Böbrek ve Diyabet İçin Cistanche Fonksiyonları

Böbrek tübülündeki sirkadiyen saatin işlevsizliği, diyabette böbrek glikoneogenezinin artmasına ve hipergliseminin şiddetlenmesine yol açar.

daha fazla bilgi için:ali.ma@wecistanche.com

Camille Ansermet1,6, Gabriel Centeno1,6, Yohan Bignon1,6, Daniel Ortiz2,6, Sylvain Pradervand3,Andy Garcia1, Laure Menin2, Fre´de´ric Gachon1,4, Hikari AI. Yoshihara5 ve Dmitri Firsov1

¹Biyomedikal Bilimler Bölümü, Lozan Üniversitesi, Lozan, İsviçre;²Kütle Spektrometresi Servisi, Kimya Bilimleri ve Mühendisliği Enstitüsü, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Lozan, İsviçre;³Genomik Teknolojiler Tesisi, Lozan Üniversitesi, Lozan, İsviçre;⁴Moleküler Biyolojik Bilim Enstitüsü, Queensland Üniversitesi, Queensland, Avustralya; ve ⁵Fizik Enstitüsü, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Lozan, İsviçre

buSirkadiyen saathücresel, doku ve sistemik biyolojik işlevleri 24-saatlik çevresel döngülerle senkronize eden, her yerde bulunan bir moleküler zaman tutma mekanizmasıdır. Yerel sirkadiyen saatler, hücre tipine ve dokuya özgü ritimleri yönlendirir ve bunların düzensizliği, geniş bir hastalık spektrumunun patogenezinde ve/veya ilerlemesinde rol oynar. Bununla birlikte, intrinsik durumun patofizyolojik rolüsirkadiyen saatlerşeker hastalarının böbreğinde bilinmiyor. Bu soruyu ele almak için tip I'i uyardık.diyabetpodositlerde (cKOp fareler) veya podositlerde sirkadiyen transkripsiyonel düzenleyici BMAL1'den yoksun farelerde streptozotosin ileböbrektübül (cKOt fareler). Diyabetli cKOp ve cKOt farelerde sirkadiyen saat disfonksiyonu ile diyabetik nefropati gelişimi arasında bir ilişki yoktu. Bununla birlikte, cKOt farelerdiyabetstreptozotosin ile tedavi edilen kontrol farelerine kıyasla alevlenmiş hiperglisemi, idrarda artan fraksiyonel glukoz atılımı, artmış poliüri ve daha belirgin böbrek hipertrofisi sergilemiştir. mRNA ve protein ekspresyonu analizleri, glukoneojenik yolun önemli ölçüde arttığını ortaya çıkardı.böbreklerdiyabetik kontrol farelerine kıyasla diyabetli cKOt farelerin sayısı.diyabetglukoneojenik yolu doğrudan veya dolaylı olarak etkileyen çoklu mekanizmalardaki değişiklikleri tanımladı. Böylece, içsel olanın işlev bozukluğunu gösteriyoruz.böbrektübülSirkadiyen saatglukoneogenezi artırarak diyabetik hiperglisemiyi şiddetlendirir.böbrekproksimal tübül ve ayrıca sirkadiyen davranışın önemini vurgulayan hastalardadiyabet.

ANAHTAR KELİMELER:Sirkadiyen saat; diyabet; glukoneogenez; Proksimal tübül

Urduca Cistanche ve diyabet için Cistanche için tıklayın

Geçiş Beyannamesi

İçindediyabet,böbrekPrimer idrardan glukoz geri emilimini artırarak ve proksimal tübülde glukoneogenezi düzenleyerek diyabetik hiperglisemi gelişimine katkıda bulunur. Ancak, bu2 süreçler deSirkadiyen saat, çeşitli spesifik böbrek fonksiyonlarını günlük aydınlık-karanlık döngüleriyle senkronize eden bir mekanizma. Burada, renal tübüldeki intrinsik sirkadiyen saatin disfonksiyonunun renal glukoneogenezi artırarak diyabetik hiperglisemiyi şiddetlendirebileceğini gösterdik.Bu sonuçlar, diyabetik hastalarda sirkadiyen etkilerin önemini vurgular ve glikoz yönetimi için potansiyel etkileri vardır.

Diyabetböbreğin belirli bir rol oynadığı sistemik bir hastalıktır. Şeker hastalığında,böbrekbirincil idrardan glukoz geri emilimini artırarak1 ve glukoneogenez yoluyla glukoz üretimini artırarak diyabetik hiperglisemi gelişimine katkıda bulunur.2,3 Ancak, kan glukoz düzeylerinin uzun süreli yükselmesi en ciddi komplikasyonlardan biri olan diyabetik nefropatiye (DN) neden olabilir. böbrekte glomerüler, tübüler ve vasküler hasar ile karakterize diyabet. Metabolik stres DN'nin patogenezinde ve ilerlemesinde rol oynayan birincil faktör olmasına rağmen, diyabetik hastaların çoğunda tek başına hiperglisemi böbrek yetmezliğine yol açmaz.4 Bu, eşzamanlı bir hastalıkla birlikte veya çevresel, genetik veya epigenetik "ikinci vuruşların" varlığının başlaması için gerekli olabileceğini düşündürmektedir. ve/veya DN'nin hızlandırılmış ilerlemesi. Son araştırmalar, sirkadiyen saat mekanizmasının, dünyadaki çeşitli (pato)fizyolojik süreçlerin kesişme noktasında olduğunu ileri sürdü.böbrek.5 KoşulluSirkadiyen saathayvan modellerinde farklı böbrek hücre tiplerinde, sirkadiyen ritimlerin bozulmasına neden olur inglomerüler filtrasyon hızı (GFR),6 kısmi kan basıncı kontrolü kaybı,7,8 böbrek metabolik yollarında önemli değişiklikler9,10 ve kronik hastalığın ilerlemesini hızlandırır.böbrek hastalığı.11 İnsanlarda, biyolojik saat ile beslenme ve aktivite ritimleri arasındaki vardiyalı işe bağlı sirkadiyen yanlış hizalanma, GFR'nin azalması,12 idrar albümin atılımının artması,13 noktüri ve renal idrar üretiminin14 artması,14 ve kronik böbrek hastalığı riskinin artmasıyla ilişkilidir.15

İlginç bir şekilde,Sirkadiyen saatiçindeböbrekpatogenezinde yer alan birçok hücresel yolu kontrol eder veya bunlarla bağlantılıdır.diyabetve/veya DN. Örneğin, sirkadiyen saat mekanizmasının merkezi bir unsuru olan transkripsiyonel aktivatör BMAL1'in (ARNTL olarak da adlandırılır) renaltübüle özgü nakavt edilmesi, glutamin taşıyıcı SNAT3 (SLC38A3) dahil olmak üzere renalglutamin glukoneogenezde yer alan proteinleri kodlayan mRNA'ların ekspresyon seviyelerinde belirgin bir artışa neden olur, glutaminaz (GLS) ve glutamat dehidrojenaz 1 (GLUD1).9 Daha da önemlisi, bu ekspresyon değişiklikleri normoglisemik nakavt hayvanlarda meydana gelir. Slominskiet al. sirkadiyen saat proteini PER1'in proksimal tübül hücrelerinde glikoz taşıyıcı Sglt1'in (Slc5a1) transkripsiyonel düzenlenmesinde rol oynadığını göstermişlerdir16 ve Ansermetet al. podositlerdeki sirkadiyen saatin, hem tip 1 hem de tip 2 diyabette DN'ye yatkınlıkla bağlantılı Arhgap24 geninin ekspresyonunu kontrol ettiğini göstermiştir.6 Hem yüksek glikoz seviyelerinin hem de BMAL1'in tübüler eksikliğinin, sikline bağımlı kinaz inhibitörü p21CIP1'in (Cdkn1a) ifadesini güçlü bir şekilde indüklediği gösterilmiştir. ), diyabetik böbrekte hücresel yaşlanmayı tetiklemede kritik bir faktör.9,17 DN'deki podosit hasarının temel düzenleyicilerinden biri olan nikotinamidadenin dinükleotid bağımlı deasetilaz sirtuin 1 (SIRT1),18 enerji geri besleme döngüsünün ana düzenleyicisi olarak tanımlanmıştır. çekirdek saat ağı içinde.19 DN'yi DN'ye bağlayan başka bir hücresel mekanizmaSirkadiyen saathücresel metabolizmayı sirkadiyen zaman tutma ile koordine eden bir kinaz olan rapamisinin memeli hedefidir.20 Değişen rapamisin sinyalleme memeli hedefi, böbrek tübüler hücreler,21 podositler,22 ve glomerüler endotel23ve mesangial24 hücrelerin diyabetin neden olduğu hasarda önemli patojenik faktör olarak kabul edilmiştir. . Toplu olarak, bu gözlemler, sirkadiyen saatteki bozulmalarınböbrekrenal tübüler glukoneogenezi ve/veya glukoz reabsorpsiyonunu uyararak veya DN patogenezine katkıda bulunan bir "ikinci vuruş" olarak hareket ederek diyabetik hiperglisemi gelişimini etkileyebilir. Bu hipotezleri ele almak için, fareleri streptozotosin (STZ) ile indüklenen tip I ile oluşturduk ve karakterize ettik.diyabetve özel olarak silinmesiSirkadiyen saatkoordinatör Bmal1 glomerüler podositlerde veya renaltübülde.

TıklaBöbrek hastalığını tedavi etmek için Cistanche

YÖNTEMLER

Hayvanlar, standart laboratuvar yemi diyetinde (KLIBA NAFAG diyeti 3800) ad libitum olarak tutuldu. Tüm deneyler erkek fareler üzerinde yapıldı.

Fare modelleri

Bmal1 (Arntl) geninin inaktivasyonu, 2-haftalık Bmal1lox/lox/Nphs2-rtTA'nın doksisiklin (DOX; içme suyunda 2 mg/ml) ile 8-hafta tedavisi ile indüklenmiştir. /LC1 fareleri (cKOp fareleri) veya 8-haftalık Bmal1lox/lox/Pax8-rtTA/LC1 fareleri (cKOt fareleri). Çöp eşleri kontrolleri (Bmal1lox/lox fareleri) aynı DOX muamelesini aldı. Her iki model de daha önce tanımlanmış ve doğrulanmıştır.6,9 DOX tedavisinin bitiminden bir hafta sonra, tip IdiyabetSTZ (50 mg/kg vücut ağırlığı [BW];5 gün boyunca günlük) ip enjeksiyonları ile indüklendi. Araçla tedavi edilen fareler, fosfat tamponlu salinin araç enjeksiyonlarını aldı. Tüm deneyler, son STZ veya araç enjeksiyonundan 8 hafta sonra yapıldı. Tüm deneylerde, ZT9'da kurban edilen farelerden doku ve kan toplama gerçekleştirilmiştir (ZT, Zeitgeber zaman birimlerini belirtir; ZT0, ışığın açık olduğu zamandır ve ZT12, ışığın kapalı olduğu zamandır).

Metabolik kafesler

Fareler, bireysel metabolik kafeslere (Tecniplast) yerleştirildi. İdrar toplama işlemi, 4-günlük bir adaptasyon periyodundan sonra 24 saat boyunca gerçekleştirilmiştir.

Plazma ve idrar kimyası

İdrar ve plazma Na+, K+, Ca2+, Mg2+, fosfat, kreatinin, glukoz, ürat ve üre konsantrasyonları ve ozmolalite, Center Hospitalier Universitaire Vaudois'in Chimie Clinique Laboratoire de prestations'ı tarafından ölçülmüştür. İdrar pH'ı bir pH metre (Metrohm) ile değerlendirildi. Kan pH'ı ve kan gazları, epik bir kan analiz cihazı (Siemens Healthcare) kullanılarak karışık arteriyel-venöz kanda ölçüldü. Üriner amonyum Berthelot yöntemi kullanılarak ölçüldü. İdrarda titre edilebilir asit Chan25 yöntemi kullanılarak ölçüldü. Plazma aldosteron seviyeleri radyoimmünoanaliz (DPC) ile ölçüldü. Plazma insülini, Mercodia'dan bir kit kullanılarak belirlendi

GFR

GFR, anestezi uygulanmış hayvanlarda, daha önce tarif edildiği gibi, insülin-floresein izotiyosiyanat ile ölçülmüştür.26

ip glikoz tolerans testi

15 saatlik açlıktan sonra, araçla veya STZ ile tedavi edilen kontrol ve cKotmice, glikoz (1 g/kg BW) ile ip enjekte edildi. Glisemi, glikoz enjeksiyonundan önce (zaman ¼ 0) ve glikoz enjeksiyonundan 15, 30, 60, 90, 120 ve 180 dakika sonra bir damla kuyruk kanında (Contour NextOne; Bayer) bir glisemi okuyucusu ile ölçülmüştür.

İnsülin tolerans testi

4 saatlik gıda kısıtlamasından sonra, araçla veya STZ ile tedavi edilen kontrol ve cKot farelerine, vücut ağırlığının kilogramı başına 0.5 U insülin (insan rekombinant insülini; Sigma) ip enjekte edildi. Glisemi, insülin enjeksiyonundan önce (zaman ¼ 0) ve insülin enjeksiyonundan 15, 30, 45, 60, 90, 120, 150 ve 180 dakika sonra ölçüldü. Glisemi 2 mM'nin altına düşerse, fareler 30 mg glikozun ip enjeksiyonu ile kurtarıldı ve analizden çıkarıldı.

RNA dizilimi

RNA dizilimi, Ansermet ve ark.6'da tarif edildiği gibi yapıldı. Musmusculus GRCm38.92 gen açıklaması kullanıldı. Gen sayıları, TMM normalizasyonu kullanılarak ölçeklendi ve limma Rpackage'den "CPM" işlevi kullanılarak log-milyon başına sayıma (CPM) dönüştürüldü.27 Nakavt ve kontrol hayvanları arasındaki farklı ekspresyon, tedavi edilmemiş (fosfat tamponlu salin) ve tedavi edilmiş ( STZ) koşulları ve arasındaki etkileşim 2. 3 karşılaştırmanın her biri için, bir gen ontolojisi için "küme profili" ile "Biyolojik Süreç" zenginleştirme analizi için yanlış keşif oranı (FDR) < yüzde="" 5="" olan="" genler="" seçildi.28="" bir="" q="">< 0.01="" were="" considered="" as="" significant="" and="" further="" processed="" with="" the="" function="" "simplify"="" with="" default="" parameters="" to="" remove="">

istatistiksel analiz

Tüm veriler ortalama±SEM olarak ifade edilir. İstatistiksel testler, şekil açıklamalarında ve Ek Tablo S10'de açıklanmıştır. P < 0.05="" anlamlı="" kabul="" edildi.="" istatistiksel="" analiz,="" graphpad="" prism="" yazılımı="" (sürüm="" 8.2.1)="" kullanılarak="">

Kılcal Batı lekeleri

Kılcal Western blotlar, Lozan Üniversitesi Protein Analiz Tesisinde (https://www.unil.ch/paf/home/menuinst/technologies/western-in-capillaries.html) gerçekleştirilmiştir. Bunların miktar tayini, bu tesisten bir teknisyen tarafından kör bir şekilde yapıldı.

Cistanche böbrek fonksiyonunu iyileştirebilir

SONUÇLAR

Bmal1'in podositlerde etkisizleştirilmesi, STZ ile tedavi edilen farelerde DN'nin indüklenmesine yol açmaz

Bmal1'in (Arntl) podosit spesifik inaktivasyonu, 2-haftalık DOX (içme suyunda 2 mg/ml) 8-haftalık Bmal1lox/lox/Nphs2-rtTA/ tedavisi ile indüklenmiştir. LC1 fareleri (bundan sonra cKOp fareleri olarak anılacaktır).6 Onların yavru arkadaşı kontrolleri (Bmal1lox/lox fareleri; bundan sonra kontrol fareleri olarak anılacaktır) aynı DOX tedavisini aldı. Şekil 1a'da gösterildiği gibi, STZ tedavisi (bkz. Yöntemler), kontrol ve cKOp fareleri arasında farklı olmayan hiperglisemiye yol açtı. STZ ile tedavi edilen hayvanlarda BW daha düşüktü, ancak bu etki her iki genotipin farelerinde benzerdi (Şekil 1b). İnsülin-floresein izotiyosiyanat klirensi kullanılarak ölçülen GFR, STZ ile tedavi edilen kontrol ve cKOp fareleri arasında farklı değildi(Şekil 1c). Diyabetik hayvanlarda glukozüri (Şekil 1d), poliüri (Şekil 1e), düşük moleküler ağırlıklı proteinüri(Şekil 1f) ve hafif albüminüri (Şekil 1f) görüldü. Ancak, STZ ile tedavi edilen kontrol ve cKOp fareleri arasında bu parametrelerde hiçbir fark yoktu.

Renal tübülde BMAL1'den yoksun fareler, diyabetli alevlenmiş hiperglisemi sergiler

Şekil 2a'da gösterildiği gibi, böbrek tübülünde BMAL1'den yoksun diyabetik kontrol farelerinde ve farelerde BW farklı değildi (DOX ile muamele edilmiş Bmal1lox/lox/Pax8-rtTA/LC1 fareleri9; bundan sonra cKot fareleri olarak anılacaktır). Kan plazma analizi, STZ ile indüklenen hipergliseminin cKOt farelerde hem tok hem de aç koşullarda şiddetlendiğini ortaya çıkardı (sırasıyla Şekil 2b ve c). Ozmolalite ve sodyum, potasyum, fosfat, kalsiyum, magnezyum, kreatinin, ürat ve aldosteron konsantrasyonları, cKOt farelerinde artan plazma üre seviyeleri dışında, STZ ile tedavi edilen kontrol ve c Kotmice arasında farklıydı (Ek Tablo S1). Plazma insülin seviyeleri, STZ ile tedavi edilen kontrol ve cKot aç bırakılan fareler arasında farklı değildi(Şekil 2d). Düşen glikoz konsantrasyonunun eğimi olarak değerlendirilen glikoz ve insülin tolerans testleri, her iki tedavi koşulunda da her iki genotipin fareleri arasında önemli farklılıklar ortaya koymadı (sırasıyla Şekil 2e ve f).Diyabet-indüklenmişböbrekhipertrofi diyabetik cKOt farelerinde diyabetik kontrollere göre daha belirgindi (Şekil 2g). GFR, her iki genotipin STZ ile tedavi edilen fareleri arasında farklı değildi (Şekil 2h). STZ ile indüklenen su alımı ve idrar hacmindeki artış, c Kot farelerinde (sırasıyla Şekil 3a ve b) daha belirgin iken, idrar ozmolalitesi her iki genotipin diyabetik fareleri arasında farklı değildi (Şekil 3c). STZ ile tedavi edilen cKOtmice'de, STZ ile tedavi edilen kontrollere kıyasla (sırasıyla Şekil 3d ve e), glukozun fraksiyonel atılımı daha yüksek ve fraksiyonel sodyum atılımı daha düşüktü, oysa fosfatın fraksiyonel atılım değerleri (Şekil 3f), magnezyum (Şekil 3g) ve kalsiyum (Şekil 3h), her iki genotipin diyabetik fareleri arasında farklı değildi. STZ ile tedavi edilen hem kontrol hem de cKot fareleri, benzer düşük moleküler ağırlıklı proteinüriye sahipti, ancak albüminüri yoktu (Ek Şekil S1). Araç veya STZ ile tedavi edilen kontrol ve cKot farelerin böbrekleri arasında önemli bir histolojik farklılık bulunmadı (Ek Şekil S2).

Şekil 1|Araç veya streptozotosin (STZ) ile tedavi edilen kontrol ve cKOp farelerinin genel özellikleri. (a) Aç olmayan glisemi. (b) Vücut ağırlığı (BW). (c) Glomerüler filtrasyon hızı (GFR) (insülin klirensi). (d) İdrar glikozu. (e) İdrar hacmi. (f) İdrar proteinlerinin Coomassie mavisi boyaması. Tüm fareler için, 24-saatlik idrarın yüzde 0,3'ü (hacim) bir sodyum dodesil sülfat-poliakrilamid jel elektroforez jeli üzerine yüklendi. Ortalama±SEM verilir. n=9, sırasıyla STZ ile tedavi edilen kontrol ve cKOp gruplarında n=6 ve n=9 farelerin kullanıldığı GFR ölçümleri dışında her grupta n=9. Tüm sonuçlar 19-haftalık hayvanlardan elde edildi. Sidak çoklu karşılaştırma testi ile iki yönlü bir varyans analizi kullanıldı. *P < 0.05,="" †p="">< 0.01,="" ‡p="">< 0.001.="" alb,="" albümin="" (65="" kda);="" lmwp,="" düşük="" moleküler="" ağırlıklı="">

Şekil 2|Araç veya streptozotosin (STZ) ile tedavi edilen kontrol ve c Kot farelerinin genel özellikleri. (a) Vücut ağırlığı. Araçla tedavi edilen kontrol ve c Kot fareleri için n=8 ve STZ ile tedavi edilen kontrol ve c Kot fareleri için n=9. (b) Aç olmayan glisemi. Sırasıyla araç ve STZ ile tedavi edilen kontrol ve c Kot fareleri için n=8 ve n=9. (c) Açlık glisemi (16 saat açlık). Araçla tedavi edilen kontrol ve c Kot fareleri için n=9 ve STZ ile tedavi edilen kontrol ve c Kot fareleri için sırasıyla n=7 ve n=6. (d) Araç veya STZ ile tedavi edilen kontrol ve c Kot farelerinde insülin seviyeleri. Sırasıyla araçla tedavi edilen kontrol ve c Kot fareleri için n=9 ve n=6 ve STZ enjekte edilen kontrol ve c Kot fareleri için sırasıyla n=10 ve n=7. Plazma insülin seviyeleri, aktif olmayan fazın ortasında ZT18'de ölçülmüştür. (e) Kan glikoz seviyeleri, araç içi veya STZ ile tedavi edilen kontrol ve c Kot fareleri glikoz tolerans testi boyunca ölçüldü. Araçla tedavi edilen kontrol ve c Kot fareleri için n=9 ve STZ ile tedavi edilen kontrol ve c Kot fareleri için sırasıyla n=7 ve n=6. (f) Kan glukoz seviyeleri, araç içi veya STZ ile tedavi edilen kontrol ve c Kot fareleri insülin tolerans testi boyunca ölçüldü. araç veya STZ ile tedavi edilen kontrol fareleri için n=5 ve bir araç veya STZ ile tedavi edilen cKO fareleri için n=6. (g)Diyabet-indüklenmişböbrekhipertrofi. her grupta n{{0}}. Böbrek hipertrofisi, böbrek ağırlığının (KW) vücut ağırlığına (BW) bölünmesiyle değerlendirildi. STZ enjekte edilen kontrol ve c Kot hayvanları için nispi KW/BW değerleri, yüzde 1{{10}}0'a atfedilerek hesaplandı. ilgili araç enjekte edilen grup. (h) Glomerüler filtrasyon hızı (GFR) (insülin klirensi). STZ ile tedavi edilen kontrol ve c Kot fareleri için sırasıyla n=5 ve n=6. Ortalama±SEM verilir. Sidak çoklu karşılaştırma testi ile iki yönlü bir varyans analizi kullanıldı. *P < 0.05,="" †p="">< 0.01,="" ‡p=""><>

cKOt farelerinde alevlenen hiperglisemi, böbrekte glukoneojenik enzimlerin artan ekspresyonu ile ilişkilidir

STZ ile tedavi edilen cKOt farelerde alevlenmiş hiperglisemi ile ilişkili moleküler yolakları belirlemek için, RNA dizileme analizini gerçekleştirdik.böbrektranskriptomlar, ardından tam transkriptom yolu zenginleştirme analizi ve renal glukoneogenez ve renal glukoz reabsorpsiyonunda yer alan proteinleri kodlayan RNA'ların spesifik analizleri. Transkriptomların karşılaştırılması, araç ve STZ ile tedavi edilen kontroller arasında farklı şekilde eksprese edilen 1833 transkript (Ek Tablo S2; FDR < yüzde="" 5),="" araç="" ve="" stz="" ile="" tedavi="" edilen="" ckot="" fareler="" arasında="" farklı="" şekilde="" eksprese="" edilen="" 1784="" transkript="" (ek="" tablo="" s3;="" fdr="">< yüzde="" 5),="" 3107="" transkript="" farklı="" şekilde="" eksprese="" edildi="" araçla="" tedavi="" edilen="" kontrol="" ve="" c="" kot="" fareleri="" arasında="" (ek="" tablo="" s4;="">< 5%),="" and="" 2667="" transcripts="" differentially="" expressed="" between="" stz-treated="" control="" and="" c="" kot="" mice="" (supplementary="" table="" s5;="" fdr="" <="" 5%).="" gene="" ontology="" analysis="" of="" differentially="" expressed="" transcripts="" revealed="" enrichment="" of="" pathways="" related="" to="" lipid,="" amino="" acid,="" and="" carboxylic="" acid="" metabolism,="" and="" organic="" anion="" transport="" between="" control="" and="" cko="" mice="" in="" both="" vehicle="" and="" stz="" treatment="" groups="" (figure="" 4a="" and="" b,="" respectively,="" and="" supplementary="" tables="" s6="" and="" s7,="" respectively).="" a="" total="" of="" 284="" transcripts="" exhibited="" genotype-by="" treatment="" interaction="" effects="" (supplementary="" table="" s8;="" fdr="" <="" 5%),="" including="" glud1="" and="" g6pc="" transcripts="" encoding="" enzymes="" involved="" in="" renal="" gluconeogenesis="" (see="" below).="" gene="" ontology="" analysis="" of="" transcripts="" with="" significant="" interaction="" showed="" enrichment="" of="" only="" a="" limited="" number="" of="" pathways,="" mainly="" related="" to="" lipid="" metabolism="" and="" organic="" anion="" transport="" (figure="" 4c="" and="" supplementary="" table="" s9).="" among="" the="" genes="" encoding="" transporters="" involved="" in="" glucose="" reabsorption="" in="" the="" proximal="" tubule="" (sglt1,="" sglt2,="" glut1,="" and="" glut2),="" only="" glut1="" (slc2a1)="" displayed="" higher="" expression="" in="">böbreklerdiyabetik kontrollerle karşılaştırıldığında diyabetik cKOt farelerinin (Ek Tablo S5).

Şekil 3|Araç veya streptozotosin (STZ) ile tedavi edilen kontrol ve c Kot farelerinin su alımı ve idrar özellikleri. (a) 24-saatlik su alımı. araçla tedavi edilen kontrol veya cKOt fareler için n=8 ve STZ ile tedavi edilen kontrol veya cKOt fareler için n=9. (b) 24-saatlik idrar hacmi. Araçla tedavi edilen kontrol veya cKOt fareler için n=8 ve STZ ile tedavi edilen kontrol veya cKOt fareler için n=9. (c) İdrar ozmolalitesi. Araçla tedavi edilen kontrol fareleri için n=8, araçla tedavi edilen c Kot fareleri için n=7 ve STZ ile tedavi edilen kontrol veya cKOt fareleri için n=9. (d) Glikozun fraksiyonel atılımı (Fe). n=8 araçla tedavi edilen kontrol veya cKOt fareler için ve n=9 STZ ile tedavi edilen kontrol veya cKOt fareler için. (e) Sodyum Fe. Araçla tedavi edilen kontrol fareleri için n=8, araçla tedavi edilen c Kot fareleri için n=7 ve STZ ile tedavi edilen kontrol veya cKOt fareleri için n=9. (f) Fosfatın Fe'si. Araçla tedavi edilen kontrol fareleri için n=8, araçla tedavi edilen cKOt fareler için n=7, STZ ile tedavi edilen kontrol fareleri için n=8 ve STZ ile tedavi edilen için n=9 cKOt fareler. (g) Magnezyum Fe. Araçla tedavi edilen kontrol fareleri için n=8, araçla tedavi edilen c Kot fareleri için n=7 ve STZ ile tedavi edilen kontrol veya cKOt fareleri için n=9. (h) Kalsiyum Fe. Araçla tedavi edilen kontrol fareleri için n=8, araçla tedavi edilen c Kot fareleri için n=7 ve STZ ile tedavi edilen kontrol veya cKOt fareleri için n=9. SEM verildiği anlamına gelir. Sidak çoklu karşılaştırma testi ile iki yönlü bir varyans analizi kullanıldı. *P < {{50}}.05,="" †p="">< 0.01,="" ‡p="">< 0.001.="" bw,="" vücut="">

2 ana glukoneojenik öncülböbrekarelaktat ve glutamin.29 Şekil 4d ve e ve Ek Tablo S5'te gösterildiği gibi, böbrek glutamin glukoneogenezinde (Snat3, Gls ve Glud1) yer alan transkript kodlayan proteinlerin ekspresyon seviyeleri, STZ ile tedavi edilen cKOt farelerin böbreklerinde STZ ile tedavi edilen kontrollere kıyasla arttı Tersine, glutaminolizin GLS-tahrikli ilk adımını tersine çeviren glutamat amonyak ligazını (Gull) kodlayan mRNA'nın ifadesi azalmıştır. Benzer şekilde, glukoneojenik yolun ortak kısmındaki (yani, fosfoenolpiruvat karboksikinaz [Pck1] ve glukoz-6-fosfataz [G6pc]) 2 enzimi kodlayan mRNA'ların ekspresyon seviyeleri, STZ ile tedavi edilen cKOtmice'de daha yüksekti. Diyabetik cKOt farelerinin böbreklerinde GLUD1 ve PCK1'in daha yüksek ekspresyonu, kılcal Western blot ile protein seviyesinde doğrulandı (Şekil 4f ve Ek Şekil S3). Diyabetik farelerin karaciğerinde, GLUD1'in ekspresyon seviyesi, kontrol ve c Kot fareleri arasında farklı değildi ve PCK1'in ekspresyonu, c Kot farelerinde daha düşüktü (Ek Şekil S4). Unutulmamalıdır ki, Glud1, Snat3, fruktoz-1,6-bifosfat 2 (Fbp2) ve Glut1'in ifade seviyeleri daha yüksek ve Glul, Fbp1 ve Glut2'nin ifade seviyeleri daha düşüktü.böbreklerAraçla tedavi edilen kontrollerle karşılaştırıldığında araçla tedavi edilen cKOt farelerin oranı.

Şekil 4|Gen ontolojisi (GO) "Biyolojik Süreç" zenginleştirme analizi. (a) Farklı şekilde ifade edilen transkriptlerin GO analiziböbrekleraraçla tedavi edilen kontrol ve c Kot fareleri. (b) streptozotosin (STZ) ile tedavi edilen kontrol ve Kot farelerinin böbreklerinde farklı şekilde eksprese edilen transkriptlerin GO analizi. (c) Genotip-tedavi etkileşimi etkisi sergileyen transkriptlerin GO analizi. En önemli 20 terim için nokta grafikleri(Q değeri < 0.01).="" gereksiz="" terimler="" filtrelendi.="" nesil,="" görüntülenen="" terimle="" açıklamalı="" önemli="" genlerin="" fraksiyonunu="" temsil="" eder.="" noktanın="" boyutu,="" görüntülenen="" terimle="" açıklamalı="" önemli="" genlerin="" sayısını="" temsil="" eder.="" koşul="" başına="" n="6." (d)="" renal="" glukoneogenezde="" yer="" alan="" transkript="" kodlayan="" enzimler="" ve="" transkriptler="" için="" katlama="" değişim="" grafikleri.="" ifade="" seviyesi="" değerleri,="" ek="" tablolar="" s2,="" s3,="" s4="" ve="" s5'ten="" çıkarıldı.="" *p="">< 0.05,="" †p="">< 0.01,="" ‡p="">< 0.001.="" (e)="" renal="" glukoneogenez="" sürecinde="" yer="" alan="" başlıca="" proteinler/enzimler="" ile="" proksimal="" tübül="" hücrelerinin="" şematik="" temsili.="" kırmızı:="" stz="" ile="" tedavi="" edilen="" kontrol="" ve="" c="" kot="" fareleri="" arasındaki="" diferansiyel="" ifade="" için="" p="" değerleri.="" mavi="" renkte:="" araçla="" tedavi="" edilen="" kontrol="" ve="" c="" kot="" fareleri="" arasındaki="" farklı="" ifade="" için="" p="" değerleri.="" kırmızı="" ve="" mavi="" oklar,="" ckot="" farelerde="" artan="" ([)="" veya="" azalan="" (y)="" ifadeyi="" gösterir.="" (f)="" glutamat="" dehidrojenaz="" (glud1)="" ve="" fosfoenolpiruvat="" karboksikinaz="" (sırasıyla="" pck1;="" ek="" şekiller="" s2="" ve="" s3)="" için="" kılcal="" western="" lekelerinin="" kantitatif="">böbreklerfosfat tamponlu salin veya STZ ile tedavi edilen kontrol ve c Kot farelerinden (n=6 koşullu). Sidak çoklu karşılaştırma testi ile iki yönlü bir varyans analizi kullanıldı. *P < 0.05,="" †p="">< 0.01,="" ‡p="">< 0.001.="" au,="" keyfi="" birim;fbp1/2,="" fruktoz-1,6-bifosfataz="" 1/2;="" g6pc,="" glikoz-6-fosfataz;="" gls,="" glutaminaz;="" glul,="" glutamin="" sentetaz;="" glut2,="" glikoz="" taşıyıcı2;="" nhe3,="" sodyum-hidrojen="" değiştirici="" 3;="" p="" ayarı,="" p="" ayarı;="" pc,="" piruvat="" karboksilaz;="" snat3,="" glutamin="" taşıyıcı;="" tca,="" xxx="">

DiyabetikcKOt farelerin böbreklerinde glukoneojenik yolu doğrudan veya dolaylı olarak etkileyen çoklu mekanizmalar değiştirilir

Glukoneojenik yol,böbrektarafından etkilenebilirSirkadiyen saatya doğrudan, renal glukoneogenezde yer alan proteinlerin transkripsiyonel, translasyonel veya post-translasyonel kontrolü yoluyla veya dolaylı olarak, proksimal tübülde glukoz üretimine doğal olarak bağlı olan diğer renal mekanizmaları etkileyerek. Glukoneojenik enzimlerin transkripsiyonunu yöneten transkripsiyonel faktörler, koaktivatörler ve korpresörler kısmen karaciğer, böbrek ve diğer dokularda karakterize edilmiştir. Şekil 5a ve b, glukoneogenezin bilinen transkripsiyonel düzenleyicilerini kodlayan transkriptlerin ekspresyon seviyelerindeki değişiklikleri özetlemektedir.böbreklerofcontrol ve cKOt fareleri (ayrıca bkz. Ek Tablolar S4 ve S5). Analiz edilen transkriptler arasında, peroksizom proliferatörle aktive olan reseptör d (PPARd) ve kriptokrom 1 ve 2'yi kodlayanlar önemli bir artış gösterirken, nükleer reseptör NR1D1 (REV-Erba olarak da bilinir) cKOt farelerinin böbreklerinde hem araç hem de STZ- önemli ölçüde azaldı. muamele edilen hayvanlar, aynı muameleye tabi tutulan kontrollerle karşılaştırıldığında. STZ ile tedavi edilen cKOt farelerde, STZ ile tedavi edilen kontrollere kıyasla peroksizozomproliferatör ile aktive olan reseptör g koaktivatörü 1-a (Pgc1a, Ppargc1a) ekspresyonu arttı ve araçla tedavi edilen cKOt farede glukokortikoid reseptörünün (Gr, Nr3c1) ekspresyonu azaldı araçla tedavi edilen kontrollerle karşılaştırıldığında. Forkhead O kutu proteini (Foxo1), hepatosit nükleer faktör 4a (Hnf4a), siklik adenosin monofosfata duyarlı element bağlayıcı protein (Creb1), Para, Sirt1, CREB-bağlayıcı protein (Cbp, Crebbp), CREB tarafından düzenlenen transkripsiyonel ortak aktifleştirici 2 (Crtc2), ve histon deasetilaz 3 (Hdac3), tedavi veya genotipten etkilenmedi

Şekil 5|(a) Taşıyıcı ve streptozotosin (STZ) ile tedavi edilen kontrol ve cKOt farelerinde glukoneojenik enzimlerin transkripsiyonunu yöneten transkripsiyon faktörlerini, koaktivatörleri ve koruyucuları kodlayan transkriptler için kat değiştirme grafikleri. İfade seviyesi değerleri, Ek Tablolar S2, S3, S4 ve S5'ten çıkarıldı. *P < 0.{{10}}5,="" †p="">< 0.01,="" ‡p="">< 0.001.="" (b)="" şekil="" 5a'da="" sunulan="" verilerin="" şematik="" gösterimi.="" kırmızı:="" stz="" ile="" tedavi="" edilen="" kontrol="" ve="" ckot="" fareleri="" arasındaki="" diferansiyel="" ekspresyon="" için="" p="" değerleri.="" mavi="" renkte:="" araçla="" tedavi="" edilen="" kontrol="" ve="" ckot="" fareleri="" arasındaki="" diferansiyel="" ekspresyon="" için="" p="" değerleri.="" kırmızı="" ve="" mavi="" oklar,="" ckot="" farelerinde="" artmış="" ([)="" veya="" azalmış="" (y)="" ekspresyonu="" gösterir.="" au,="" keyfi="" birim;="" cbp,="" xxx;="" creb1,="" xxx;="" crtc2,="" xxx;="" cry1,="" xxx;="" cry2,="" xxx;="" foxo1,="" xxx;="" g6pc,="" xxx;="" gr,="" xxx;="" hdac3,="" xxx;="" hnf4a,="" xxx;="" nrld1,="" xxx;="" pck1,="" xxx;="" ppara,="" xxx;="" pparg,="" xxx;="" sirt1,="">

Asidoz, renal glukoneogenez için başlıca dolaylı uyaran olduğundan, kan ve idrar pH'ını, kan gazlarını, idrarda amonyak atılımını (NH3/NH4+) ve titre edilebilir asitliği ölçtük. Şekil 6'da gösterildiği gibi, araçla tedavi edilen cKOt farelerinde, araçla tedavi edilen kontrollere kıyasla kan pH'ı daha yüksekti, ancak her iki genotipin diyabetik fareleri arasında farklı değildi. Plazma bikarbonat, araçla tedavi edilen kontrollere kıyasla diyabetik kontrollerde daha düşüktü; bununla birlikte, diyabetik kontrol ve cKOt fareleri arasında plazma bikarbonatında hiçbir fark bulunmadı. Plazma baz fazlalığı ve idrar pH'ı, tedavi veya genotipten etkilenmedi. Bununla birlikte, STZ ile tedavi edilen cKOt fareleri, STZ ile tedavi edilen kontrollere kıyasla artan miktarlarda amonyak ve titre edilebilir asitlik salgıladı. Renal asit-baz kullanımında yer alan proteinleri kodlayan transkriptlerin analizi, sodyum hidrojen değiştirici NHE3'ün ekspresyonunun azaldığını ortaya çıkardı (Slc9a3; bakınız Şekil 4d ve e) ve anyon değiştirici AE1'in (Slc4a1) ve karbonik anhidraz II (Car2) ve Hþ-ATPase'nin (Atp6v1b1) b1 alt biriminin artan ekspresyonu. Ancak klorür-proton antiporter Clcn5, Hþ-ATPase'in b2 alt birimi (Atp6v1b2), amonyak taşıyıcı Rhcg, sodyum bikarbonat ortak taşıyıcı NBCE1 (Slc4a4), sodyuma bağımlı klorür-bikarbonat değiştirici NDCBE(Slc4a8) ve ekspresyon düzeylerinde fark gözlenmedi. anyon değiştirici pendrin (Pds, Slc26a4) diyabetik kontrollerle karşılaştırıldığında diyabetik cKOt fareleri (Ek Tablo S5). Not olarak, araçla tedavi edilen cKOt farelerinin böbreklerinde Nhe3'ün ekspresyon seviyeleri, araçla tedavi edilen kontrollere kıyasla daha düşüktü (Şekil 4d ve Ek Tablo S4).

TARTIŞMA

işlev bozukluğu olduğu iyi bilinmektedir.Sirkadiyen saatbiyolojik saat ile bilgisayar/internet bağımlılığı, sık jetlag veya uyku bozukluklarının neden olduğu sosyal ve çevresel ipuçları ile biyolojik saat arasındaki bir mekanizma veya yanlış hizalama, çeşitli kronik hastalıkların patogenezi ve/veya ilerlemesi için önemli risk faktörleridir. Bununla birlikte, dokuya özgü yerel sirkadiyen saatlerin sistemik sirkadiyen ipuçlarına karşı spesifik patofizyolojik süreçlere katkısı geniş çapta araştırılmamıştır. İntrinsik renal sirkadiyen saatlerindeki bozulmaların DN ve/veya diyabetik hiperglisemi gelişimine katkıda bulunabileceğini varsaydık. Bu hipotezleri test etmek için, DN'ye nispeten dirençli olduğu bilinen bir C57BL/6genetik arka plan üzerinde geliştirilmiş 2 fare modeli (yani cKOp ve cKOt fareleri) kullandık. Her iki modelde de diyabetik koşullarda BMAL1 eksikliği ek albüminüriye veya hastalığın 2 ana özelliği olan GFR'de farklılığa neden olmadı. Bu, ya bir C57BL/6 arka planındaki transgenik farelerin, DN'deki "ikinci vuruş" hipotezini incelemek için uygun bir model olmayabileceğini veya DN'nin patogenezinin ve/veya ilerlemesinin, içsel renal sirkadiyen saatlerden ziyade sistemik sirkadiyen bozulmalardan daha fazla etkilendiğini düşündürür. Diyabetik hiperglisemi ve intrinsik renal arasındaki etkileşim hipotezinin test edilmesisirkadiyen saatlerdiyabetik cKOt farelerinde gelişmiş renal tübüler glukoneojenik yol ve alevlenmiş hiperglisemi ortaya çıkardı. mRNA ve protein ekspresyonu analizleri, hem glutamin glukoneogenezinin hem de glukoneojenik yolun ortak parçasının, diyabetik kontrollere kıyasla diyabetik cKOt farelerinin arttığını gösterdi. Bu gözlem, her iki ana glukoneojenik substratın daböbrek(yani, glutamin ve laktat), cKOt farelerinde hipergliseminin kötüleşmesine katkıda bulunabilir.

Şekil 6|Plazma pH, plazma bikarbonat, plazma baz fazlalığı, idrar pH, 24-saat idrar titre edilebilir asitliği (TA) ve araç veya streptozotosin (STZ) ile tedavi edilen kontrol ve cKOt farelerinde amonyum atılımı. n=6–9. Sidak çoklu karşılaştırma testi ile iki yönlü bir varyans analizi kullanıldı. *P < 0.05,="" †p="">< 0.01,="" ‡p=""><>

BöbrekGlikoneogenez, renal tübülde üretilen glukozun hem sistemik metabolik denge hem de böbrek hastalığındaki potansiyel olarak önemli rolü nedeniyle son yıllarda artan bir ilgi kazanmıştır (daha önce gözden geçirilmiştir2,30). Böbrek, gece boyunca aç bırakılan insanlarda toplam vücut de novo glikoz üretiminin yüzde 40'ını oluşturur.29diyabetHem karaciğer hem de böbrek glukoz sentezini arttırır, ancak renal glukoneogenezdeki nispi artış karaciğerdekinden çok daha güçlüdür. Karaciğerde yapılan araştırmalar göstermiştir ki,Sirkadiyen saatçoklu yollarla hepatik glukoneogenezi etkileyebilirSirkadiyen saat-kontrollü hücresel mekanizmalar. Zhang et al. sirkadiyen baskılayıcıların kriptokrom 1 ve 2'nin, CREB1.31Li ve ark.'nın siklikadenozin monofosfata bağımlı aktivasyonunu bloke ederek glukoneojenik enzimlerin ekspresyonunu inhibe ettiğini göstermiştir. çekirdek sirkadiyen saatte kritik bir negatif uzuv oluşturan NR1D1'in Pck1 ve G6pc'nin transkripsiyonunu baskıladığını gösterdiler.32 Bmal1 nakavt farelerde sirkadiyen saat genleri için beklendiği gibi33, sonuçlarımız Cry1/Cry2 transkriptlerinin güçlü bir yukarı regülasyonu ve güçlü bir aşağı regülasyonu gösterdi. Nr1d1 transkriptböbreklerdiyabetik kontrollerle karşılaştırıldığında diyabetik cKOtmice. Bu çelişkili sonuçlar, çekirdek saat elemanları tarafından glukoneogenez düzenlemesinin doku özgüllüğünü önerebilir. İlginçtir,böbreklerdiyabetik cKOt farelerin bir kısmı, kasta Pck1 ekspresyonunu çarpıcı biçimde uyardığı gösterilen güçlü bir Ppard indüksiyonu sergiledi.34 Son olarak, FoxO1'in kritik bir koaktivatörü olan mRNA'nın ekspresyonu, hem böbrekte hem de karaciğerde glukoneojenik enzimlerin ekspresyonunu kontrol eden bir transkripsiyon faktörü, diyabetik cKOtmice böbreklerinde artmıştı. Toplu olarak, renal transkriptomların analizi, diyabetik cKOt farelerinin, vücutta glukoneogenezin kontrolünde yer alan çeşitli hücresel yolaklarda önemli değişiklikler sergilediğini ortaya çıkardı.böbrekve/veya diğer dokular.

potansiyel mekanizmaların değerlendirilmesi yoluylasirkadiyensaatdiyabetik hastalarda glukoneojenik yolu etkileyebilir.böbrekArtmış amonyum atılımı ve titre edilebilir asit dahil olmak üzere telafi edilmiş kan asit-baz durumunun çeşitli özelliklerini ortaya çıkardı. Bu gözlemler, proksimal tübül asit-baz kullanımında anahtar rol oynayan bir taşıyıcı olan NHE3'ü kodlayan transkriptin ekspresyon seviyelerinde bir azalmanın yanı sıra HþATPase'nin Hþ sekresyonunda yer alan Atp6v1b1 alt birimini kodlayan genin ekspresyonunda potansiyel olarak telafi edici bir artış gösteren transkriptomik verilerle paralellik göstermiştir. uzak nefron. Nhe3 ekspresyonunun sirkadiyen saat tarafından doğrudan kontrolü, hem transkripsiyonel16 hem de protein ekspresyonu seviyelerinde gösterilmiştir.35 Bu nedenle, azalmış NHE3 ekspresyonuna bağlı hücre içi asitleşme, cKOt farelerinin proksimal tübül hücrelerinde artan glukoneogenezin olası bir nedeni olarak düşünülebilir. Bu sonuçlar, NHE3'ün tübüle özgü nakavtının böbrekte glukoneojenik enzimlerin ekspresyonunun artmasıyla sonuçlandığını gösteren Onishi ve arkadaşlarının36 bulgularına paraleldir. Diyabetik cKOt farelerde glukoneojenik yolun (Pck1 ve G6pc) hız sınırlayıcı ortak parçasının geliştirilmesi, hidrojen iyonları üreten bir metabolik süreç olan glutamin glukoneogenezinin arttırılması yoluyla hücre içi asitleşmeyi daha da kötüleştirebilir. İlginç bir şekilde, Nhe3, Glul, Glud1 ve Snat3'ün yanı sıra, glukoneojenik enzimlerin (Gr, Ppard, Nr1d1, Cry1 ve Cry2) transkripsiyonunu yöneten birkaç transkripsiyon faktörünü kodlayan transkripsiyon faktörleri, koaktivatörleri veya korpresörlerin ekspresyonu, STZ-'de benzer şekilde modifiye edilmiştir. ve araçla tedavi edilen cKOt fareleri. Bu, renalglukoneogenezin araçla tedavi edilen cKOt farelerinde de arttığını göstermektedir. Diyabetik olmayan koşullarda, incKOt farelerinde hipergliseminin olmaması, bu aşırı sentezlenmiş glikozun tüm glikoz metabolize eden dokular tarafından artan metabolizması ile makul bir şekilde açıklanabilir.böbrek.

Bu bulguların patogenezle ilgisi nedir?diyabetinsanlarda? Beslenme ritminin periferik sirkadiyen saatlerin sürüklenmesinde önemli bir rol oynadığı iyi bilinmektedir.37 Gıda bileşenleri (örn. , kortikosteroidler41) sirkadiyen ritimler üzerinde güçlü bir etkiye sahip olduğu gösterilmiştir.böbrek. Birkaç ana popülasyon grubu, periyodik olarak veya sürekli olarak değişen veya düzensiz gıda alımına maruz kalır. Örneğin, Kuzey Amerikalı ve Avrupalı ​​çalışanların yüzde 20 ila yüzde 25'i değişen bir beslenme düzeniyle ilişkili olarak vardiyalı çalışıyor.42 Etkilenen beslenme davranışına sahip ikinci hızla büyüyen grup şiddetli internet bağımlılarıdır ve mevcut tahminlere göre, 6 genel nüfusun yüzde ila yüzde 8'i.43 Uyku bozuklukları,44 kronik böbrek hastalığı,45 ve bazı ilaçların (örneğin, sisplatin46) renal sirkadiyen ritimleri önemli ölçüde bozduğu gösterilmiştir. Bu nedenle, diyabetik hastaların önemli bir bölümünde, intrinsik böbrek dahil olmak üzere periferik dokulardaki sirkadiyen saatlerin düzensizliği nedeniyle hipergliseminin daha da kötüleşebileceği tahmin edilebilir.sirkadiyen saatler. Bu doğrultuda, çok sayıda çalışma, vardiyalı çalışma ile diyabet geliştirme riski arasında güçlü bir ilişki olduğunu göstermiştir (daha önce gözden geçirilmiştir47). Toplu olarak, sonuçlarımız sirkadiyen sistem ile hastalığın patofizyolojisi arasında yeni bir moleküler bağlantı sağlar.diyabet.

Cistanche böbrek hastalığını önleyebilir

AÇIKLAMA

Tüm yazarlar rakip çıkarlar beyan etmemiştir.

TEŞEKKÜRLER

Bu çalışma, İsviçre Ulusal Bilim Vakfı araştırma hibesi 310030-188499 (DF'ye) tarafından desteklenmiştir. Bu çalışmanın bir kısmı, Amerikan Nefroloji Derneği'nin 2021 Yıllık Toplantısına özet olarak gönderilmiştir.

YAZAR KATKILARI

HAIRY, FG ve DF çalışmayı tasarladı; CA, GC, DO, YB ve AG yapılan deneyler; CA, GC, DO, SP, LM ve HAIY verileri analiz etti; CA ve HAIY rakamları yaptı; Elyazmasını DF ve HAIY yazdı. Tüm yazarlar makalenin son halini onayladı.

EK MATERYAL

Ek Dosya (PDF)

Şekil S1. Araç veya streptozotosin (STZ) ile tedavi edilen kontrol ve cKOt farelerinden idrar proteinlerinin Coomassie mavisi boyaması.

Şekil S2. (A) Masson trikrom boyamaböbrekaraç veya streptozotosin (STZ) ile tedavi edilen kontrol ve cKOt farelerinden kesitler.(B) Araç veya streptozotosin (STZ) ile tedavi edilen kontrol ve cKOt farelerinden alınan böbrek bölümlerinin periyodik asit-Schiff (PAS) boyaması.

Şekil S3. Glutamatdehidrojenaz 1 (GLUD1; A) ve fosfoenolpiruvatkarboksikinaz (PCK1; B) ekspresyonunun kılcal Western blot analiziböbrekleraraç veya streptozotosin (STZ) ile tedavi edilen kontrol ve cKOt farelerin.

Şekil S4. Araç veya streptozotosin (STZ) ile tedavi edilen kontrol ve cKOt farelerinin karaciğerinde glutamatdehidrojenaz 1 (GLUD1; A) ve fosfoenolpiruvatkarboksikinaz (PCK1; B) ekspresyonunun kılcal Western blot analizi.

Tablo S1. Araç veya streptozotosin (STZ) enjekte edilmiş kontrol ve cKOt farelerde plazma kimyası.Ek Dosyalar (Excel)

Tablo S2. Transkriptom: kontrol streptozotosin (STZ) ile kontrol fosfat tamponlu saline (PBS) karşı.

Tablo S3. Transkriptom: nakavt (KO) streptozotosin (STZ) ve KO fosfat tamponlu salin (PBS).

Tablo S4. Transkriptom: kontrol PBS'ye karşı nakavt (KO) fosfat tamponlu salin (PBS).

Tablo S5. Transkriptom: nakavt (KO) streptozotosin (STZ) ve kontrol STZ'si.

Tablo S6. Kontrol PBS'ye karşı nakavt (KO)fosfat tamponlu salin (PBS) için gen ontolojisi (GO) zenginleştirmesi.

Tablo S7. Kontrol STZ'ye karşı nakavt (KO)streptozotosin (STZ) için gen ontolojisi (GO) zenginleştirmesi.

Tablo S8. Transkriptom: genotip-tedavi etkileşimi.

Tablo S9. Etkileşim için gen ontolojisi (GO) zenginleştirmesi.

Tablo S10. İstatistik.

REFERANSLAR

1. Vallon V. Glikoz taşıyıcılarıböbreksağlık ve hastalıkta.Pflugers Arch. 2020;472:1345-1370.

2. Gerich JE. Normal glukoz homeostazında ve hiperglisemide böbreğin rolüdiyabetMellitus: terapötik çıkarımlar. DiyabetMed. 2010;27:136–142.

3. Mithieux G, Gautier-Stein A, Rajas F, et al. Sıçanlarda farklı beslenme durumlarında barsak ve böbreğin glukoz akışlarına katkısı. CompBiochem Physiol B Biochem Mol Biol. 2006;143:195–200.

4. Gheith O, Farouk N, Nampoory N, et al. Diyabetik böbrek hastalığı: dünya çapında prevalans ve risk faktörleri farkı. J Etnofarmakol. 2016;5:49–56.

5. Firsov D, Bonny O. Sirkadiyen ritimler ve böbrek. Nat Rev Nephrol.2018;14:626–635.

6. Ansermet C, Centeno G, Nikolaeva S, et al. içselSirkadiyen saatinpodositler glomerüler filtrasyon hızını kontrol eder. Bilim Temsilcisi 2019;9:16089.

7. Stow LR, Richards J, Cheng KY, et al. Sirkadiyen protein periyodu 1 kan basıncı kontrolüne katkıda bulunur ve renalsodyum taşıma genlerini koordineli olarak düzenler. Hipertansiyon. 2012;59:151–1156.

8. Zuber AM, Centeno G, Pradervand S, et al. Moleküler saat, böbrek fonksiyonunun tahmini sirkadiyen ayarlamasında rol oynar. Proc Natl Acad Sci U SA. 2009;106:16523–16528.

9. Nikolaeva S, Ansermet C, Centeno G, et al. Sirkadiyen saat geni Bmal1'in nefrona özgü silinmesi, plazma ve renalmetabolomu değiştirir ve ilaç düzenini bozar. J Am Soc Nephrol.2016;27:2997–3004.

10. Tokonami N, Mordasini D, Pradervand S, et al. Yerel böbreksirkadiyen saatlersıvı-elektrolit homeostazını ve kan basıncını kontrol eder. J Am Soc Nephrol. 2014;25:1430–1439.

11. Motohashi H, Tahara Y, Whittaker DS, et al. Adenin kaynaklı tubulointerstisyel nefropatili farelerde sirkadiyen saat bozulur.BöbrekInt. 2020;97:728–740.

12. Charles LE, Gu JK, Fekedulegn D, et al. Polis memurlarında vardiyalı çalışma ve glomerüler filtrasyon hızı arasındaki ilişki. J Occup Environ Med.2013;55:1323–1328.

13. Boogaard PJ, Cabo ME. Düşük konsantrasyonlarda klorlu hidrokarbonlara uzun süre maruz kalmaktan ziyade değişen iş nedeniyle endüstriyel işçilerde artan albümin atılımı. Occup Environ Med.1994;51:638–641.

14. Kim SJ, Kim JW, Cho YS, et al. Geceleri yapay ışıkla ilişkili sirkadiyen bozulmanın vardiyalı işçilerde işeme kalıpları üzerindeki etkisi. IntNeurourol J. 2019;23:258–264.

15. Uhm JY, Kim HR, Kang GH, et al. Kore Ulusal Sağlık ve Beslenme İnceleme Anketi'nden (KNHANES2011-2014) elde edilen verileri kullanarak, kol emeği ile çalışan işçilerde vardiyalı çalışma ile kronik böbrek hastalığı arasındaki ilişki. Ann Occup Environ Med. 2018;30:69.

16. Solocinski K, Richards J, All S, et al. tarafından NHE3 ve SGLT1'in transkripsiyonel düzenlemesiSirkadiyen saatproksimal tübül hücrelerinde protein Per1. Am J Physiol Renal Physiol. 2015;309:F933–F942.

17. Wolf G. Diyabetik nefropatide hücre döngüsü düzenlemesi. Böbrek Uluslararası Suppl.2000;77:S59–S66.

18. Papadimitriou A, Silva KC, Peixoto EB, et al. Teobromin, NAD(ş)/Sirt-1 aktivitesini arttırır ve diyabetik koşullarda böbreği korur.Am J Physiol Renal Physiol. 2015;308:F209–F225.

19. Perlis M, Ramsey KM, Bass J. Moleküler saat bir metabolik reostattır. Diyabet Obezite Metab. 2015;17(ek 1):99–105.

20. Ramanathan C, Kathale ND, Liu D, et al. mTOR sinyali, merkezi ve çevre birimlerini düzenlerSirkadiyen saatişlev. PLoS Genet. 2018;14:e1007369.

21. Sakaguchi M, Isono M, Isshiki K, et al. Rapamisin ile mTOR sinyallemesinin inhibisyonu, erken diyabetik farelerde renal hipertrofiyi hafifletir. Biochem Biophys Res Commun. 2006;340:296–301.

22. Gödel M, Hartleben B, Herbach N, et al. İnsanlarda ve farelerde podosit fonksiyonu ve diyabetik nefropatide mTOR'un rolü. J Clin Invest.2011;121:2197–2209.

23. Lenoir O, Jasiek M, Henrique C, et al. Endotelyal hücre ve podositotofaji sinerjik olarak korurdiyabet-indüklenmiş glomerüloskleroz. Otofaji. 2015;11:1130–1145.

24. Lu Q, Zhou Y, Hao M, et al. mTOR, diyabetik nefropatide mezanjiyal hücrelerin oksidatif stres kaynaklı apoptozunu destekler. Mol Hücre Endocrinol.2018;473:31–43.

25. Chan JC. Üriner titre edilebilir asit ve amonyumun hızlı tayini ve bir koruma yöntemi olarak dondurmanın değerlendirilmesi. ClinBiochem. 1972;5:94–98.

26. Eisner C, Faulhaber-Walter R, Wang Y, et al. Farelerde tübüler salgılamanın kreatinin klirensine büyük katkısı. Böbrek İnt. 2010;77:519–526.

27. Ritchie ME, Phipson B, Wu D, et al. limma, RNA dizileme ve mikrodizi çalışmaları için diferansiyel ifade analizlerine güç sağlar. Nükleik Asitler Res.2015;43:e47.

28. Yu G, Wang LG, Han Y, et al. küme profili: gen kümeleri arasında biyolojik temaları karşılaştırmak için bir R paketi. Omikler. 2012;16:284–287.

29. Gerich JE, Meyer C, Woerle HJ, et al. Renal glukoneogenez: insan glikoz homeostazındaki önemi.DiyabetBakım. 2001;24:382-391.

30. Legouis D, Faivre A, Cippà PE, et al. Renal glukoneogenez: yetersiz tahmin edilen rolüböbreksistemik glikoz metabolizmasında [e yayın öncesi baskı]. Nefrol Kadran Nakli. 28 Kasım 2020'de çevrimiçi yayınlandı. https://doi.org/10.1093/ndt/gfaa302.

31. Zhang EE, Liu Y, Dentin R, et al. Kriptokrom, cAMP sinyallemesinin ve hepatik glukoneogenezin sirkadiyen düzenlenmesine aracılık eder. Nat Med.2010;16:1152–1156.

32. Li X, Xu M, Wang F, et al. ApoA-IV'ün NR4A1 ve NR1D1 ile etkileşimi G6Pase ve PEPCK transkripsiyonunu baskılar: farelerde ve bir insan hepatosit hücre hattında nükleer reseptör aracılı hepatik glukoneogenezin aşağı regülasyonu. PLoS Bir. 2015;10:e0142098.

33. Weger BD, Gobet C, David FPA, et al. Sirkadiyen saat ve beslenme ritimlerinin aracılık ettiği diferansiyel ritmik karaciğer gen ekspresyonunun sistematik analizi. Proc Natl Acad Sci US A.2021;118:e2015803118.

34. Fan W, Waizenegger W, Lin CS, et al. PPARd, glikozu koruyarak koşu dayanıklılığını destekler. Hücre Metab. 2017;25:1186–1193.e1184.

35. Saifur Rohman M, Emoto N, Nonaka H, ​​et al.Sirkadiyen saatgenler, böbrekte Na(+)/H(+) değiştirici NHE3'ün ekspresyonunu doğrudan düzenler. Böbrek İnt. 2005;67:1410–1419.

36. Onishi A, Fu Y, Darshi M, et al. Akita diyabetik farelerde Na(+)/H(+) değiştirici NHE3'ün renal tübüle özgü yıkımının etkisi. Ben J PhysiolRenal Physiol. 2019;317:F419–F434.

37. Schibler U, Ripperger J, Brown SA. Periferik sirkadiyen osilatörler memelilerde: zaman ve yiyecek. J Biol Ritimleri. 2003;18:250–260.

38. Speed ​​JS, Hyndman KA, Roth K, et al. Yüksek diyet sodyum, sıçanlarda renal moleküler saatin uyumsuzluğuna neden olur. J Physiol RenalPhysiol'um. 2018;314:F89–F98.

39. Oishi K, Uchida D, Itoh N. Düşük karbonhidratlı, yüksek proteinli diyet, fare periferik dokularında glukoneojenik düzenleyici ve sirkadiyen saat genlerinin ritmik ifadesini etkiler. Chronobiol Int.2012;29:799-809.

40. Oishi K, Uchida D, Ohkura N, et al. Ketojenik beslenme düzeni bozarSirkadiyen saatve plazminojen aktivatör inhibitörünün ifadesini indükleyerek hipofibrinolitik riski artırır-1. Arterioscler Tromb Vasc Biol. 2009;29:1571–1577.

41. Sugino M, Furukawa K, Koinuma S, et al. Glukokortikoid ve besleme ile sıçandaki periferik saatlerin farklı sürüklenmesi. Endokrinoloji.2012;153:2277–2286.

42. Souza RV, Sarmento RA, de Almeida JC, et al. Vardiyalı çalışmanın yeme alışkanlıkları üzerindeki etkisi: sistematik bir inceleme. Scand J Çalışma Ortamı Sağlığı. 2019;45:7–21.

43. Kim Y, Park JY, Kim SB, et al. İnternet bağımlılığının Koreli ergenlerin yaşam tarzı ve diyet davranışları üzerindeki etkileri. Nutr Res Pract.2010;4:51–57.

44. Canales MT, Holzworth M, Bozorgmehri S, et al. Uyku apnesi olan gazilerde saat geni ifadesi değişmiştir. Fizyol Genomik. 2019;51:77–82.

45. Egstrand S, Olgaard K, Lewin E. Kronik böbrek hastalığında mineral metabolizmasının sirkadiyen ritimleri-mineral kemik bozukluğu. Curr Opin NephrolHypertens. 2020;29:367–377.

46. ​​Cao BB, Li D, Xing X, et al. Sisplatinin karaciğer, kalp ve karaciğerdeki saat genlerinin ifadesi üzerindeki etkisiböbrek. Biochem Biophys Res Commun.2018;501:593–597.

47. Schilperoort M, Rensen PCN, Kooijman S. Vardiyalı çalışanlarda kardiyometabolik riski azaltmak için yeni stratejiler zamanı. Trendler Endocrinol Metab.2020;31:952–964.