Kaksijakoiset reaktiot krooniseen sikiön hypoksiaan johtavat ennalta määrättyyn ikääntymisfenotyyppiin Ⅱ
Nov 29, 2023
Hypoksinen
Sikiön munuaiset
Esittele sääntelemätön proteiiniekspressioprofiili Hypoksian aiheuttaman IUGR:n taustalla olevien molekyylireittien selvittämiseksi hypoksisten tai normoksisten E18.5-sikiöiden juuri eristetyille munuaisille tehtiin alhaalta ylös -proteomiprofilointi käyttämällä nano-LC-järjestelmää (Dionex UltiMate 3{{9). }}00 RSLC) yhdistettynä korkearesoluutioiseen orbitrans-massaspektrometriin (Thermo QExactive). Pääkomponenttianalyysi osoitti silmiinpistäviä eroja hypoksisten ja normoksisten munuaisten välillä (kuvio 2A). Kaiken kaikkiaan tunnistettiin 6 307 proteiinia (FDR < 0,01, täydentävä taulukko S2), joista 436 oli merkittävästi dereguloitu (FDR < 0,05); 284 lisääntyneellä runsaudella ja 152 vähentyneellä runsaudella. Funktionaalinen annotaatioklusterointi geeniontologiaa käyttäen (18–20) paljasti spesifisten mitokondrioiden, lysosomaalisten, RNA:ta ja DNA:ta sitovien proteiinien sekä tiettyihin aineenvaihduntaprosesseihin tai synnynnäisiin immuunivasteisiin osallistuvien proteiinien rikastumisen (kuvat 2, B–D). . Luokittelimme nämä proteiinit suhteessa (1) nefronien muodostumiseen, (2) metaboliseen sopeutumiseen ja (3) kiihtyneeseen ikääntymiseen, kuten seuraavissa kappaleissa esitetään ja käsitellään.
Tukahdutettu DNA:n replikaatio ja proteiinisynteesi edistävät uusien nefronien rajoittunutta muodostumista kroonisessa hypoksiassa
Kehityksen aikaiset haittatapahtumat, kuten krooninen sikiön hypoksia, on usein osoitettu liittyvän vähentyneeseen nefronien määrään (27, 29–32). Kuitenkin taustalla oleva mekanismi, joka selittää tämän havainnon vakuuttavasti, voidaan harvoin osoittaa. Klusteroimalla kaikki 64 säädellyt proteiinia, jotka kuuluvat GO-termeihin "DNA-sidonta" ja "RNA-sitoutuminen" (lämpökartta on esitetty lisäkuvassa S2) käyttämällä STRING-tietokantaa (22), paljasti useita aliverkkoja, mukaan lukien DNA:n korjaus, DNA:n replikaatio, mRNA:n silmukointi ja ribosomaaliset proteiinit (kuvio 3A). Kattavampi luettelo rikastetuista prosesseista tai reiteistä on esitetty kuvassa 3B (FDR < 0.05). Näistä "ribosomi" ja "DNA-replikaatio" olivat repressoitujen proteiinien huipputermejä, kun taas mRNA:n silmukointi ja "RNA:n hajoaminen" olivat indusoitujen proteiinien huipputermejä. DNA-korjausprosessit osoittivat kaksiosaisen ilmentymismallin. Tässä proteiinit, jotka osallistuivat nukleotidien poistoon tai yhteensopimattomuuden korjaamiseen, tukahdutettiin, mutta "emäsleikkauksen korjausta" välittävät proteiinit indusoitiin. Lisäksi solusyklin estäjän p27Kip1 runsaustaso kaksinkertaistui (kuvio 3C) ja proliferaatiomarkkerin Ki67 määrä oli 3{18}} pienempi (kuvio 3D), mikä yhdessä viittaa solun hidastumiseen. jakoprosessi. Erityisesti Mki67:n, Ki67:ää koodaavan geenin, mRNA-ilmentymistaso repressoitui merkittävästi hiiren primaarisissa proksimaalisissa tubulussoluissa, joita viljeltiin hypoksisissa olosuhteissa (kuvio 3E). Tämä repressio välitti Mki67-promoottorialueen hypermetylaation kautta hypoksisissa sikiön munuaisissa (kuvio 3F). Sikiön hypoksisissa munuaisissa DNA-synteesi, mRNA:n translaatio ja useimmat DNA:n korjausprosessit näyttävät hidastuvan, mikä vähentää solujen kykyä kasvaa ja lisääntyä. Kaiken kaikkiaan tässä ensimmäistä kertaa proteomiprofilointitiedot tarjoavat molekyylitodisteita, jotka voivat selittää nefronien vähentyneen muodostumisen.
Luontainen immuunijärjestelmä ja oksidatiivinen stressi aktivoituvat kroonisissa hypoksisissa tiloissa
Yksi rikastuneimmista termeistä, joka esiintyy kaikkien 436 proteiinin funktionaalisessa annotaatioanalyysissä ja ylin indusoitujen proteiinien osalta, oli "neutrofiilien degranulaatio" (kuvat 2, B ja C), mikä viittaa synnynnäisen immuunijärjestelmän jatkuvaan aktivoitumiseenhypoksiset sikiön munuaiset. 34 assosioituneesta proteiinista 29 indusoitui ja viisi repressoitua (vaaleanpunainen kuviossa 4A). Indusoitujen proteiinien joukossa oli monia glykolyyttisiä ja lysosomeihin liittyviä entsyymejä, useita S100A-proteiiniperheen jäseniä, tulehduksellinen sytokiinien makrofagien migraatiota estävä tekijä (MIF) sekä primaariset ja sekundaariset raeproteiinit neutrofiilinen raeproteiini (NGP), myeloperoksidaasi (MPO) , katelisidiini (CAMP), peptidoglykaanin tunnistusproteiini 1 (PGLYRP1) ja laktoferriini (LTF). Munuaisleikkeet värjättiin MPO:n varalta, jotta voidaan varmistaa neutrofiilien odotettu tunkeutuminen hypoksisiin sikiön munuaisiin ja paljastaa niiden sijainti kudoksessa. MPO-positiiviset solut muodostivat klustereita munuaiskuoren nefrogeeniselle vyöhykkeelle, verisuonten läheisyyteen, proksimaalisen tubuluksen viereen, ja joskus niitä voitiin löytää hypoksisten näytteiden ydinalueilta (kuva 4D ja täydentävä kuva S3, A –C). Sitä vastoin normoksiset sikiön munuaiset eivät osoittaneet neutrofiilien infiltraatiota tai kertymistä (kuvio 4C). Caveoliinin-1 (CAV1) osoitettiin tehostavan immuunisolujen solujen välistä migraatiota (33). Näin ollen CAV1 indusoitiin hypoksisissa sikiön munuaisissa (täydentävä kuva S3D), mikä osoitti munuaisten verisuonten, mukaan lukien sikiön munuaisen kortikaalialueen läpi kulkevien verisuonten, lisääntynyttä värjäytymistä (kuvio 4, E ja F). Neutrofiilien degranulaatio tuottaa paikallisen reaktiivisten happilajien purskeen, mikä johtaa lisääntyneeseen oksidatiiviseen stressiin ja kudosvaurioihin, mukaan lukien DNA:n hapettuminen. Tärkeä DNA:n hapettumisen merkkiaine on 8-hydroksi-2′-deoksiguanosiini (8-OHdG), joka lisääntyi hypoksisten sikiön munuaisten proksimaalisissa tubuluksissa ja nefrogeenisellä alueella (kuva 4, G ja H), neutrofiilien klusteroinnin läheisyydessä. Tämä 8-OHdG:n vaurioituneen DNA:n lisääntyminen tapahtui huolimatta MGMT:n ja OGG1:n samanaikaisesta induktiosta (kuva 4, I ja J), kaksi entsyymiä, jotka ovat vastuussa 8-OHdG:n poistamisesta. Nämä tulokset osoittavat kehittyvän munuaisen synnynnäisen immuunijärjestelmän jatkuvan aktivoitumisen, mikä aiheuttaa hypoksisen stressin lisäksi vielä enemmän kudosvaurioita. Näiden kudosvaurioiden tehottoman korjaamisen myötä saattaa käynnistyä noidankehä, joka edelleen heikentää nefrogeneesiä.
KUVA. 2. Proteominen profilointi paljastaa useita hypoksiaan liittyviä muutoksia. Proteomisten tietojen pääkomponenttianalyysi osoitti selkeän eron normoksisten ja hypoksisten sikiön munuaisten välillä. B–D, kaikkien merkittävästi dereguloitujen proteiinien (B), indusoitujen proteiinien (C) ja pelkistettyjen proteiinien (D) toiminnallinen annotaatioklusterointi Reitin merkittävästi muuttunut osa (x-akseli) piirretään sen rikastamisen merkityksen (y- akseli). Kunkin pisteen koko koodaa kyseisen polun jäsenten kokonaismäärän. Indusoidut proteiinit rikastuivat aineenvaihduntaprosesseissa (glykolyysi), mitokondrio- tai lysosomaalisissa proteiineissa ja proteiineissa, jotka osallistuvat immuunijärjestelmän vasteeseen (neutrofiilien degranulaatio), kun taas pelkistyneet proteiinit rikastuvat DNA- ja RNA-sitoutumisreittejä varten (ribosomin rakenteellinen ainesosa).
(PGLYRP1) ja laktoferriini (LTF). Munuaisleikkeet värjättiin MPO:n varalta, jotta voidaan varmistaa neutrofiilien odotettu tunkeutuminen hypoksisiin sikiön munuaisiin ja paljastaa niiden sijainti kudoksessa. MPO-positiiviset solut muodostivat klustereita munuaiskuoren nefrogeeniselle vyöhykkeelle, verisuonten läheisyyteen, proksimaalisen tubuluksen viereen, ja joskus niitä voitiin löytää hypoksisten näytteiden ydinalueilta (kuva 4D ja täydentävä kuva S3, A –C). Sitä vastoin normoksiset sikiön munuaiset eivät osoittaneet neutrofiilien infiltraatiota tai kertymistä (kuvio 4C). Caveoliinin-1 (CAV1) osoitettiin tehostavan immuunisolujen solunvälistä migraatiota (33). Näin ollen CAV1 indusoitiin hypoksisissa sikiön munuaisissa (täydentävä kuva S3D), mikä osoitti munuaisten verisuonten, mukaan lukien sikiön munuaisen kortikaalialueen läpi kulkevien verisuonten, lisääntynyttä värjäytymistä (kuvio 4, E ja F). Neutrofiilien degranulaatio tuottaa paikallisen reaktiivisten happilajien purskeen, mikä johtaa lisääntyneeseen oksidatiiviseen stressiin ja kudosvaurioihin, mukaan lukien DNA:n hapettuminen. Tärkeä DNA:n hapettumisen merkkiaine on 8-hydroksi-2′-deoksiguanosiini (8-OHdG), joka lisääntyi hypoksisten sikiön munuaisten proksimaalisissa tubuluksissa ja nefrogeenisellä alueella (kuva 4, G ja H), neutrofiilien klusteroinnin läheisyydessä. Tämä 8-OHdG:n vaurioituneen DNA:n lisääntyminen tapahtui huolimatta MGMT:n ja OGG1:n samanaikaisesta induktiosta (kuva 4, I ja J), kaksi entsyymiä, jotka ovat vastuussa 8-OHdG:n poistamisesta. Nämä tulokset osoittavat kehittyvän munuaisen synnynnäisen immuunijärjestelmän jatkuvan aktivoitumisen, mikä aiheuttaa hypoksisen stressin lisäksi vielä enemmän kudosvaurioita. Näiden kudosvaurioiden tehottoman korjaamisen myötä saattaa käynnistyä noidankehä, joka edelleen heikentää nefrogeneesiä.
Metaboliset mukautumiset hypoksiaan johtavat voimakkaaseen glykolyysiin sikiön munuaisissa
Krooninen hypoksia on vakava tila, johon solujen on sopeuduttava aineenvaihduntamuutosten kautta selviytyäkseen. Tärkeintä tässä on solujen ATP-tuotannon ylläpitäminen, joka riittävän hapetuksen puuttuessa edellyttää siirtymistä oksidatiivisesta fosforylaatiosta glykolyysiin. Kaikista toiminnallisesta annotaatiosta johtuvista termeistä "glykolyyttinen prosessi" oli merkittävin (kuvio 2B). Kaikki kymmenen entsyymiä (punainen ①–⑩ kuvassa 5A), jotka tarvitaan glukoosin muuntamiseen pyruvaaiksi, indusoitiinsikiön hypoksiset munuaisetverrattuna normoksisiin kontrolleihin (lämpökartta on esitetty kuvassa 5C). Lisäksi glukoosin kuljettaja 1:n (SLC2A1, oranssi kuvassa 4A) ja laktaattidehydrogenaasi A:n (LDHA, tummanpunainen kuvassa 5A) ilmentymät paranivat myös, minkä pitäisi helpottaa lisääntynyttä glukoosin ottoa soluun ja tehostettua glukoosin vähentämistä. pyruvaatti laktaatiksi, vastaavasti. Pyruvaatin vaihtoehtoista käyttöä sitruunahappokierrossa näytti estävän (1) pyruvaattidehydrogenaasikinaasi 1:n (PDK1, tummanpunainen kuvassa 5A) lisääntynyt ekspressio, joka inaktivoi pyruvaattidehydrogenaasikompleksin mitokondrioissa ja siten pyruvaatin hapettumista. asetyyli-CoA:ksi; ja (2) alentuneilla pyruvaattikarboksylaasin (PC) tasoilla, joka katalysoi pyruvaatin muuttumista oksaloasetaatiksi. Toisaalta fruktoosi-1,6-bisfosfataasi 1 (FBP1, sininen kuvassa 5A) väheni, mikä lisäsi entisestään glukoosin mahdollista virtausta kohti pyruvaattia. Kaikki nämä entsymaattiset muutokset suosivat laktaatin tuotantoa, ja todellakin laktaattipitoisuus lisääntyi hypoksisissa sikiön munuaisissa (kuvio 5B). Lisääntynyt laktaatin tuotanto voi johtaa epäedulliseen happamoimiseen. Silti löysimme rikastettujen proteiinien joukosta monokarboksylaattikuljettajat SLC16A3 ja SLC5A8 (oranssi kuvassa 5A), joiden tiedetään erittävän laktaattia solunulkoiseen tilaan sytoplasman happamoitumisen toksisten vaikutusten välttämiseksi. Näin ollen mallimme osoittaa sikiön munuaisten huomattavan kyvyn sopeutua krooniseen hypoksiaan lisäämällä glykolyyttistä aktiivisuutta,
KUVA. 3. Uusien nefronien muodostuminen hypoksiassa liittyy tukahdutettuun DNA:n replikaatioon ja proteiinisynteesiin. STRING-tietokannasta johdettu merkittävästi muuttuneiden DNA:ta ja RNA:ta sitovien proteiinien proteiinivuorovaikutusverkosto näyttää useita proteiiniklustereita: ribosomaaliset proteiinit (sininen), DNA:n replikaatioon osallistuvat proteiinit (vihreä), DNA:n korjaus (violetti) ja mRNA:n silmukointi ( punainen). Proliferaatiomarkkeri Ki67 (Mki67) on merkitty mustalla, mikä korostaa sen läheistä suhdetta DNA:n korjaukseen ja DNA:n replikaatioon. B, valikoima merkittävästi muuttuneiden DNA- ja RNA-sitovien proteiinien reittejä KEGG- ja Reactome-tietokannoista, jotka osoittivat merkittävimmät muutoksethypoksiset munuaiset, kuvattu alenevassa järjestyksessä. RNA:n silmukointi- ja RNA-degradaatioprosessit rikastuivat (punainen), kun taas RNA:n translaatio-, DNA-replikaatio- ja korjausreitit tukahdutettiin (sininen). Käsittelee vain FDR:llä<0.05 are shown. C and D, the cell cycle inhibitor p27Kip1 was enhanced (unpaired two-tailed t test, Welch's correction, p = 0.0095), whereas the expression of the proliferation marker Ki67 was reduced (unpaired two-tailed t test, Welch's correction, p = 0.0078) in hypoxic fetal kidneys. E, hypoxia reduced the mRNA expression level of Mki67 in mouse primary proximal tubular cells (unpaired two-tailed t test, p < 0.0001). F, this reduction was mediated by hypermethylation of the Mki67 promoter in hypoxic fetal kidneys. Open circle unmethylated, black circle methylated (Fisher's exact test, p = 0.0016; Mann–Whitney U-test, p = 0.0431)
KUVA. 4. Tulehdusvasteeseen ja oksidatiiviseen stressiin osallistuvat proteiinit rikastuvat äskettäin muodostuvissa nefroneissa hypoksian alla. A, Kuvaus kaikista 34 merkittävästi muuttuneesta proteiinista neutrofiilien degranulaatioksi (vaaleanpunaiset ympyrät) kaikkien tietojoukkomme merkittävien (suuremmat harmaat ympyrät) ja ei-merkittävien (pienemmät harmaat ympyrät) proteiinien joukossa. 29:llä oli korkeampi runsaustaso, kun taas viidellä oli vähemmän. B, lämpökartta, joka näyttää kaikki vaaleanpunaiset proteiinit kohdassa (A) ja niiden induktio tai tukahduttaminen hypoksiassa, kuvattuna proteiinien runsauden laskevassa järjestyksessä. C-H, edustavat immunohistokemialliset kuvat E18.5 normoksisesta taihypoksiset munuaisetosoittaa neutrofiilien tunkeutumisen ja oksidatiivisen stressin. C ja D, neutrofiilimarkkerin myeloperoksidaasin (MPO) immunohistokemia paljasti näiden solujen klusteroitumisen juuri muodostuvien nefronien (tähti) läheisyyteen ja hypoksisten sikiön munuaisten (D) munuaisverisuonten (nuolenpää) viereen. Normoksisissa kontrolleissa (C) MPO-positiivisia soluja esiintyi harvoin. (Skaalauspalkit 100 μm). E ja F, immunohistokemia, joka kuvaa kaveoliinin -1 (CAV1) lisääntynyttä ilmentymistä hypoksisten sikiön munuaisten (F) munuaisverisuonissa verrokkeihin (E) verrattuna (mittakaavapalkit 200 μm). G ja H, 8-hydroksi-2′-deoksiguanosiini (8-OHdG), oksidatiivisen DNA-vaurion merkkiaine, lisääntyi näkyvästi vasta muodostuneissa nefroneissa (tähti) munuaiskuoressa ja hypoksisten munuaisten (H) proksimaalisten tubulusten (nuoli) solut, kun taas vain harvat solut värjäytyivät normoksisessa kudoksessa (G) (mittakaavapalkit 200 μm). I ja J, tämä DNA-vaurion lisääntyminen tapahtui huolimatta O-6-metyyliguaniini-DNA-metyylitransferaasin (MGMT; pariton kaksisuuntainen t-testi, p=0.0002) (I) ja {{ 15}}oksoguaniiniglykosylaasi (OGG1; pariton kaksisuuntainen t-testi, p=0.0063) (J), kaksi entsyymiä, jotka osallistuvat hapettuneen DNA:n korjaamiseen.
joka varmistaa riittävän ATP:n tuotannon ja selviytymisen tässä haitallisessa tilassa.
Sikiön hypoksia edistää kompensoivaa mitokondrioiden proteiinien tuontia ja hengitysketjujen kokoonpanoa
Lisäksi tehostettu glykolyysi, löysimme useita muutoksia mitokondrioiden proteiinien runsauden tasoilla (lämpökartta on esitetty täydentävässä kuvassa S4). Proteiiniverkostojen luominen STRING:tä käyttämällä paljasti useita klustereita, jotka käsittivät proteiineja, jotka osallistuvat proteiinien translokaatioon mitochon.driaan, oksidatiiviseen fosforylaatioon ja mitokondrioiden ribosomaalisiin proteiineihin (kuvio 5, D ja E). Huomionarvoista on, että useita proteiineja, jotka on liitetty sisäiseen mitokondrion kalvoon, indusoitiin, paikka, jossa oksidatiivinen fosforylaatio (OXPHOS) tapahtuu. OXPHOS sisältää viisi moniproteiinikompleksia, jotka on järjestetty mitokondrioiden sisäkalvoa pitkin. Indusoitujen proteiinien joukossa olivat OXPHOS-kompleksien (NDUSF6), III (UQCR10), IV (COX6B1, COXC ja COX7A2) ja V (ATP5J, MTATP8) komponentit, mutta myös UQCC3 ja SCO2, joita tarvitaan oikeaan kokoamiseen ja toimintaan. kompleksin ja IV vastaavasti (kuva 5D ja lisäkuva S4). SDHC ja SDHD, kompleksin ll alayksiköt, myös ylisääntyivät (1.6- ja 2.5-kertaisesti), mutta ne eivät saavuttaneet tilastollista merkitsevyyttä. Lisäksi sikiössä ei rikastunut vain hengitysketjun komponenttejahypoksiset munuaiset, mutta myös lukuisia proteiineja, jotka välittävät niiden tuontia mitokondrioihin. Tämä sisälsi ulkokalvon translokaasin (TOM - TOMM22) ja sisäkalvon translokaasikompleksin TIM22 (TIMM22, TIMM9 ja TIMM10 sekä niihin liittyvän TIMM8-TIMM13--kompleksin (kuva 5D ja täydentävä kuva 5) jäseniä S4) Niiden 21 mitokondrioproteiinin joukossa, joiden runsaus oli vähentynyt, oli neljä mitokondrioiden ribosomaalista proteiinia sekä proteiineja, jotka osallistuivat aminohappojen kataboliaan, vitamiinien biosynteesiin tai rasvahappojen beetahapettumiseen (kuva 5, D ja E sekä lisäkuva 1). S4) Nämä havainnot viittaavat mahdollisiin mitokondrioiden toimintahäiriöihin ja ilmeisiin ponnisteluihin vaurioituneiden proteiinien regeneroimiseksi (34), vaikka glykolyysi on lisääntynyt ja proteiinisynteesi on vähentynyt.
Lysosomaalinen biogeneesi ja autofagia tehostuvatHypoksiset sikiön munuaisetLysosomi oli toinen organelli, joka näyttää rikastuneen hypoksisissa olosuhteissa. Kuitenkin verrattuna mitokondrioihin, joissa 36 % proteiineista oli vähentynyt, lähes kaikki lysosomeihin liittyvät proteiinit olivat säädeltyjä (kuvio 6, A ja B). Niiden joukossa oli yhdeksän lysosomaalista happohydrolaasia, jotka edustivat lähes 20 % lysosomien KEGG-reitillä merkityistä lysosomaalisista happohydrolaaseista: neljä pro teasia (CTSA, CTSF, CTSZ, TPP1), kolme glykosidaasia (GAA, NAGA, NEU1, lysosomal), hapan fosfataasi 2 (ACP2) ja lysosomaalinen happolipaasi A (LIPA). Lisäksi löysimme todisteita lysosomien ja niihin liittyvien organellien lisääntyneestä biogeneesistä. Kolme kahdeksasta BLOC1-komponentista (lysosomeihin liittyvien organellien kompleksi 1:n biogeneesi) indusoitui merkittävästi (kuva 6, C–E), samoin kuin H/Cl-vaihtokuljettaja 5 (CLCN5), joka on keskeinen toimija endosomien happamoittaminen (kuvio 6F). On huomattava, että Snapin (BLOC1-alayksikkö 7) näyttelee myös roolia lysosomaalisessa happamoinnissa ja autofagosomien kypsymisessä ja toiminnassa. Muita indusoituja proteiineja, joilla tiedettiin olevan rooli autofagiassa, olivat Atg7 ja Bnip3 (kuvio 6, G ja H). Toinen autofagisen virtauksen vaatimus on lysosomien perinukleaarinen klusteroituminen, jota välittävät lysosomaalinen Ragulator-kompleksi (35, 36) ja kaksi vastakkaista moottoriproteiiniperhettä. Hämmästyttävästi neljä viidestä Regulatorin rakennustelinealayksiköiden jäsenestä (LAMTOR1, 2, 3 ja 5) indusoitui merkittävästi (kuvio 6, A ja B); LAMTOR4 oli myös 1.{29}}kertainen, mutta se ei saavuttanut tilastollista merkitsevyyttä. Lisäksi kinesiinit, jotka välittävät organellien ulospäin suuntautuvaa liikettä, osoittivat taipumusta tukahduttaa, kun taas dyneiinin perheenjäsenet, jotka helpottavat sisäänpäin suuntautuvaa liikettä, indusoituivat, vaikkakaan eivät tilastollisesti merkitseviä (täydentävä kuva S5). Yhdessä nämä havainnot tarjoavat vahvaa näyttöä siitä, että lysosomien taloudenpitotoiminto on tehostunutsikiön hypoksiset munuaiset, täysin yhteensopiva vaurioituneiden mitokondrioiden uusimistarpeen kanssa.
Ennenaikaista
Ikääntyminen on esimerkki hypoksisen sopeutumisen Janus-faced näkökohdista Kompensoivia korjaus- ja nuorentamismekanismeja vastaan havaitsimme 15 proteiinia, joka kuuluu GO-termiin "ikääntyminen" (kuva 7A), jotka edustavat kolmatta hypoksisten mukautumisten luokkaa: kiihtynyt ikääntyminen. . Vaikka useimmat näistä proteiineista osallistuvat johonkin edellä kuvatuista neutrofiilien degranulaatio- ja lysoosien (MIF, MPO, PSEN1), mitokondrioiden (NDUFS6, FADS1, MTCO1, CYP27B1), glykolyysin (ALDOC) ja DNA:n korjauksen (OGG1) prosesseista. ; joidenkin on kuvattu vaikuttavan suoraan hiirten elinikään. Erityisesti sekä kloton että sirtuiini 6:n proteiinien määrä väheni E18.5-hypoksisessasikiön munuaiset(Kuva 7, B ja C). Sirtuiini 6 on kaikkialla ilmentyvä entsyymi, jolla on proteiinideasetylaasi- ja mono-ADP-ribosyylitransferaasiaktiivisuus, joka osallistuu useiden solutoimintojen säätelyyn, mukaan lukien tulehdus, glykolyysi ja DNA:n korjaus. Sen häviäminen johtaa vakavaan progeriaan hiirillä, joiden elinikä on lyhentynyt 1–3 kuukaudesta (37, 38). Munuainen on pääasiallinen klotosynteesin kohta (eli distaalinen kierteinen tubulus – DCT tuo suurimman osan proteiinista lisäsynteesillä proksimaalisissa kierteissä tubuluksissa), jossa se toimii paikallisesti kalvoon sitoutuneena beeta-glukuronidaasina. Kloton vähentynyt runsaus näyttää olevan spesifinen prosessi, koska muita DCT:n proteiineja, mukaan lukien CALB1, ei muutettu. Klothoa erittyy myös verenkiertoon joko kalvoon sitoutuneen muodon solunulkoisen osan pilkkoutuessa tai vaihtoehtoisen silmukointivariantin translaatiolla. Verenkierron kloton (sKL) taso laskee iän myötä (39, 40), mikä sai meidät arvioimaan sen ja sirtuiini 6:n pitoisuutta hypoksisten tai normoksisten E18.5-sikiöiden rungon veressä. Todellakin, sKL:n ja sirtuiini 6:n pitoisuudet pienenivät merkittävästi hypoksisissa E18.5-sikiöissä (kuvio 7, D ja E). Lisäksi ja mikä tärkeintä, kloton ja sirtuiini 6:n seerumipitoisuudet olivat myös edelleen merkittävästi alentuneet iäkkäillä hiirillä (kuvio 7, F ja G), mikä osoittaa näiden kahden proteiinin pysyvän vähenemisen läpi elämän. Klothon kohdalla tämä näyttää johtuvan merkittävästi alentuneista mRNA:n ilmentymistasoista 15-kuukauden ikäisten hypoksisten jälkeläisten munuaisissa (kuva 7H). Sirtuiini 6:n munuais-mRNA-ilmentymistasot olivat kuitenkin muuttumattomia ikääntyneiden normoksisten ja hypoksisten hiirten välillä (kuvio 71). Lisäksi muutosten DNA:n metylaatiossa on osoitettu olevan yksi tärkeimmistä mekanismeista ei vain nefronien esisolujen uusiutumisen ja erilaistumisen (41), vaan myös klotho-ilmentymisen (42, 43) kannalta. Kuitenkin, toisin kuin hypermetylaatio Mki67 (kuva 3 F), klotho promoottori oli hypometyloitu aikana krooninen hypoksia (täydentävä kuva. S6). Sirt6:n metylaatiomallia ei voitu määrittää. Tietojemme mukaan IUGR-mallimme on ensimmäinen, joka määrittelee mekanismin, joka johtaa ennenaikaiseen ikääntymiseen fenotyyppiin tulehdusvaurioiden synergian, tehottoman korjauksen, muuttuneen aineenvaihdunnan ja jo syntymässä tapahtuvan ikääntymistä ehkäisevien proteiinien vähenemisen kautta.
Hiirten ja miesten ikääntymistä ehkäisevien proteiinien väheneminen vasteena krooniseen hypoksiaan Viimeisissä kokeissa kysyimme, onko kroonisen hypoksian ja alentuneiden seerumipitoisuuksien välinen vuorovaikutus evoluutiossa säilynyt ilmiö. Tätä tarkoitusta varten seeruminäytteet yhdeksän terveen vapaaehtoisen (kahdeksan urosta, yksi nainen) kontrolloidusta tutkimuksesta (10) kerättiin 2 viikkoa ennen (merenpinta, SL), kolmessa pisteessä yhtäjaksoisena 28-päivänä oleskelu 3 454 metrin korkeudessa (korkeus, HA3, HA9, HA28) ja 1, 7 ja 14 päivää SL:ään palaamisen jälkeen (RSL1, RSL7, RSL14) analysoitiin sKL:n ja SIRT6:n suhteen (kuva 8). SL:ssä saadut näytteet toimivat kontrollina jokaiselle osallistujalle. sKL- ja SIRT6-seerumitasot laskivat korkeissa korkeuksissa ja molemmat saavuttivat tilastollisen merkityksen H28:ssa. Palattuaan merenpinnalle sKL nousi korkeammalle tasolle kuin ennen korkealla oleskelua RSL7:ssä ja palasi normaaliksi RSL14:ssä (kuva 8A). Toisaalta SIRT6 jatkoi laskuaan palattuaan merenpinnalle ja alkoi kallistua uudelleen vasta RSL14:ssä (kuvio 8B), mikä viittaa näiden kahden ikääntymistä estävän proteiinin erilaiseen säätelyyn. Yhteenvetona voidaan todeta, että nämä havainnot viittaavat siihen, että alentuneet seerumin klotho- ja sirtuiini 6 -tasot saattavat yleensä vaatia altistumista kroonisille hypoksisille tiloille ja voivat siten edustaa evolutionaarista erittäin konservoitunutta prosessia.
Wecistanchen tukipalvelu - Kiinan suurin vesisäiliön viejä:
Sähköposti:wallence.suen@wecistanche.com
Whatsapp/Puhelin:+86 15292862950
Osta lisätietoja teknisistä tiedoista:
https://www.xjcistanche.com/cistanche-shop
