Partea a patra DsbA-L interacționează cu VDAC1 în apoptoza celulelor tubulare mediată mitocondrion și contribuie la progresia bolii acute de rinichi

Discuţie

Studii recente au descoperit că DsbA-L a suprimat nivelurile ridicate de glucoză (HG) induse de apoptoza celulelor tubulare renale și de deteriorarea mitocondrială în nefropatia diabetică (DN) (18, 37). În studiul actual, am demonstrat că expresia DsbA-L a fost indusă în urma tratamentului I/R în celulele BUMPT și rinichii atât la șoareci, cât și la pacienți (Figura 1). Aceste rezultate au confirmat rezultatele unui articol anterior care a raportat expresia DsbA-L în mitocondriile din celulele renale (Figura 5).22 Funcțional, am constatat că apoptoza celulelor renale mediată de DsbA-L și deteriorarea mitocondrială conduc la progresia AKI atunci când sunt induse de ischemie, VAN și CLP (Figurile 2, S1 și S3). Cu toate acestea, această acțiune a fost opusă DsbA-L în apoptoza celulelor renale indusă de HG. Această diferență poate fi legată de factorii care susțin daune și tipul bolii. Din punct de vedere mecanic, am descoperit că DsbA-L a interacționat cu VDAC1 în mitocondriile celulelor renale și apoi a indus apoptoza. Aceste constatări au fost confirmate în continuare de pacienții cu AKI indusă de ischemie sau nefrită interstițială acută (AIN) (Figura S8). În mod colectiv, aceste date au demonstrat că DsbA-L ar putea fi considerată o nouă țintă intervențională pentru AKI.

Faceți clic aici pentru a afla beneficiile Cistanche

Lucrări anterioare au raportat că DsbA-L a jucat un efect protector cheie asupra rinichilor din DN.37 În schimb, studiul nostru de față a demonstrat că DsbA-L a mediat progresia fibrozei renale în UUO.22 Cu toate acestea, rolul DsbA-L AKI rămâne în mare măsură necunoscută. În studiul actual, am constatat că DsbA-L a mediat progresia AKI. Mai multe linii de dovezi au susținut aceste constatări. În primul rând, PT-DsbA-L-KO a atenuat în mod deosebit AKI ischemic (Figura 2). În al doilea rând, distrugerea DsbA-L a redus apoptoza indusă de I/R în celulele BUMPT; în contrast, acest efect a fost îmbunătățit de supraexprimarea DsbA-L (Figura 3). În al treilea rând, PT-DsbA-L-KO a ameliorat atât AKI indusă de VAN, cât și de CLP (Figurile S1 și S3). În mod colectiv, aceste date au furnizat dovezi puternice pentru a verifica că expresia DsbA-L în tubii renali proximali joacă un rol esențial în AKI.

Cistanche tubulosa

VDAC1, o proteină multifuncțională, joacă un rol cheie în Ca2 plus homeostazie, stres oxidativ și apoptoză mediată de mitocondrii.19,38- 40 Un corp de cercetare în creștere a raportat că VDAC1 mediază progresia cancerului, neurodegenerarea, și leziuni miocardice I/R.41- 43 Cu toate acestea, se cunosc foarte puține lucruri despre rolul VDAC1 în bolile de rinichi. O lucrare recentă a demonstrat că ștergerea globală a VDAC1 a blocat recuperarea morfologică în tubii proximali, îmbunătățirea funcției renale și a crescut fibroza renală după leziuni ischemice.44 Cu toate acestea, rolul VDAC1 în tubii renali în timpul leziunii ischemice rămâne neclar. În studiul de față, am demonstrat că leziunea ischemică a indus expresia VDAC1 in vitro și a îmbunătățit progresia AKI. Mai multe linii de dovezi susțin rolul VDAC1 la șoarecii AKI:1 PT-VDAC1-KO care prezintă o atenuare notabilă a AKI indusă de I/R (Figura 9) 2; inhibarea VDAC1 a suprimat apoptoza indusă de I/R în celulele BUMPT (Figura 6) 3; CLP și AKI indusă de VAN au fost atenuate de PT-VDAC1-KO (Figurile S2 și S3). În plus, knockout-ul global al VDAC1 a prevenit repararea leziunilor mitocondriale cauzate de I/R.44 Studiul nostru a demonstrat că inhibarea VDAC1 a atenuat semnificativ apoptoza în celulele renale și deteriorarea mitocondrială indusă de leziuni ischemice și de modelele de leziuni CLP și VAN. , așa cum demonstrează rata mai scăzută a apoptozei, nivelurile reduse de leziuni mitocondriale, nivelurile reduse de caspază scindată-3, gradul mai scăzut de acumulare de Bax în mitocondrii și nivelurile mai scăzute de eliberare a Cyt-c în citosol (Figura S1, S2 și S4). Cu toate acestea, mecanismul de reglare a VDAC1 pentru apoptoza celulelor renale cauzată de I/R rămâne neclar în studiul actual, care ne-a promovat să-l explorăm în continuare în studiile viitoare. Colectiv, aceste date susțin faptul că expresia VDAC1 în tubii proximali renali este implicată în progresia AKI.

Supliment Cistanche

Rolul DsbA-L în AKI depinde în principal de VDAC1. În primul rând, șoarecii PT-DsbA-L KO au prezentat o atenuare marcată a expresiei VDAC1 în AKI indusă de VAN și CLP (Figurile S1 și S3). În schimb, VDAC1 siRNA sau PT-VDAC1-KO nu au afectat expresia VDAC1 (Figurile 6, S2 și S4). În al doilea rând, supraexprimarea DsbA-L a îmbunătățit progresia indusă de I/R a AKI însoțită de un nivel crescut de apoptoză a celulelor renale; acest efect a fost redus în mod semnificativ la șoarecii PTDsbA-L KO (Figura S2). În al treilea rând, PT-DsbA-L KO a atenuat leziunea ischemică; acest lucru a fost inversat de supraexprimarea VDAC1 (Figura 10). În al patrulea rând, siRNA DsbA-L a atenuat semnificativ apoptoza celulelor HK-2 indusă de I/R, acest efect a fost inversat prin supraexprimarea plasmidei VDAC1 (Figura S6a-h). În al cincilea rând, siRNA VDAC1 a ameliorat în mod semnificativ apoptoza celulelor HK-2, aceasta nu a fost întărită de supraexprimarea plasmidei DsbA-L (Figura S7a-h). Aceste date au susținut cu tărie faptul că DsbA-L mediază progresia AKI prin suprareglarea VDAC1. Dacă DsbA-L reglează direct expresia VDAC1 trebuie investigat în continuare. În studiul de față, rezultatele noastre co-IP demonstrează că DsbA-L a interacționat cu VDAC1 în mitocondriile ambelor grupuri de control și I/R din celulele BUMPT și rinichii șoarecilor și pacienților (Figura 1 a și b). Co-localizarea DsbA-L și VDAC1 a confirmat în continuare rezultatele rezultate din co-IP (Figura 5). Aceste experimente nu au putut verifica pe deplin o interacțiune directă între DsbA-L și VDAC1. Predicția bioinformatică, combinată cu experimentele noastre IP, a indicat că DsbA-L a interacționat cu aminoacizii 9-13 și 22-27 ai proteinei VDAC1 (Figura 5 c-g). Astfel, datele noastre arată că DsbA-L a interacționat direct cu VDAC1 pentru a induce apoptoza celulelor renale și apoi a conduce progresia AKI. În plus, un studiu anterior a raportat că mitocondrialul a jucat un rol esențial în patogeneză și recuperare în timpul AKI.45- 48 Prin urmare, datele au sugerat, de asemenea, că interacțiunea DsbA-L cu VDAC1 ar putea fi considerată o țintă terapeutică potențială pentru a atenua problema patologică. efecte mitocondriale cauzate de AKI.

Herba Cistanche

În rezumat, am demonstrat că șoarecii DsbA-L KO specifici tubului proximal au prezentat atenuarea AKI indusă de I/R, CLP și VAN. Interesant, am constatat, de asemenea, că VDAC1 exercită o funcție similară cu DsbA-L. Din punct de vedere mecanic, DsbA-L a interacționat cu VDAC1 și apoi a indus apoptoza în celulele renale. Datele obținute atât din țesuturile ischemice, cât și din țesuturile AIN au demonstrat că axa DsbA-L/VDAC1 ar putea fi implicată în AKI umană. Studiul nostru demonstrează că această cale de semnal poate reprezenta o țintă terapeutică pentru AKI.

Extract de Cistanche

Referințe

36 Briones R, Weichbrodt C, Paltrinieri L, et al. Dependența de tensiune a dinamicii conformaționale și a stărilor subconductoare ale VDAC-1. Biophys J. 2016;111(6):1223–1234.

37 Gao P, Yang M, Chen X, Xiong S, Liu J, Sun L. Deficiența de DsbA-L exacerbează disfuncția mitocondrială a celulelor tubulare în boala renală diabetică. Clin Sci (Londra). 2020;134(7):677–694.

38 Shoshan-Barmatz V, Krelin Y, Chen Q. VDAC1 ca jucător în apoptoza mediată de mitocondrii și țintă pentru modularea apoptozei. Curr Med Chem. 2017;24(40):4435–4446.

39 Ham SJ, Lee D, Yoo H, Jun K, Shin H, Chung J. Decizia între mitofagie și apoptoză de către Parkin prin ubiquitinarea VDAC1. Proc Natl Acad Sci USA. 2020;117(8):4281–4291.

40 Shoshan-Barmatz V, Krelin Y, Shteinfer-Kuzmine A. Funcția VDAC1 în homeostazia Ca(2 plus) și viața și moartea celulelor în sănătate și boală. Calciul celular. 2018;69:81–100.

41 Magri A, Reina S, De Pinto V. VDAC1 ca țintă farmacologică în cancer și neurodegenerare: focus pe rolul său în apoptoză. Front Chim. 2018;6:108.

42 Zhou H, Zhang Y, Hu S, și colab. Melatonina protejează microvascularizarea cardiacă împotriva leziunilor de ischemie/reperfuzie prin suprimarea axei mitofagiei mitocondriale-VDAC1-HK2-mPTP-mitofagie. J Pineal Res. 2017;63(1).

43 Lin D, Cui B, Ren J, Ma J. Reglarea VDAC1 contribuie la efectele cardioprotective ale clorhidratului de fenciclidină în timpul ischemiei/reperfuziei miocardice. Exp Cell Res. 2018;367(2):257–263.

44 Nowak G, Megyesi J, Craigen WJ. Eliminarea VDAC1 împiedică recuperarea funcțiilor mitocondriale și renale după leziuni renale acute. Biomolecule. 2020;10(4):585–607.

45 Bhargava P, Schnellmann RG. Energetica mitocondrială în rinichi. Nat Rev Nephrol. 2017;13(10):629–646.

46 Sun J, Zhang J, Tian J, et al. Mitocondriile în AKI indusă de sepsis. J Am Soc Nephrol. 2019;30(7):1151–1161.

47 Tang C, Cai J, Yin XM, Weinberg JM, Venkatachalam MA, Dong Z. Controlul calității mitocondriale în leziunea și repararea rinichilor. Nat Rev Nephrol. 2021;17(5):299–318.

48 Jiang M, Bai M, Lei J, et al. Disfuncția mitocondrială și tranziția 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 și Dongshan Zhang a,b *

un Departament de Medicină de Urgență, Republica Populară Chineză

b Institutul de Medicină de Urgență și Boli Dificile, Spitalul II Xiangya, Universitatea Central South, Changsha, Hunan 410011, Republica Populară Chineză

c Departamentul de Oftalmologie, Republica Populară Chineză

d Departamentul de Chirurgie Urinară, Republica Populară Chineză

e Departamentul de Chirurgie toracică, Republica Populară Chineză

f Departamentul de Chirurgie Generală, Spitalul II Xiangya, Republica Populară Chineză

g Departamentul de Sănătate Publică, Universitatea Central South, Changsha, Hunan, Republica Populară Chineză

h Departamentul de Endocrinologie, Spitalul Popular din Shenzhen, Cel de-al doilea colegiu medical clinic al Universității Jinan, Primul Spital afiliat al Universității de Știință și Tehnologie de Sud, Shenzhen, Republica Populară Chineză

1 Xiaozhou Li și Jian Pan au contribuit în mod egal la acest studiu