Επικοινωνία:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Κάντε κλικ εδώ για πληροφορίες σχετικά με το Μέρος I (Εισαγωγή, υλικά και μέθοδοι ) αυτού του άρθρου.

Η ανεπάρκεια του μιτοχονδριακού μεταγραφικού παράγοντα Α του επιθηλίου νεφρού έχει ως αποτέλεσμα προοδευτική μιτοχονδριακή εξάντληση που σχετίζεται με τη σοβαρή κυστική νόσο--Μέρος II

Κεν Ίσιι^1,2,11et al.

ΣΥΖΗΤΗΣΗ

Εδώ καθιερώνουμε μια κρίσιμη λειτουργία για τον μεταγραφικό παράγοντα TFAM του mt στην ομοιόσταση του νεφρικού ιστού. Αποδεικνύουμε ότι η αδρανοποίηση του TFAM στο SIX2 αλλά όχι στα προγονικά κύτταρα HOXB7 είχε ως αποτέλεσμα την ανάπτυξη σοβαρής μεταγεννητικής κυστικής νόσου, η οποία συσχετίστηκε με εξάντληση του mt και μεταβολική μετατόπιση από το OXPHOS προς τη γλυκόλυση. Επιπλέον, η μείωση στα κυτταρικά επίπεδα TFAM και η δυσλειτουργία του mt είναι χαρακτηριστικά γνωρίσματα της PKD ποντικού και ανθρώπου(πολυκυστική νεφρική νόσο), υποδηλώνοντας ότι η μείωση της δραστηριότητας του TFAM μπορεί να συμβάλει και/ή να ρυθμίσει την ανάπτυξη νεφρικής κυστικής νόσου.

Οι ασθενείς με σύνδρομα νόσου mt είναι επιρρεπείς να αναπτυχθούννεφρόπαθολογία.Νεφρική Νόσοςσε αυτό το πλαίσιο εκδηλώνεται συχνά ως σωληναριακή δυσλειτουργία και/ή σωληναρισιακή διάμεση νόσο, ενώ ο σχηματισμός νεφρικής κύστης είναι σπάνιος. σωληναριδική νόσος, μεταλλάξεις στην ίδια την TFAM δεν έχουν αναφερθεί σε ασθενείς με χρόνιαΝεφρική Νόσος. Ωστόσο, η εξέλιξη της χρόνιας νεφρικής νόσου έχει πρόσφατα συσχετιστεί με μειωμένη δραστηριότητα TFAM, η οποία είχε ως αποτέλεσμα την ενεργοποίηση ινωτικών και φλεγμονωδών οδών λόγω mt stress.14,24 Σε αντίθεση με το Six2-Tfam^-/-μεταλλαγμένα, ποντίκια με αδρανοποίηση Tfam με τη μεσολάβηση Ksp-Cre ανέπτυξαν νεφρική ίνωση και φλεγμονή14 αλλά όχι κυστική νόσο. Οι φαινοτυπικές διαφορές μεταξύ των 2 μοντέλων είναι πιθανώς μια αντανάκλαση των τύπων νεφρικών κυττάρων που στοχεύτηκαν καθώς και της κατάστασης διαφοροποίησης των κυττάρων που εκφράζουν Cre. Το Ksp-Cre μεσολαβεί στον ανασυνδυασμό στον περιφερικό νεφρώνα με εμφανή δραστηριότητα Cre στο μυελικό παχύ ανιόν άκρο του τμήματος Henle και το CD που προέρχεται από ουρητηρικό οφθαλμό,25 ενώ το Six2-eGFP/Cre εκφράζεται στο μεσέγχυμα του καλύμματος και δεν στοχεύει το ουρητηρικό τμήματα νεφρώνα που προέρχονται από οφθαλμό.16 Σε συμφωνία με αυτά τα ευρήματα είναι η αύξηση της εναπόθεσης εξωκυτταρικής μήτρας και η απουσία κυστικής νόσου σε 15-μηνών Hoxb7-Tfam /mutants. Το Hoxb7-Το Cre στοχεύει τμήματα νεφρώνα που προέρχονται από ουρητηρικούς οφθαλμούς (Συμπληρωματικό Σχήμα S5).26 Επιπλέον, σύμφωνα με την έννοια της εξάρτησης του αναπτυξιακού σταδίου και του κυτταρικού τύπου είναι η παρατήρηση ότι η απενεργοποίηση του Tfam με χρήση Nphs{16 }}Το Cre (Podocin-Cre) δεν οδήγησε σε αναπτυξιακούς νεφρικούς φαινοτύπους ή σε ενήλικες,27 ενώ το Six2-Tfam^-/- ποντίκια ανέπτυξαν σημαντική λευκωματουρία.

Ακτεοσίδη σεCistancheείναι καλό γιαπολυκυστική νεφρική νόσο

Τα ελαττώματα στη διαφοροποίηση των νεφρώνων δεν ήταν εντελώς απροσδόκητα στο Έξι2-Tfam^-/- ποντίκια επειδή η κυτταρική διαφοροποίηση έχει συσχετιστεί με αυξημένη εξάρτηση από το OXPHOS για την παραγωγή ATP, ενώ τα αδιαφοροποίητα πολυδύναμα κύτταρα προτιμούν τη γλυκόλυση έναντι του OXPHOS για να καλύψουν τις ενεργειακές απαιτήσεις.28 Σε ποιο βαθμό η προοδευτική απώλεια της δραστηριότητας του OXPHOS αυτή καθαυτή συνέβαλε στην κυστογένεση στο Six{{1} }Tfam^-/-τα μεταλλαγμένα δικαιολογούν περαιτέρω έρευνα. Πρόσφατες μελέτες έχουν δείξει ότι μεταλλάξεις στην PKD(πολυκυστική νεφρική νόσο)1, που ευθύνονται για το 85 τοις εκατό των περιπτώσεων ADPKD,29 σχετίζονται με ενισχυμένη γλυκολυτική ροή.30 Ωστόσο, η παθοφυσιολογική και θεραπευτική σημασία αυτού του ευρήματος δεν είναι απολύτως σαφής επειδή οι επιπτώσεις της στέρησης γλυκόζης στον πολλαπλασιασμό των κύστεων και την εξέλιξη της PKD είναι αμφιλεγόμενες. 31,32.

Αν και δεν προτείνουμε ότι η δυσλειτουργία του TFAM αντιπροσωπεύει ένα πρωταρχικό γεγονός στην ανάπτυξη της PKD(πολυκυστική νεφρική νόσο), οι μελέτες μας αυξάνουν την πιθανότητα ότι η δυσλειτουργία του TFAM μπορεί να συμβάλλει στην παθογένεση ή/και την εξέλιξή της. Αποδεικνύουμε ότι τα επίπεδα πρωτεΐνης TFAM μειώνονται στα επιθηλιακά κύτταρα που επενδύουν την κύστη από ιστούς PKD ποντικού και ανθρώπου και βρήκαμε ότι το Six2-Tfam^-/- οι ιστοί μοιράζονται μοριακά χαρακτηριστικά με την PKD(πολυκυστική νεφρική νόσο)ιστούς που συνδέονται με την κυστεογένεση. Η μη φυσιολογική λειτουργία των βλεφαρίδων έχει εμπλακεί στην παθογένεση των νεφρικών κυστικών παθήσεων.(πολυκυστική νεφρική νόσο)ζωικά μοντέλα, 35,36 βλεφαρίδες σχηματίζονται σε Pkd1^-/-επιθηλιακά κύτταρα37 και εντοπίστηκαν επίσης σε νεφρικές κύστεις από το Six2-Tfam^-/- ποντίκια (Συμπληρωματικό Σχήμα S3). Διάφορα μονοπάτια σηματοδότησης που συνδέονται με την κυστογένεση εμπλέκονται στη σηματοδότηση που σχετίζεται με τις βλεφαρίδες. Αυτά περιλαμβάνουν ενεργοποιημένη από μιτογόνο πρωτεϊνική κινάση/εξωκυτταρική σηματοδότηση κινάσης ρυθμιζόμενης από το σήμα και οδούς ρυθμιζόμενης από β-κατενίνη.33 Τόσο τα επίπεδα p-ERK όσο και τα επίπεδα β-κατενίνης ήταν αυξημένα σε έξιTfam^-/- νεφρά, υποδηλώνοντας ότι αυτά τα μονοπάτια ενεργοποιήθηκαν. Αυτά τα ευρήματα συμφωνούν με τις παρατηρήσεις που έγιναν σε ανθρώπινα κύτταρα ADPKD και σε αρκετές PKD ποντικού(πολυκυστική νεφρική νόσο)μοντέλα.38–43.

Ο ενεργοποιημένος με πολλαπλασιαστή υπεροξισώματος υποδοχέας-γάμα συνενεργοποιητής 1a (PGC-1a), ένας ανοδικός μεταγραφικός ρυθμιστής του TFAM και οδηγός της βιογένεσης του mt, μειώθηκε σε κυτταρικές σειρές που απομονώθηκαν από ασθενείς με ADPKD και, εκτός από το ίδιο το TFAM, αντιπροσωπεύουν έναν πιθανό θεραπευτικό στόχο για την PKD(πολυκυστική νεφρική νόσο). Έχει προταθεί μείωση της έκφρασης PGC-1 για την προώθηση του πολλαπλασιασμού των κύστεων λόγω της αυξημένης παραγωγής υπεροξειδίου mt στην PKD(πολυκυστική νεφρική νόσο)1-ελαττωματικά κύτταρα.44 Αν και δεν μετρήσαμε την παραγωγή mt ROS στο μοντέλο μας, η ειδική για τον ιστό αδρανοποίηση TFAM σε άλλους κυτταρικούς τύπους συσχετίστηκε με μείωση και όχι αύξηση στην παραγωγή mt ROS.9 Εκτός από το PGC -1άξονας a/TFAM, πρόσφατες μελέτες έχουν επισημάνει τον πιθανό ρόλο της υποξίας και της οδού παράγοντα που προκαλείται από την υποξία στη θεραπεία ασθενειών mt.45,46 Σε ποιο βαθμό μπορούν να αξιοποιηθούν θεραπευτικά τα μονοπάτια που σχετίζονται με την υποξία για τη θεραπεία ασθενειών που σχετίζονται με δυσλειτουργία του mt, όπως η PKD, απαιτεί περαιτέρω διερεύνηση.

Συνοπτικά, τα δεδομένα μας καταδεικνύουν ότι ο παράγοντας μεταγραφής mt TFAM απαιτείται για τη φυσιολογική διαφοροποίηση του νεφρώνα και ότι η απώλεια της δραστηριότητας TFAM στα νεφρικά επιθηλιακά κύτταρα αναπαράγει μοριακά και μεταβολικά χαρακτηριστικά που σχετίζονται με την PKD(πολυκυστική νεφρική νόσο). Τα ευρήματά μας παρέχουν ένα ισχυρό σκεπτικό για περαιτέρω έρευνες σχετικά με το ρόλο της υγείας και της λειτουργίας του mt στην κυστογένεση. Προτείνουμε ότι οι θεραπευτικές στρατηγικές που στοχεύουν στη βελτίωση της υγείας του mt μπορεί να είναι ωφέλιμες για τη θεραπεία ασθενών με PKD(πολυκυστική νεφρική νόσο).

Εικόνα 7|Έκφραση του μιτοχονδριακού μεταγραφικού παράγοντα Α (TFAM) σε νεφρικές κύστεις από ασθενείς μεπολυκυστική νεφρική νόσοείναι μειωμένο. (α) Αντιπροσωπευτικές εικόνες τμημάτων ενσωματωμένων σε παραφίνη σταθεροποιημένων με φορμαλίνη από φυσιολογικούς ανθρώπινους νεφρούς και νεφρούς απόπολυκυστική νεφρική νόσοΑσθενείς (PKD) που αναλύθηκαν με ανοσοϊστοχημεία για έκφραση TFAM, με ανοσοφθορισμό (IF) για έκφραση εξαρτώμενης από την τάση επιλεκτικού ανιόντος καναλιού 1 (VDAC) και με υβριδισμό RNA φθορισμού in situ για μιτοχονδριακά κωδικοποιημένη οξειδάση κυτοχρώματος c και (MTCO11) Μιτοχονδριακά κωδικοποιημένη έκφραση mRNA υπομονάδας 6 της μεμβράνης συνθάσης ATP (MT-ATP6). Τα βέλη προσδιορίζουν τα επιθηλιακά κύτταρα της επένδυσης της κύστης, τα αριθμητικά σημάδια απεικονίζουν τον αυλό της κύστης και οι αστερίσκοι απεικονίζουν σπειράματα. Μπάρα =100 mm για εικόνες χαμηλής μεγέθυνσης και 10 mm για εικόνες υψηλής μεγέθυνσης. (β) Αντιπροσωπευτικές 3-διαστάσεις δομημένου φωτισμού μικροσκοπικές εικόνες ανθρώπινης PKD (πολυκυστική νεφρική νόσο)Τομές νεφρού αναλύθηκαν με IF για έκφραση VDAC. 4', 6-διαμιδινο-2-φαινυλινδόλη (DAPI) χρησιμοποιήθηκε για πυρηνική χρώση (μπλε φθορισμός). Οι διακεκομμένες γραμμές σηματοδοτούν τα σωληνάρια και τα αριθμητικά σημάδια απεικονίζουν σωληνοειδή ή κύστη αυλό. Ο όγκος των μιτοχονδρίων (mt) ποσοτικοποιήθηκε χρησιμοποιώντας το λογισμικό Imaris (n=5). Μπάρα=4 mm. Τα δεδομένα αντιπροσωπεύονται ως μέσος όρος συν -SEM και αναλύθηκαν χρησιμοποιώντας το Student's t-test. *P < 0.05.="" για="" να="" βελτιστοποιήσετε="" την="" προβολή="" αυτής="" της="" εικόνας,="" ανατρέξτε="" στην="" ηλεκτρονική="" έκδοση="" αυτού="" του="" άρθρου="" στη="" διεύθυνση="">

Cistancheείναι καλό γιαπολυκυστική νεφρική νόσο

ΜΕΘΟΔΟΙ

Η δημιουργία του υπό όρους αλληλόμορφου Tfam έχει περιγραφεί αλλού.9 Μια λεπτομερής περιγραφή των γραμμών ποντικιού και των πειραματικών μεθόδων μπορεί να βρεθεί στην ενότητα Συμπληρωματικές Μέθοδοι και Υλικά. Τα σύνολα δεδομένων RNAseq κοινοποιούνται στο geo@ncbi.nlm.hih.gov(αριθμός πρόσβασης GSE147189).

Στατιστική ανάλυση

Τα δεδομένα αναφέρονται ως μέσος όρος SEM. Οι στατιστικές αναλύσεις πραγματοποιήθηκαν με το λογισμικό Prism 6 (GraphPad Software Inc., San Diego, CA) χρησιμοποιώντας το Student's t-test. Η επιβίωση αναλύθηκε χρησιμοποιώντας τη μέθοδο Kaplan-Meier και οι ομάδες συγκρίθηκαν με τη δοκιμασία log-rank. Οι τιμές P μικρότερες από 0.05 θεωρήθηκαν στατιστικά σημαντικές.

Έγκριση μελέτης

Όλες οι διαδικασίες που αφορούσαν ποντίκια πραγματοποιήθηκαν σύμφωνα με τις οδηγίες του Εθνικού Ινστιτούτου Υγείας για τη χρήση και τη φροντίδα των ζώντων ζώων και εγκρίθηκαν από την Επιτροπή Ιδρυματικής Φροντίδας και Χρήσης των Ζώων του Πανεπιστημίου Vanderbilt.

ΑΠΟΚΑΛΥΨΗ

Όλοι οι συγγραφείς δεν δήλωσαν ανταγωνιστικά συμφέροντα.

ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ

Το VHH υποστηρίζεται από την έδρα Krick-Brooks στη Νεφρολογία στο Πανεπιστήμιο Vanderbilt, τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας χορηγούν R01-DK101791 και R01-DK081646 και το Βραβείο Αξίας του Τμήματος Βετεράνων Υποθέσεων 1I01BX002348. Περαιτέρω υποστήριξη παρείχε τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας επιχορηγήσεις R01-DK103033 (PVT), R01-DK108433 (MS) και R01-DK56942 (ABF). O'Brien του VanderbiltΝεφρόΚέντρο (P30-DK114809); Vanderbilt's Diabetes Research and Training Center (P30-DK20593); ο πυρήνας κοινών πόρων Digital Histology στο Ιατρικό Κέντρο του Πανεπιστημίου Vanderbilt (www.mc.vanderbilt.edu/dhsr)· ο πυρήνας Translational Pathology Shared Resource (P30-CA68485)· το Κέντρο Μεταβολικού Φαινοτύπου ποντικιού Vanderbilt (U24-DK059637)· και την επιχορήγηση Shared Instrumentation S10-OD023475. Πληροφορίες σχετικά με τις εργασίες που εκτελούνται στο εργαστήριο Haase μπορείτε να βρείτε στη διεύθυνση www.haaselab.org.

ΣΥΝΕΙΣΦΟΡΕΣ ΣΥΓΓΡΑΦΕΩΝ

Η VHH συνέλαβε το έργο. Οι KI, HK και VHH σχεδίασαν τις ερευνητικές μελέτες, ανέλυσαν και ερμήνευσαν δεδομένα, έγραψαν το χειρόγραφο και έφτιαξαν στοιχεία. Οι KI, HK, NG, KT, AL, CT, OD και CRB πραγματοποίησαν πειράματα και απέκτησαν και ανέλυσαν δεδομένα. Τα MS, NSC και PVT παρείχαν αντιδραστήρια ποντικού και ιστούς ποντικού και εννοιολογική εισαγωγή και βοήθησαν στην ερμηνεία των δεδομένων. Η ABF και η MEK παρείχαν ανθρώπινους ιστούς.

Cistancheείναι καλό γιαπολυκυστική νεφρική νόσο

ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑΤΙΚΟ ΥΛΙΚΟ

Συμπληρωματικό αρχείο (PDF)

Εικόνα S1. Συσχετίζεται με την Εικόνα 1. Η αδρανοποίηση του ετερόζυγου Tfam σε προγονικά κύτταρα SIX2 δεν σχετίζεται μεΝεφρική Νόσος. Εμφανίζονται αντιπροσωπευτικές εικόνες σταθεροποιημένης με φορμαλίνη, ενσωματωμένης σε παραφίνηνεφρό sections from Cre littermate control and heterozygous Six2-Tfam β/ mice at (A) 3 months of age and (B) >10 months of age. Sections were stained with alcian blue/periodic acid–Schiff (AB-PAS) and analyzed by immunohistochemistry (IHC) for a smooth muscle actin (ACTA2) expression. Asterisks depict glomeruli. Bars ¼ 100 mm. Right panels show blood urea nitrogen (BUN) levels and renal mt DNA content in Cre littermate control and Six2-Tfamþ/mutant mice at 3 months of age (n ¼ 5 and 6, respectively) and age>10 μήνες (n =4 και 3, αντίστοιχα). Τα δεδομένα αντιπροσωπεύονται ως 0.01. SEM και αναλύθηκαν με το 2-Test Student's t-test. **Π<>

Εικόνα S2. Συνδέεται με το σχήμα 1.Tfam^-/- Οι νεφρικές κύστεις προέρχονται από κύτταρα με έκφραση Six2-eGFP/Cre. Εμφανίζονται αντιπροσωπευτικές εικόνες τμημάτων νεφρών που έχουν σταθεροποιηθεί με φορμαλίνη, ενσωματωμένες σε παραφίνη από Six2-mT/mG.Tfam^-/-ποντίκια που αναλύθηκαν με ανοσοφθορισμό (IF) με αντισώματα έναντι της ενισχυμένης πράσινης φθορίζουσας πρωτεΐνης (eGFP) και td Φθορίζουσα πρωτεΐνη κόκκινης ντομάτας. Η έκφραση eGFP υποδεικνύει Έξι2- ανασυνδυασμό με τη μεσολάβηση eGFP/Cre του αλληλόμορφου mT/mG Cre-reporter. (Α) ανάλυση IF της έκφρασης tdTomato και/ή eGFP σενεφράσε ηλικία P7, P14 και P29. Οι αστερίσκοι απεικονίζουν μεγάλες κύστεις που προέρχονται από Έξι2-eGFP/ στοχευμένα κύτταρα που εκφράζουν eGFP (πράσινος φθορισμός). τα αριθμητικά σημάδια απεικονίζουν 2 μικρές κύστεις που προέρχονται από μη στοχευμένα κύτταρα που εκφράζουν τομάτες (ερυθρός φθορισμός). Τα κόκκινα βέλη απεικονίζουν κύτταρα αρνητικά σε eGFP (χωρίς ανασυνδυασμό). Τα λευκά βέλη απεικονίζουν κύτταρα επένδυσης κύστης θετικά σε eGFP (υποδηλώνει ανασυνδυασμό). Μπάρα=100 mm. (Β) Ανάλυση της έκφρασης TFAM από IF στο Cre control και Six2-Tfam^-/-μεταλλαγμένα στην ηλικία P7. Τα λευκά βέλη απεικονίζουν σωληνοειδείς δομές θετικές για TFAM (κόκκινος φθορισμός). gl, σπείραμα. Μπαρ=25μm.

Εικόνα S3. Συνδέεται με το σχήμα 1.Tfam^-/- νεφράχαρακτηρίζονται από αυξημένη πολλαπλασιαστική δραστηριότητα. (Α) Αντιπροσωπευτικές εικόνες τμημάτων νεφρών από το Cre littermate control and Six2-Tfam^-/-ποντίκια στην ηλικία Ρ14 αναλύθηκαν για έκφραση Ki67 με ανοσοϊστοχημεία (IHC). Τα κόκκινα βέλη απεικονίζουν τα θετικά κύτταρα Ki67- στον έλεγχο καιTfam^-/- νεφρόμικρό. Μπάρα =100 mm. (Β) Ανάλυση ανοσοστυπώματος της έκφρασης ERK, φωσφο-ERK (p-ERK) και β-κατενίνης συνολικάνεφρόομογενοποιείται από Cre littermate control και Six2- Tfam / μεταλλαγμένα ποντίκια στην ηλικία P14. (Γ) Διασπασμένες εκφράσεις κασπάσης 3 σε σταθεροποιημένη με φορμαλίνη, ενσωματωμένη σε παραφίνηνεφρόενότητες από Cre littermate control και Six2-mT/mG.Tfam^-/- ποντίκια στην ηλικία Ρ14 που αναλύθηκαν με IHC. Κόκκινες κουκκίδες τοποθετήθηκαν πάνω από διασπασμένα θετικά κύτταρα κασπάσης 3 για να απεικονίσουν την κατανομή των ιστών σε μεγέθυνση χαμηλής ισχύος. Τα κόκκινα βέλη απεικονίζουν σχισμένα κύτταρα θετικά σε κασπάση 3 σε εικόνες μεγέθυνσης υψηλής ισχύος. Ράβδοι =1 mm (πάνω) και 100 mm (κάτω). (D) Σήμανση αξονέμης ακραίου με ανοσοφθορισμό με χρώση αντι-ακετυλιωμένης α-τουμπουλίνης. Εμφανίζονται αντιπροσωπευτικές εικόνες σταθεροποιημένης με φορμαλίνη, ενσωματωμένης σε παραφίνηνεφρόενότητες από Cre littermate control και Six2-Tfam^-/- μεταλλαγμένα ποντίκια στην ηλικία P14. Τα #, ##, ### απεικονίζουν κύστεις μικρού, μεσαίου και μεγάλου μεγέθους, αντίστοιχα. Τα λευκά βέλη απεικονίζουν βλεφαρίδες. Ράβδοι =100 mm (πάνω) και 10 mm (κάτω).

Εικόνα S4. Συνδέεται με το Σχήμα 2. Η αδρανοποίηση του Tfam στη σειρά SIX2 αναστέλλει την ωρίμανση του νεφρώνα. Εμφανίζονται αντιπροσωπευτικές εικόνες σταθεροποιημένης με φορμαλίνη, ενσωματωμένης σε παραφίνηνεφρόενότητες από Cre littermate control και Six2-Tfam^-/- μεταλλαγμένα ποντίκια στην ηλικία P{{{{10}}}}, P7 και P14 (n=4–6). Η τομή αναλύθηκε με ιστοχημεία λεκτίνης χρησιμοποιώντας λεκτίνη λωτού tetragonolobus (LTL) και λεκτίνη Dolichos biflorus agglutinin (DBA). Η έκφραση πρωτεΐνης όγκου 1 Wilms (WT1) αναλύθηκε με ανοσοφθορισμό. Οι περιοχές με σωληνάρια LTL και DBA ποσοτικοποιήθηκαν με ImageJ (Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας, Bethesda, MD). ο αριθμός των σπειραμάτων μετρήθηκε χειροκίνητα. Τα λευκά βέλη απεικονίζουν νεφρώνες που αντιδρούν με LTL ή DBA και οι αστερίσκοι απεικονίζουν σπειράματα. Μπάρες ¼ 100 mm. Τα δεδομένα αντιπροσωπεύονται ως μέσος όρος SEM και αναλύθηκαν με ένα 2-τεστ Student's t-test. **P <0,01. ***p=""><>

Cistancheείναι καλό γιαπολυκυστική νεφρική νόσο

Εικόνα S5. Συσχετίζεται με το Σχήμα 2. Η απενεργοποίηση του Tfam σε προγονικά κύτταρα HOXB7 δεν οδηγεί σε ανάπτυξη κύστης. (Α) Εμφανίζονται αντιπροσωπευτικές εικόνες σταθεροποιημένης με φορμαλίνη, ενσωματωμένης σε παραφίνηνεφρόενότητες από 3-μηνών ετερόζυγο Hoxb7-Tfamþ/ και Hoxb7-Tfam^-/- μεταλλαγμένα ποντίκια. Οι τομές χρωματίστηκαν με τρίχρωμο Masson (MTrichrome) και αναλύθηκαν με ανοσοφθορισμό (IF) για έκφραση tdTomato (TDT) και οξειδάσης κυτοχρώματος IV (COX IV). Οι αριθμητικές ενδείξεις απεικονίζουν διεσταλμένα σωληνάρια σε τομές βαμμένες με MTrichrome και οι αστερίσκοι απεικονίζουν αγωγούς συλλογής προερχόμενων από προγονικά κύτταρα HOXB7 θετικούς για tdT. (Β) Εικόνες IF και RNA φθορίζοντος in situ υβριδισμού (RNA-FISH) τμημάτων νεφρών μονιμοποιημένων με φορμαλίνη, ενσωματωμένων σε παραφίνη από 3-μηνών ετερόζυγο Hoxb7-Tfam^-/-και Hoxb7-Tfam^-/- μεταλλαγμένα ποντίκια. Οι τομές αναλύθηκαν για έκφραση πρωτεΐνης tdT και AQP2 με IF και tdT RNA και μιτοχονδριακά κωδικοποιημένη έκφραση RNA υπομονάδας 1 οξειδάσης κυτοχρώματος c (mt-Co1) από RNA-FISH. Οι αστερίσκοι απεικονίζουν σωληνάρια που εκφράζουν TD (συλλεκτικοί αγωγοί). Στο Hoxb7-Tfam^-/- μεταλλαγμένα ποντίκια που εκφράζουν σωληνάρια tdT δεν εκφράζουν AQP2 και mt-Co1. Μπάρα =100 mm. (Γ) Αντιπροσωπευτικές εικόνες τουνεφρόενότητες από 15-month-old control και Hoxb7-Tfam^-/-ποντίκια που χρωματίστηκαν με MTrichrome. Μπάρα =100 mm. Δεξί πλαίσιο, άζωτο ουρίας αίματος (BUN) από ποντίκια Cre littermate control και Hoxb7-Tfam^-/- μεταλλαγμένα (n=6 το καθένα). Τα δεδομένα αντιπροσωπεύονται ως μέσος όρος SEM και αναλύθηκαν χρησιμοποιώντας ένα 2-τεστ Student's t-test.

Εικόνα S6. Συσχετίζεται με το σχήμα 3. Έλλειψη έκφρασης δείκτη τμημάτων νεφρώνα σε κύστεις από Έξι2-Tfam^-/- νεφρά. Αντιπροσωπευτικές εικόνες σταθεροποιημένης φορμαλίνης, ενσωματωμένης σε παραφίνηνεφρότμήματα από Six2-mT/mG;Tfam^-/- ποντίκια στην ηλικία P14. Οι τομές αναλύθηκαν με ανοσοφθορισμό με αντισώματα ειδικά για ενισχυμένη πράσινη φθορίζουσα πρωτεΐνη (eGFP), μεγαλίνη, ουρομοντουλίνη, ευαίσθητο σε θειαζίδιο συμμεταφορέα χλωριούχου νατρίου (NCC) και ακουαπορίνη 2 (AQP2). Οι συγχωνευμένες εικόνες εμφανίζονται στα δεξιά. Τα βέλη δείχνουν σωληνοειδείς δομές που εκφράζουν τους αντίστοιχους δείκτες τμημάτων νεφρώνων. Μπαρ=100μm.

Εικόνα S7. Συνδέεται με το σχήμα 4.Ομάδα^-/- Τα επιθηλιακά κύτταρα έχουν έλλειψη MT-CO1. (Α) Εμφανίζονται αντιπροσωπευτικές εικόνες σταθεροποιημένης με φορμαλίνη, ενσωματωμένης σε παραφίνηνεφρότμήματα από Six2-mT/ mG;Tfam^-/- ποντίκια στην ηλικία P7. Οι τομές νεφρών αναλύθηκαν με ανοσοφθορισμό για την έκφραση ενισχυμένης πράσινης φθορίζουσας πρωτεΐνης (eGFP) και μιτοχονδριακά κωδικοποιημένης υπομονάδας 1 οξειδάσης κυτοχρώματος c (MT-CO1). Η έκφραση eGFP υποδηλώνει Έξι2-eGFP/ ανασυνδυασμό με μεσολάβηση Cre του αλληλόμορφου mT/mG Cre-reporter. Οι αστερίσκοι απεικονίζουν eGFP-αρνητικά σωληνάρια (χωρίς ανασυνδυασμό), τα οποία εκφράζουν MT-CO1. τα αριθμητικά σημάδια απεικονίζουν σωληνάρια θετικά στο eGFP (ανασυνδυασμένα), τα οποία δεν εκφράζουν MT-CO1, υποδεικνύοντας απώλεια της λειτουργίας TFAM. Μπαρ =100μm.

Εικόνα S8. Συνδέεται με το Σχήμα 5. Η απενεργοποίηση του Tfam σε κύτταρα γενεαλογίας SIX2 μεταβάλλει την έκφραση των μεταβολικών γονιδίων. Πραγματοποιήθηκε ανάλυση έκφρασης RNA σε όλο το γονιδίωμα με RNAseq με ολόκληρο τον νεφρικό φλοιό που απομονώθηκε από την γέννα Cre control και το Six2-Tfam^-/- μεταλλαγμένα ποντίκια στην ηλικία P7. Εμφανίζονται χάρτες θερμότητας που απεικονίζουν αλλαγές στα πρότυπα έκφρασης των γονιδίων που εμπλέκονται στην οξειδωτική φωσφορυλίωση, τη γλυκόλυση, τη μεταφορά γλυκόζης, το μεταβολισμό των λιπαρών οξέων και τον κύκλο του τρικαρβοξυλικού οξέος (n=4 το καθένα).

Εικόνα S9. Συνδέεται με το Σχήμα 6. Η έκφραση του TFAM μειώνεται στις νεφρικές κύστεις Cyscpk/cpk. (Α) Εμφανίζονται αντιπροσωπευτικές εικόνες τμημάτων νεφρών μονιμοποιημένων με φορμαλίνη, ενσωματωμένων σε παραφίνη από το Cys^cpk/cpkποντίκια στην ηλικία P18. Οι τομές αναλύθηκαν με υβριδισμό in situ φθορίζοντος RNA για μιτοχονδριακά κωδικοποιημένη υπομονάδα 1 οξειδάσης κυτοχρώματος c (mt-Co1) και μιτοχονδριακά κωδικοποιημένη υπομονάδα μεμβράνης συνθάσης ATP 6 (mt-Atp6), με έκφραση εξαρτώμενη από ανοσοφθορισμό (IF-lectionage-anclection channels). 1 (VDAC) έκφραση και με ιστοχημεία λεκτίνης με λεκτίνη τετραγωνολικού λωτού (LTL). Τα λευκά βέλη απεικονίζουν τα επιθηλιακά κύτταρα της επένδυσης της κύστης, οι διακεκομμένες γραμμές περιγράφουν τα επιθηλιακά κύτταρα της επένδυσης της κύστης και τα αριθμητικά σημάδια απεικονίζουν τον αυλό της κύστης. Μπάρες ¼ 100 mm (μεγέθυνση χαμηλής ισχύος) και 10 mm (μεγέθυνση υψηλής ισχύος). (Β) 3D δομημένο μικροσκόπιο φωτισμού (3D SIM) άγριου τύπου απορριμμάτωννεφρόσε ηλικία P18. Εμφανίζονται αντιπροσωπευτικές εικόνες τμημάτων νεφρού που χρωματίστηκαν με LTL και αναλύθηκαν με IF για υπομονάδα IV οξειδάσης του κυτοχρώματος c (COX IV) και έκφραση VDAC. Μπάρα ¼ 10 mm (εικόνες μεγέθυνσης χαμηλής ισχύος) και 2 mm (εικόνες μεγέθυνσης υψηλής ισχύος). Ο αστερίσκος απεικονίζει έναν πυρήνα διάμεσου κυττάρου.

Εικόνα S10. Συνδέεται με το Σχήμα 7. Η έκφραση του TFAM είναι μειωμένη σε νεφρικές κύστεις από ασθενείς μεπολυκυστική νεφρική νόσο. Σχετικά επίπεδα έκφρασης TFAM σε νεφρικές κύστεις από 5 ασθενείς μεπολυκυστική νεφρική νόσοαξιολογήθηκαν με ανοσοϊστοχημεία (n=5). Εμφανίζεται η αναλογία των κύστεων με χαμηλή ή υψηλή έκφραση TFAM στο επιθήλιο επένδυσης της κύστης. Ο αριθμός των κύστεων που μετρήθηκαν ανά τμήμα εμφανίζεται με λευκό χρώμα.

Cistancheτα προϊόντα είναι καλά γιαπολυκυστική νεφρική νόσο

Απόσπασμα από: «Η ανεπάρκεια του μιτοχονδριακού μεταγραφικού παράγοντα Α του στοχευμένου επιθηλίου νεφρού οδηγεί σε προοδευτική μιτοχονδριακή εξάντληση που σχετίζεται με σοβαρή κυστική νόσο» από τον Ken Ishii1,2,11 et al.

---ΝεφρόInternational (2021) 99, 657–670

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΑΝΑΦΟΡΕΣ

1. West AP, Shadel GS. Μιτοχονδριακό DNA σε έμφυτες ανοσοαποκρίσεις και φλεγμονώδη παθολογία. Nat Rev Immunol. 2017; 17:363–375.

2. Chandel NS. Εξέλιξη των μιτοχονδρίων ως σηματοδοτικών οργανιδίων. Cell Metab. 2015; 22:204–206.

3. Campbell CT, Kolesar JE, Kaufman BA. Ο μιτοχονδριακός παράγοντας μεταγραφής Α ρυθμίζει την έναρξη της μιτοχονδριακής μεταγραφής, τη συσκευασία του DNA και τον αριθμό αντιγράφων του γονιδιώματος. Biochim Biophys Acta. 2012, 1819:921–929.

4. Kukat C, Larsson NG. Το mtDNA κάνει μια στροφή για το μιτοχονδριακό νουκλεοειδές. Trends Cell Biol. 2013; 23:457-463.

5. Taanman JW. Το μιτοχονδριακό γονιδίωμα: δομή, μεταγραφή, μετάφραση και αντιγραφή. Biochim Biophys Acta. 1999; 1410:103-123.

6. Larsson NG, Wang J, Wilhelmsson Η, et αϊ. Ο μιτοχονδριακός μεταγραφικός παράγοντας Α είναι απαραίτητος για τη διατήρηση του mtDNA και την εμβρυογένεση σε ποντίκια. Nat Genet. 1998; 18:231-236.

7. Larsson NG, Rustin P. Animal models for respiratory chain disease. Trends Mol Med. 2001; 7:578-581.

8. Torraco Α, Diaz F, Vempati UD, et al. Μοντέλα ποντικιών ελαττωμάτων οξειδωτικής φωσφορυλίωσης: ισχυρά εργαλεία για τη μελέτη της παθοβιολογίας των μιτοχονδριακών ασθενειών. Biochim Biophys Acta. 2009; 1793:171-180.

9. Hamanaka RB, Glasauer Α, Hoover P, et al. Τα μιτοχονδριακά αντιδραστικά είδη οξυγόνου προάγουν την επιδερμική διαφοροποίηση και την ανάπτυξη των τριχοθυλακίων. Sci Signal. 2013; 6:ra8.

10. Vernochet C, Mourier Α, Bezy O, et αϊ. Η ειδική για το λίπος διαγραφή του TFAM αυξάνει την οξείδωση των μιτοχονδρίων και προστατεύει τα ποντίκια από την παχυσαρκία και την αντίσταση στην ινσουλίνη. Cell Metab. 2012; 16:765–776.

11. Hall AM, Unwin RJ, Hanna MG, et al. Νεφρική λειτουργία και μιτοχονδριακή κυτταροπάθεια (MC): περισσότερες ερωτήσεις παρά απαντήσεις; QJM. 2008; 101:755-766.

12. Emma F, Montini G, Parikh SM, et al. Μιτοχονδριακή δυσλειτουργία σε κληρονομική νεφρική νόσο και οξεία νεφρική βλάβη. Nat Rev Nephrol. 2016, 12: 267–280.

13. Kang I, Chu CT, Kaufman BA. Ο μιτοχονδριακός μεταγραφικός παράγοντας TFAM στον νευροεκφυλισμό: αναδυόμενα στοιχεία και μηχανισμοί. FEBS Lett. 2018;592:793 811.

14. Chung KW, Dhillon P, Huang S, et al. Η μιτοχονδριακή βλάβη και η ενεργοποίηση της οδού STING οδηγούν σε νεφρική φλεγμονή και ίνωση. Cell Metab. 2019; 30:784–799.e785.

15. Little MH, McMahon AP. Ανάπτυξη νεφρών θηλαστικών: αρχές, πρόοδος και προβλέψεις. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2012; 4:a008300.

16. Kobayashi Α, Valerius MT, Mugford JW, et al. Το Six2 ορίζει και ρυθμίζει έναν πολυδύναμο αυτοανανεούμενο πληθυσμό προγονικών νεφρώνων καθ' όλη τη διάρκεια της ανάπτυξης των νεφρών των θηλαστικών. Βλαστοκύτταρο κυττάρων. 2008; 3:169-181.

17. Wredenberg Α, Wibom R, Wilhelmsson Η, et αϊ. Αυξημένη μιτοχονδριακή μάζα σε ποντίκια με μιτοχονδριακή μυοπάθεια. Proc Natl Acad Sci US A. 2002;99:15066–15071.

18. Guder WG, Ross BD. Κατανομή ενζύμων κατά μήκος του νεφρώνα. Kidney Int.1984;26:101–111.

19. Guery B, Choukroun G, Noel LH, et al. Το φάσμα της συστηματικής εμπλοκής σε ενήλικες που παρουσιάζουν νεφρική βλάβη και μιτοχονδριακή μετάλλαξη γονιδίου tRNA(Leu). J Am Soc Nephrol. 2003; 14:2099-2108.

20. O'Toole JF, Liu Y, Davis EE, et αϊ. Άτομα με μεταλλάξεις στο XPNPEP3, το οποίο κωδικοποιεί μια μιτοχονδριακή πρωτεΐνη, αναπτύσσουν νεφροπάθεια που μοιάζει με νεφροφθίαση. J Clin Invest. 2010; 120:791-802.

21. Alston CL, Morak M, Reid C, et al. Μια νέα μιτοχονδριακή μετάλλαξη μετατόπισης πλαισίου MTND5 που προκαλεί μεμονωμένη ανεπάρκεια του συμπλέγματος Ι, νεφρική ανεπάρκεια και μυοπάθεια. Νευρομυϊκή διαταραχή. 2010; 20:131-135.

22. Finsterer J, Scorza FA. Νεφρικές εκδηλώσεις πρωτοπαθών μιτοχονδριακών διαταραχών. Biomed Rep. 2017; 6:487–494.

23. Fervenza FC, Gavrilova RH, Nasr SH, et al. ΧΝΝ λόγω νέας μετάλλαξης μιτοχονδριακού DNA: αναφορά περιστατικού. Am J Kidney Dis. 2019; 73:273–277.

24. Huang S, Park J, Qiu C, et αϊ. Το Jagged1/Notch2 ελέγχει την ίνωση των νεφρών μέσω μεταβολικού επαναπρογραμματισμού με τη μεσολάβηση Tfam. PLoS Biol. 2018; 16: e2005233.

25. Shao X, Somlo S, Igarashi P. Επιθηλιακός-ειδικός ανασυνδυασμός Cre/lox στον αναπτυσσόμενο νεφρό και το ουροποιογεννητικό σύστημα. J Am Soc Nephrol.2002;13:1837–1846.

26. Yu J, Carroll TJ, McMahon ΑΡ. Το Sonic Hedgehog ρυθμίζει τον πολλαπλασιασμό και τη διαφοροποίηση των μεσεγχυματικών κυττάρων στο μετανεφρικό νεφρό ποντικού. Ανάπτυξη. 2002; 129:5301–5312.

27. Brinkkoetter PT, Bork Τ, Salou S, et al. Η αναερόβια γλυκόλυση διατηρεί το φράγμα της σπειραματικής διήθησης ανεξάρτητα από τον μεταβολισμό και τη δυναμική των μιτοχονδρίων. Cell Rep. 2019;27:1551–1566.e1555.

28. Wanet A, Arnould T, Najimi M, et al. Συνδέοντας μιτοχόνδρια, μεταβολισμό και μοίρα βλαστοκυττάρων. Stem Cells Dev. 2015; 24:1957–1971.

29. Guay-Woodford LM. Νεφρικές κυστικές παθήσεις: διαφορετικοί φαινότυποι συγκλίνουν στο σύμπλεγμα βλεφαρίδων/κεντροσώματος. Pediatr Nephrol. 2006; 21:1369-1376.

30. Rowe I, Chiaravalli Μ, Mannella V, et αϊ. Ο ελαττωματικός μεταβολισμός της γλυκόζης στην πολυκυστική νόσο των νεφρών προσδιορίζει μια νέα θεραπευτική στρατηγική. Nat Med.2013;19:488–493.

31. Warner G, Hein KZ, Nin V, et al. Ο περιορισμός των τροφίμων βελτιώνει την ανάπτυξη της πολυκυστικής νεφρικής νόσου. J Am Soc Nephrol. 2016; 27:1437–1447.

32. Chiaravalli Μ, Rowe I, Mannella V, et αϊ. 2-Η δεοξυ-d-γλυκόζη βελτιώνει την PKD(πολυκυστική νεφρική νόσο)προχώρηση. J Am Soc Nephrol. 2016; 27:1958–1969.

33. Hildebrandt F, Benzing T, Katsanis N. Ciliopathies. N Engl J Med. 2011; 364: 1533–1543.

34. Harris PC, Torres VE. Γενετικοί μηχανισμοί και μονοπάτια σηματοδότησης στην αυτοσωμική επικρατούσα πολυκυστική νόσο των νεφρών. J Clin Invest. 2014; 124:2315–2324.

35. Pazour GJ, Dickert BL, Vucica Υ, et al. Το Chlamydomonas IFT88 και το ομόλογο ποντικού του, το γονίδιο της πολυκυστικής νόσου των νεφρών tg737, απαιτούνται για τη συναρμολόγηση των βλεφαρίδων και των μαστιγίων. J Cell ΒίοΙ. 2000; 151:709-718.

36. Lin F, Hiesberger Τ, Cordes Κ, et αϊ. Η ειδική για τα νεφρά αδρανοποίηση της υπομονάδας της κινεσίνης-ΙΙ αναστέλλει τη νεφρική κυλινδρογένεση και προκαλεί πολυκυστική νεφρική νόσο. Proc Natl Acad Sci US A. 2003, 100:5286–5291.

37. Nauli SM, Alenghat FJ, Luo Υ, et αϊ. Οι πολυκυστίνες 1 και 2 μεσολαβούν στη μηχανική αίσθηση στο πρωτεύον βλεφαρίδα των νεφρικών κυττάρων. Nat Genet. 2003; 33:129-137.

38. Saadi-Kheddouci S, Berrebi D, Romagnolo Β, et al. Πρώιμη ανάπτυξη πολυκυστικής νεφρικής νόσου σε διαγονιδιακά ποντίκια που εκφράζουν μια ενεργοποιημένη μετάλλαξη του γονιδίου βήτα-κατενίνης. Ογκογόνο. 2001; 20:5972-5981.

39. Yamaguchi Τ, Nagao S, Wallace DP, et al. Το κυκλικό AMP ενεργοποιεί το B-Raf και το ERK σε επιθηλιακά κύτταρα κύστης από αυτοσωμικά επικρατούντα πολυκυστικά νεφρά. Kidney Int. 2003; 63:1983–1994.

40. Nagao S, Yamaguchi Τ, Kusaka Μ, et αϊ. Νεφρική ενεργοποίηση εξωκυτταρικής κινάσης ρυθμιζόμενης με σήμα σε αρουραίους με αυτοσωμική επικρατούσα πολυκυστική νόσο των νεφρών. Kidney Int. 2003; 63:427-437.

41. Qian CN, Knol J, Igarashi Ρ, et αϊ. Κυστική νεφρική νεοπλασία μετά από υπό όρους αδρανοποίηση του APC σε νεφρικό σωληναριακό επιθήλιο ποντικού. J Biol Chem. 2005; 280:3938-3945.

42. Omori S, Hida Μ, Fujita Η, et αϊ. Η εξωκυτταρική αναστολή κινάσης με ρυθμιζόμενο σήμα επιβραδύνει την εξέλιξη της νόσου σε ποντίκια με πολυκυστική νόσο των νεφρών. J Am Soc Nephrol. 2006, 17:1604–1614.

43. Shibazaki S, Yu Z, Nishio S, et al. Σχηματισμός κύστης και ενεργοποίηση της εξωκυτταρικής οδού ρυθμιζόμενης κινάσης μετά από ειδική για τους νεφρούς αδρανοποίηση της PKD(πολυκυστική νεφρική νόσο)1. Hum Mol Genet. 2008, 17:1505–1516.

44. Ishimoto Y, Inagi R, Yoshihara D, et al. Η μιτοχονδριακή ανωμαλία διευκολύνει τον σχηματισμό κύστεων στην αυτοσωμική επικρατούσα πολυκυστική νόσο των νεφρών. ΜοΙ Cell ΒίοΙ. 2017;37:e00337-17.

45. Jain IH, Zazzeron L, Goli R, et αϊ. Η υποξία ως θεραπεία για μιτοχονδριακή νόσο. Επιστήμη. 2016; 352:54–61.

46. ​​Ferrari Μ, Jain IH, Goldberger Ο, et al. Η θεραπεία της υποξίας αναστρέφει τη νευροεκφυλιστική νόσο σε ένα μοντέλο ποντικού με σύνδρομο Leigh. Proc Natl Acad Sci US A. 2017;114:E4241–E4250.