase, ceea ce duce la scăderea masei osoase și a fragilității osoase [3] . Osteoporoza poate apărea, de asemenea, secundar unor cauze specifice, cum ar fi tratamentul cu glucocorticoizi. Oaia este un model animal mare bine stabilit pentru diferite boli ale scheletului uman, inclusiv osteoporoza[4]. Unul dintre avantajele unui model animal mare, cum ar fi oaia, este capacitatea de a testa implanturi ortopedice, tehnici chirurgicale și biomateriale [4]În plus, oaia are un cost relativ scăzut, ușor de manevrat și oferă material abundent pentru testare. [4,5].

Cele mai frecvente modele de osteoporoză ovină sunt oaia ovariectomizată după 12 luni postoperator și oaia ovariectomizată de 6-lună cu o dietă cu deficit de calciu și vitamina D, administrată cu glucocorticoizi[4]. Folosind o combinație de factori cunoscuți care induc osteoporoza, inclusiv ovariectomia, tratamentul cu glucocorticoizi și o dietă săracă în calciu, am reușit să stabilim un model de osteoporoză ovină în doar 5 luni [6,7], scăzând astfel locuința, travaliul, și costurile de hrană implicate în dezvoltarea modelului. În acest model, s-a constatat că ovariectomia crește concentrațiile serice ale telopeptidelor C-terminale de colagen de tip I (CTX-I, un marker de resorbție osoasă) și osteocalcină (marker de turnover osos) în comparație cu oile martor. Oile care au primit tratament cu glucocorticoizi timp de 2 luni au avut concentrații serice de CTX-I mai mari și concentrații serice de osteocalcină mai scăzute. În plus, densitatea osoasă a coloanei femurale și lombare și densitatea minerală osoasă volumetrică totală și trabeculară a tibiei proximale au fost mai scăzute în grupurile tratate experimental în comparație cu grupurile de control, în special pentru oile tratate cu glucocorticoizi ovariectomizate [6]. S-a constatat că metabolismul aminoacizilor și lipidelor este de asemenea alterat la oile ovariectomizate și tratate cu glucocorticoizi [7].cistanche wirkungModificări similare au fost găsite și în alte modele de osteoporoză ovină [8].

Cistanche poate anti-imbatranire

Genele care răspund la vitamina D și sistemul de fosfatare nu au fost explorate anterior în modelele de ovine ovariectomizate. Vitamina D, din care 1,25-dihidroxivitamina D este forma activă, duce în cele din urmă la creșterea concentrațiilor plasmatice de calciu și fosfor ionizat prin legarea de heterodimerul receptorului X al receptorului de vitamina D (VDR)-retinoid X și prin modificarea expresiilor numeroaselor vitamine. Genele care răspund la D, cum ar fi proteinele care leagă calciul (calbindin D9 și 28k (CalD9k, CalD28k)) și canalele de calciu (subfamilia V, membru 5 și 6 al canalului cationic potențial al receptorului tranzitoriu (TRPV5, TRPV6), ATPaza de calciu din membrană plasmatică (PMCA) , schimbător de sodiu-calciu 1(NCX1)[9]. Producția de 1,25-dihidroxivitamina D este o etapă strâns reglată, prin care lohidroxilaza renală (CYP27B1) catalizează conversia 25-hidroxivitaminei D la 1,25-dihidroxivitamina D și enzima 24-hidroxilaza (CYP24A1) descompune atât 25-hidroxivitamina D, cât și 1,25-dihidroxi vitamina D în produse secundare inactive.cistanche UKSistemul de fosfatare controlează, de asemenea, concentrațiile plasmatice de fosfor și calciu[10]. Piciorul din acest sistem este factorul de creștere a fibroblastelor 23, care este produs de osteocitele din oase și controlează în primul rând concentrațiile plasmatice de fosfor prin legarea de co-factorul klotho pentru a scădea expresia co-transportatorilor de fosfat de sodiu (NPT1, NPT2a, NPT2c) [11]. Datorită efectelor interdependente ale hormonului paratiroidian și ale 1,25-dihidroxi vitamina D, determinarea efectelor FGF23 asupra metabolismului calciului a fost o provocare, dar există dovezi care sugerează că poate regla absorbția intestinală a calciului și renală. reabsorbția calciului[12,13].

Glucocorticoizii au numeroase efecte asupra metabolismului calciului și fosforului, inclusiv inhibarea absorbției intestinale a calciului, scăderea reabsorbției tubulare renale a calciului și scăderea reabsorbției renale a fosforului [14-16]. În plus, puține cercetări au examinat efectul deficienței de estrogen asupra genelor care răspund la vitamina D și asupra sistemului de fosfatare [17,18].

Acest model de osteoporoză ovariectomizat, cu o dietă săracă în calciu, tratat cu glucocorticoizi, a oferit o oportunitate de a produce informații preliminare cu privire la efectele acestor tratamente asupra expresiei genelor care răspund la fosfatare și vitamina D în rinichiul ovinului. Scopurile acestui studiu au fost duble: (1) determina dacă ovariectomia sau ovariectomia și tratamentul cu glucocorticoizi au modificat expresia vitaminei D și a genelor legate de fosfatare în rinichi; (2) determinarea relațiilor dintre vitamina D renală și genele legate de fosfatare, vitamina D serică și markeri serici de turnover osos (CTX-I și osteocalcină).

2. Materiale și metode

Au fost publicate anterior metode detaliate pentru dezvoltarea modelului de osteoporoză a ovinelor ovariectomizate și tratate cu glucocorticoizi [6]. Pe scurt, oile Merino în vârstă (7-9 ani, n=28) au fost alocate aleatoriu în grupuri: control(n=10)ovariectomizate (OVX) (n {= 12), ovariectomizate și tratament cu glucocorticoizi (40 mg metilprednisolon prin injecție subcutanată) lunar timp de 2 luni, urmat de fără tratament timp de 3 luni (n=3) și tratament cu glucocorticoizi (400 mg metilprednisolon) lunar timp de 5 luni (n=3) .bioflavonoide din citriceOile au fost găzduite într-un hambar și au fost hrănite fie cu o dietă de control (115 g/kg calciu; 2,2 g/oaie pe zi) fie cu o dietă cu concentrat scăzut de calciu (5 g/kg calciu; 1 g/oaie pe zi) de oaie [19]. Cerințele de întreținere pentru o oaie care nu sunt gestante sunt de 1,2 g/oaie pe zi[19].

Probele de sânge au fost recoltate prin puncție venoasă jugulară la 2 luni și 5 luni după intervenție chirurgicală. Osteocalcina a fost măsurată utilizând kitul de imunotest Micro Vue Osteocalcin și CTX-I folosind kitul IDS Serum CrossLaps ELISA, așa cum a fost raportat anterior [6]Concentrațiile serice totale de calciu și fosfor au fost măsurate utilizând spectrofotometrie pe un analizor de chimie clinică AU680 (Beckman Coulter, Brea). , CA, SUA). Concentrația serică de 25-hidroxivitamina D a fost măsurată utilizând cromatogramă lichidă cu diluție izotopică; spectrometrie de masă raphy la Endolab, Canterbury Health Laboratories, Christchurch, Noua Zeelandă.

La luni de zile, 5 oi din grupul de control și 6 din grupul OVX au fost eutanasiate și necropsie. La 5 luni, oile rămase au fost, de asemenea, eutanasiate (grupul martor n =5, grupul OVX n=6, OVX plus 2m glucocorticoizi n{=3 și OVX plus 5m glucocorticoizi n=5 ) și necropsiate. Probele de rinichi au fost colectate în decurs de 30 de minute de la deces și împărțite în două, o probă plasată în formol tamponat neutru 10% și procesată pentru histologie, iar cealaltă a înghețat în azot lichid și păstrată la-80 grade până la procesarea hematoxilinei și Secțiunile de rinichi colorate cu eozină au fost examinate de autorul principal și au confirmat absența leziunilor semnificative.

Toate procedurile experimentale au fost aprobate de comitetul de etică a animalelor de la Universitatea Massey (numărul de aprobare 14/103) și efectuate conform Codului de conduită etică pentru utilizarea animalelor vii pentru cercetare la Universitatea Massey, Palmerston North, Noua Zeelandă.

Extracția ARN și qPCR au fost efectuate așa cum s-a descris anterior [20,21]. Pe scurt, Tri Reagent (Gigma-Aldrich Inc, Merck KGaA, Darmstadt, Germania) a fost utilizat pentru a extrage ARN conform instrucțiunilor producătorului. ADN-ul genomic a fost îndepărtat cu Ambion Turbo ADN fără (Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA, SUA) conform instrucțiunilor producătorului. Concentrația ARN a fost determinată utilizând un fluorometru Qubit 2.0 și un kit de testare cu gamă largă de ARN Qubit (Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA, SUA), iar calitatea ARN a fost evaluată prin determinarea raportului 260/280 și rularea pe un gel de agaroză. Trusa de sinteză a cADN-ului Transcriptor (Roche) a fost utilizată pentru a sintetiza cADN. Fiecare amestec de reacție de 20 μL conținea 600 ng de ARN, 2,5 μM oligo (dT), 8 mM tampon de reacție RT, 1 mM dNTP, 10U transcriptază inversă, 20 U inhibitor de RNază și apă fără Rnase-Dnază. Reacția a fost efectuată la 55 de grade timp de 30 de minute, 85 de grade pentru 5 minute și apoi a fost răcită la 4 grade utilizând un Applied Biosystems Veriti Thermal Cycler (Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA, SUA). qPCR în timp real a fost efectuat folosind mașina PCR în timp real StepOne Plus (Applied Biosystems, Thermo Fisher Scientific Inc, Waltham, MA, SUA). Fiecare amestec PCR conținea 5 uL Power SYBR Green PCR master mix (Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA, SUA), primeri direct și invers la concentrațiile enumerate în tabelul S1, 10 ng de ADNc și apoi se aduce la 10 μL cu RNază, apă fără DNază. Protocolul PCR a constat din 95 de grade pentru 20 s, 40 de cicluri la 95 de grade pentru și 60 de grade pentru și, în final, o curbă de topire variind de la 60 de grade la 95 de grade cu o viteză de încălzire de 0,3 grade / 15 s. Apa și amestecul de reacție fără transcriptază inversă au fost incluse ca martori negativi în fiecare rulare PCR și toate probele au fost efectuate în duplicat. Au fost evaluate următoarele gene: NPT1, PTH1R, NPT2a, NPT2c, Klotho, FGFR1IIC, VDR, CYP24A1, CYP27B1, TRPV5, TRPV6, CalD9k, CalD28k, PMCA și NCX1. S-a descoperit anterior că PKG1 și SDHA sunt exprimate stabil în rinichiul ovin [20], iar eșantioanele au fost normalizate în raport cu expresia acestor gene și eficiența genei folosind metoda 2-AACt [22].

Analiza statistică a fost efectuată folosind R Studio 1.3.1093[23] cu versiunea R

4.0.3 și tidyverse, nlme 3.1-150 și Gary

2.1.2 pachete. Modelele liniare au fost aplicate datelor de expresie a pliului genic transformat log10. În primul model, expresia genei a fost variabila de rezultat, în timp ce grupul (de control sau OVX, dar excluzând oile tratate cu glucocorticoizi) și timpul (eutanasiat la 2 m sau 5 m) au fost variabile dependente, cu un termen de interacțiune (grup: timp) inclus. În al doilea model, expresia genei a fost variabila rezultatului, în timp ce grupul (control, OVX, OVX cu tratament cu glucocorticoizi timp de 2 m și OVX cu tratament cu glucocorticoizi timp de 5 m) a fost variabila dependentă.beneficii cynomoriumPe măsură ce mai multe variabile de rezultat (gene) au fost testate pentru diferențele dintre grupuri, valorile p au fost ajustate pentru teste multiple folosind procedura Holm secvențială [24]. Concentrațiile serice de calciu, fosfor și 25-hidroxivitamina D au fost testate în modelele de expresie genetică, dar nu au fost semnificative și, având în vedere lipsa diferențelor semnificative între grupuri, au fost eliminate. În plus, analiza componentelor principale a fost utilizată pentru a evalua dacă datele de expresie a pliului genic transformat log10 diferă în funcție de grup, momentul eutanasiei sau concentrația seric de 25-hidroxivitamina D. Corelația pe perechi și diagramele de dispersie ale lui Spearman au fost utilizate pentru a studia corelația dintre datele de expresie a pliului genic transformat log10 și analiții serici.

3. Rezultate

3.1. Efectul ovariectomiei, timpul de la ovariectomie și tratamentul cu glucocorticoizi asupra concentrațiilor serice de calciu, fosfor și 25-hidroxivitamina D

Rezultatele complete pentru concentrațiile serice de calciu, fosfor și 25-hidroxivitamina D din fiecare grup sunt prezentate în Figura 1." Nu au existat diferențe semnificative în concentrațiile serice de calciu, fosfor și 25-hidroxivitamina D între grupul ovariectomizat și cu o dietă scăzută în calciu și grupul cu dietă adecvată cu calciu neovariectomizat și timpul de la ovariectomie de 2 luni și 5 luni. Aceste rezultate sugerează că ovariectomia combinată cu o dietă săracă în calciu nu a avut niciun impact asupra concentrațiilor de calciu seric. Oile care au fost ovariectomizate pentru și tratate cu glucocorticoizi luni de zile, urmată de eutanasie la 5 luni, au avut concentrații semnificativ mai mici de calciu seric (p =0.0462, adj R20.13) în comparație cu 5 m ovariectomizați pe o dietă săracă în calciu și 5 m ovariectomizați pe o dietă cu conținut scăzut de calciu și oi tratate cu glucocorticoizi. Cu toate acestea, examinarea datelor sugerează că acest lucru se poate datora unui animal care a fost hipocalcemic (1,52 mmol/L, interval de referință 2,0-2,7 mmol/L); eliminare de acest animal a eliminat orice semnificație.zambila de desertToate celelalte oi au avut concentrații de calciu seric în intervalul de referință. Nu s-au observat diferențe în concentrațiile serice de fosfor sau 25-hidroxivitamina D la oile ovariectomizate de 5 m și tratate cu glucocorticoizi.

3.2. Efectul ovariectomiei și timpul de la ovariectomie asupra expresiei genelor legate de vitamina D și fosfatonina în rinichi

Expresia genică a vitaminei D și a genelor legate de fosfatare nu a fost asociată cu ovariectomie sau cu timpul de la ovariectomie (Figura 2). Excepția a fost receptorul de vitamina D (VDR), prin care grupul OVX a avut o expresie VDR semnificativ mai mare (p=0.05, adj R2 0.16); totuși, această semnificație a dispărut după ajustarea pentru măsuri repetate.

3.3. Efectul ovariectomiei și al tratamentului cu glucocorticoizi asupra expresiei genelor asociate vitaminei D și fosfatoninei în rinichi la 5 luni postoperator

Rezultatele complete sunt prezentate în Figura 3. Expresia PTH1R a fost semnificativ mai mare la oile OVX tratate cu glucocorticoizi timp de 5 luni în comparație cu celelalte grupuri (p{3}.04, adj R40.18), în timp ce TRPV5 (p{ Expresia {8}}.01, adj R20.31) și CYP24A1 (p{=0.005, adj R40.40) au fost semnificativ mai mari la oile OVX tratate cu glucocorticoizi timp de 2 luni în comparație cu celelalte grupuri.

Expresia klotho a fost semnificativ diferită între toate grupurile (p =0.01, adj R20.48), cu cea mai scăzută expresie la oile martor. Oile OVX tratate cu glucocorticoizi timp de 2 luni au avut cea mai mare expresie (p =0,002), urmate de oile OVX (p=0,008) și apoi oile OVX tratate cu glucocorticoizi timp de 5 luni (p{{ {10}}.03). Cu toate acestea, atunci când a fost ajustată pentru măsuri repetate, expresia genelor nu a fost semnificativ diferită între aceste grupuri, klotho prezentând cea mai mare diferență la oile OVX tratate cu glucocorticoizi timp de 5 luni (p=0.1).

În mod similar, expresia VDR a fost semnificativ diferită între toate grupurile (p=0.03, adj R20.38). Cea mai mare expresie a VDR a fost la oile OVX tratate cu glucocorticoizi timp de luni de zile (p=0.009), urmate de oile OVX (p{=0}.01), apoi oile OVX tratate cu glucocorticoizi timp de 5 luni (p=0.05), iar cea mai mică expresie a fost prezentă la oile martor.

3.4.PCA a expresiei generale a genelor între grupuri

Analiza PCA a OVX, control și eutanasie la 2 și 5 luni nu a reușit să separe diferitele grupuri (Figura S1). PCL și PC2 au explicat 69,6 la sută din variație. În mod similar, analiza PCA a grupurilor eutanasiate la 5 luni nu a reușit să separe diferitele grupuri. PCL și PC2 au explicat 53,2% din variație (Figura S2). Analiza PCA a arătat că expresia generală a genei nu a putut fi explicată prin concentrațiile serice de calciu și fosfor de 25-hidroxivitaminei D (Figura S3).

3.5.Corelarea în perechi între toți analiții și expresia genelor

Indiferent de starea ovariectomiei, conținutul de calciu al dietei, timpul de la ovariectomie (2m sau 5m) sau starea tratamentului cu glucocorticoizi, expresia genei NPT1 a fost corelată semnificativ și pozitiv (p.<001) with="" pth1r,="" npt2c,="" klotho,="" cyp24a1,="" trpv5,="" cald9k,="" and="" cald28k="" gene="" expression.="" pth1r="" was="" significantly="" positively="" correlated=""><001) with="" npt2c,="" klotho,="" cyp24a1,="" cyp27b1,="" trpv5,="" and="" cald28k.="" npt2a="" was="" significantly="" positively="" correlated=""><0.001) with="" fgfr1wic.="" klotho="" was="" significantly="" positively="" correlated=""><0.001) with="" cyp24a1,="" cyp27b1,="" trpv5,="" and="" cald28k.="" cyp24a1="" was="" significantly="" positively="" correlated=""><0.001) with="" trpv5="" and="" cald28k.="" trpv6="" was="" significantly="" positively="" correlated=""><0.001) with="" cal9dk="" and="" pmca,="" while="" cal9dk="" was="" significantly="" positively="" correlated=""><0.001) with="" cald28k="" and="" pmca.="" none="" of="" the="" serum="" analytes="" measured="" (osteocalcin,="" ctx,="" 25ohd,="" ca,="" and="" p)="" were="" correlated="" with="" the="" expression="" of="" any="" genes.="" the="" full="" pairwise="" correlations="" are="" shown="" in="" figure="">

4. Discutie

Rezultatele acestui studiu sugerează că tratamentul oilor ovariectomizate cu glucocorticoizi a avut cel mai mare impact asupra expresiei genelor, în timp ce ovariectomia în sine și timpul de la ovariectomie (2 și 5 luni) au avut un impact redus asupra expresiei genelor. Într-o analiză univariată, s-au observat diferențe semnificative în exprimarea genei TRPV5, CYP24A1 și klotho la oile ovariectomizate tratate cu glucocorticoizi timp de 2 luni, urmată de eutanasie la 5 luni și în PTH1R la oi ovariectomizate tratate cu glucocorticoizi timp de 5 luni. Diferențele au fost cele mai marcate în exprimarea klotho după ajustarea pentru măsuri repetate.

Tomografia computerizată periferică cantitativă a tibiei proximale a acestor oi a arătat că ovariectomia a scăzut densitatea minerală osoasă volumetrică totală (vBMD) cu 8%, ovariectomia cu tratament cu glucocorticoizi timp de 5 luni cu 27% și ovariectomia cu glucocorticoizi timp de 2 luni și eutanasia 5 luni. cu 13 la sută [6]. Interesant, DMO trabeculară, aria trabeculară și conținutul de minerale ale osului trabecular au fost similare sau mai mari decât martorii la oile ovariectomizate tratate cu glucocorticoizi timp de 2 luni și eutanasiate la 5 luni, sugerând recuperarea masei osoase [6]. Glucocorticoizii au mai multe efecte bine documentate asupra osului care duc la dezvoltarea osteoporozei induse de glucocorticoizi. Aceste efecte includ inhibarea formării celulelor progenitoare de osteoblaste și a osteoblastelor, creșterea apoptozei osteoblastelor și scăderea producției de osteoizi, toate acestea reducând formarea osoasă [25,26]. În același timp, glucocorticoizii măresc resorbția osoasă prin scăderea expresiei OPG, creșterea expresiei RANKL, creșterea formării osteoclastelor, scăderea apoptozei osteoclastelor și creșterea secreției de catepsine și metaloproteinaze ale matricei de către osteoclaste [25,26].

Klotho este o componentă integrală a sistemului de fosfatare, prin care se leagă de factorul de creștere a fibroblastelor 23 (FGF23) în rinichi. Complexul klotho-FGF23 se leagă apoi de receptorul FGFR1IIC, care inițiază mai multe căi celulare și, în cele din urmă, are ca rezultat reglarea în sus a expresiei 24-hidroxilazei (CYP24A1) renale și reglarea în jos a la-hidroxilazei renale (CYP27B1) și a tubului renal. Cotransportatori Na/P II (NPT2a și 2c) [10]. Expresia crescută (diferențele în care au fost cele mai marcate după ajustarea pentru măsuri repetate) a klotho la oi pe glucocorticoizi timp de 2 luni și apoi eutanasiat la 5 luni poate explica expresia crescută a CYP241 observată și la acest grup de oi, în ciuda faptului că nu există diferențe semnificative în concentrații serice de 25OHD.

Klotho este cunoscut ca proteina anti-îmbătrânire, iar șoarecii cu deficit de klotho au o formare și o resorbție osoasă scăzute, ceea ce duce la o osteopenie scăzută a turnover-ului osos [27,28]. În plus, polimorfismele specifice ale genei klotho sunt asociate cu scăderea densității minerale osoase la oameni [29,30]. Klotho solubil reglează în creștere proteina 1 a răspunsului de creștere precoce (EGR-1) și induce expresia markerilor de diferențiere osoasă în cultura de celule osteoblastice [31] În plus, glucocorticoizii pot suprima factorul de creștere a fibroblastelor 232]. Poate că expresiile mai mari de klotho la oi pe glucocorticoizi timp de 2 luni și apoi eutanasiate la 5 luni reflectă procesul de recuperare pentru acest tratament post-glucocorticoizi pentru oi și, având în vedere rolul său în formarea și resorbția osoasă, este posibil un factor cheie al recuperării osoase. și, prin urmare, potențial o țintă de tratament pentru osteoporoza la om.

Cu toate acestea, oile OVX au avut, de asemenea, expresii klotho crescute în comparație cu oile martor. În mod similar, un studiu pe șoareci cu deficiență de aromatază a arătat că deficiența de estrogen a crescut nivelul proteinei klotho, iar tratamentul cu estradiol a scăzut expresia klotho la acești șoareci[17]. La șoareci, estrogenul reglează negativ NPT2a într-un proces care este independent de klotho/FGF23 și PTH [18]. Cu toate acestea, acest efect nu a fost observat la oile ovariectomizate în acest studiu de față. În caz contrar, există puțină literatură despre efectul deficienței de estrogen asupra klotho. Cercetările ulterioare ar trebui să examineze efectele atât ale ovariectomiei, cât și ale glucocorticoizilor asupra expresiei klotho, având în vedere rolul său în îmbătrânire și în boala cronică de rinichi.

TRPV5 este un canal epitelial de calciu exprimat în principal în tubii contorți distali și tubii de legătură ai rinichiului [20,33]. Canalul TRPV5 este deschis în mod constitutiv, dar suferă o inactivare dependentă de calciu în asociere cu calmodulină, o proteină sensibilă a calciului [34]. Expresia TRPV5 poate fi crescută cu PTH și 1,25(OH)D3 [35]. O oaie care a luat glucocorticoizi timp de 2 luni și apoi eutanasiată la 5 luni a fost hipocalcemică, iar concentrațiile de calciu seric au fost semnificativ mai mici la oile din acest grup în comparație cu celelalte grupuri. Prin urmare, este probabil ca expresia crescută a TRPV5 să fie rezultatul scăderii concentrației de calciu seric la aceste animale. S-a demonstrat că glucocorticoizii scad absorbția intestinală de calciu prin scăderea expresiei TRPV6 și CalD9k [36,37] și creșterea excreției urinare de calciu [14], dar hipocalcemia semnificativă clinic la indivizii sănătoși este mai puțin frecventă. În mod similar, oile cu concentrație scăzută de calciu seric nu prezentau semne clinice de tetanie hipocalcemică. Alternativ, expresia crescută a TRPV5 la oaie pe glucocorticoizi timp de 2 luni și apoi eutanasiat la 5 luni ar putea reflecta procesul de recuperare, prin care pentru a înlocui DMO trabeculară recuperată, suprafața și conținutul de minerale osoase, este necesară o resorbție crescută a calciului din rinichi.

La oile tratate cu glucocorticoizi timp de 5 luni, expresia PTH1R a fost crescută în comparație cu celelalte grupuri. În plus, în comparație cu alte grupuri, a existat o mică variație în exprimare între oile din grup. Deși nu au fost observate diferențe în concentrațiile de calciu seric la oile tratate cu glucocorticoizi timp de 5 luni, poate că acest lucru ar putea fi asociat cu acțiunea crescută a PTH și a receptorului său. Efectele glucocorticoizilor asupra secreției și acțiunii PTH sunt neclare. Unele studii la oameni au descoperit că pacienții tratați cu glucocorticoizi au concentrații serice crescute de PTH, împreună cu absorbția scăzută de calciu, excreția urinară crescută de calciu și scăderea masei osoase [38,39]. Cu toate acestea, majoritatea studiilor nu au găsit modificări ale concentrațiilor serice de PTH la oameni sub tratament cu glucocorticoizi [38,40,41]. Un studiu a arătat că, probabil, impactul glucocorticoizilor este asupra modificării secreției de PTH, cu creșterea secreției pulsatile de PTH la persoanele tratate cu glucocorticoizi[4]. Alții au arătat, de asemenea, o expresie crescută a PTH1R în celulele stem mezenchimale și celulele asemănătoare osteoblastelor ca răspuns la tratamentul cu dexametazonă[43,44]. Ca atare, creșterea expresiei renale a PTH1R la oile tratate cu glucocorticoizi timp de 5 luni se datorează probabil celor 5 luni de tratament cu glucocorticoizi.

În timp ce ovariectomia combinată cu o dietă ușor scăzută în calciu a dus la modificări minime ale expresiei genelor, ea pare să modifice expresia VDR, oile ovariectomizate cu o dietă ușor scăzută în calciu având o expresie mai mare a VDR în comparație cu oile martor. Acest lucru este în contrast cu un studiu pe șobolani ovariectomizați, în care cei hrăniți cu o dietă cu niveluri normale de calciu au prezentat o expresie renală crescută a VDR, în timp ce cei hrăniți cu o dietă săracă în calciu au avut o expresie scăzută a VDR [45]. Este dificil în acest studiu la ovine să se separe efectul ovariectomiei asupra expresiei renale a VDR de efectul dietei sărace în calciu. Cu toate acestea, nu au existat diferențe semnificative în concentrațiile de calciu seric între grupuri (cu excepția grupului cu glucocorticoizi), ceea ce sugerează că dieta ușor scăzută în calciu a avut un efect minim și poate că efectele asupra VDR se datorează ovariectomiei. Cu toate acestea, vor fi necesare cercetări suplimentare pentru a investiga aceste relații.

Două studii anterioare au examinat relațiile separate dintre genele care răspund la vitamina D și genele legate de fosfatare în rinichii de oaie [20,21]. Cu toate acestea, relațiile dintre vitamina D și căile de fosfatare nu au fost examinate. În mod interesant, cele mai semnificative corelații dintre gene raportate în aceste două lucrări sunt valabile și pentru relațiile genelor din acest studiu de oaie, sugerând coerența rezultatelor dintre studii și relațiile dintre aceste gene.extract de salsa cistancheDintre relațiile interesante care nu au fost raportate anterior, așa cum ne-am putea aștepta, având în vedere rolul său esențial în metabolismul calciului, expresia PTH1R a fost puternic corelată cu CalD28k, CalD9k, TRPV5 CYP27B1, CYP24A1, VDR, Klotho și NPT2c. Expresia klotho a fost strâns corelată cu expresia genică a TRPV5, ceea ce este în concordanță cu alte literaturi care arată că klotho reglează TRPV5 și promovează reabsorbția renală a calciului [46,47].

Din păcate, diferitele grupuri nu au putut fi separate pe baza expresiei genei care răspunde la vitamina D și a genei de fosfatare folosind analiza PCA. Acest lucru se datorează probabil principalei limitări a acestui studiu - dimensiunea mică a eșantionului. Cu doar 3-6 animale în fiecare dintre grupuri, probabil că acest lucru a limitat capacitatea de a detecta diferențele în expresia genelor între grupuri.

5. Concluzii

Rezultatele acestui studiu arată că cele mai marcate diferențe în expresia genelor au fost în exprimarea klotho renală la oile ovariectomizate tratate cu glucocorticoizi timp de 2 luni, urmate de o perioadă de recuperare de 5 luni. Având în vedere că klotho este hormonul „anti-îmbătrânire” și are un rol critic în metabolismul calciului și fosfatului, este posibil ca acest hormon să fie implicat critic în recuperarea densității minerale și a suprafeței osoase trabeculare la oile tratate și, prin urmare, ar putea fi potențial. o țintă de tratament pentru osteoporoza la om. Cu toate acestea, sunt necesare mai multe cercetări privind efectele glucocorticoizilor și ovariectomiei asupra klotho.

Acest articol este extras din Animals 2022, 12, 67. https://doi.org/10.3390/ani12010067 https://www.mdpi.com/journal/animals