Ottaa yhteyttä:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Napsauta tätä saadaksesi tietoja tämän artikkelin osasta I (Johdanto, materiaalit ja menetelmät).

Munuaisen epiteeliin kohdistettu mitokondrioiden transkriptiotekijä A:n puutos johtaa etenevään mitokondrioiden ehtymiseen, joka liittyy vakavaan kystiseen sairauteen--Osa II

Ken Ishii^1,2,11et ai.

KESKUSTELU

Tässä määritämme kriittisen toiminnon mt-transkriptiotekijälle TFAM munuaiskudoksen homeostaasissa. Osoitamme, että TFAM:n inaktivointi SIX2:ssa, mutta ei HOXB7-progenitorisoluissa, johti vakavan postnataalisen kystisen taudin kehittymiseen, joka liittyi mt:n ehtymiseen ja metaboliseen siirtymiseen OXPHOS:sta glykolyysiin. Lisäksi solujen TFAM-tasojen lasku ja mt:n toimintahäiriö ovat tyypillisiä piirteitä hiiren ja ihmisen PKD:lle(polykystinen munuaissairaus), mikä viittaa siihen, että TFAM-aktiivisuuden väheneminen voi edistää ja/tai moduloida munuaisten kystisen sairauden kehittymistä.

Potilaat, joilla on mt-taudin oireyhtymiä, ovat alttiita kehittymäänmunuainenpatologia.MunuaissairausTässä ympäristössä se ilmenee usein tubulusten toimintahäiriönä ja/tai tubulointerstitiaalisena sairautena, kun taas munuaiskystojen muodostuminen on harvinaista.12,19 22 Vaikka TFAM-säädellyissä geeneissä, kuten MT-CO1, 23, on havaittu mutaatioita potilailla, joilla on tubulointerstitiaalinen sairaus, mutaatioita itse TFAM:ssa ei ole raportoitu potilailla, joilla on krooninenmunuaissairaus. Siitä huolimatta kroonisen munuaissairauden eteneminen on viime aikoina yhdistetty vähentyneeseen TFAM-aktiivisuuteen, mikä johti fibroottisten ja tulehdusreittien aktivoitumiseen mt-stressin vuoksi.14,24 Toisin kuin Six2-Tfam^-/-mutantit, hiirille, joilla oli Ksp-Cre-välitteinen Tfam-inaktivaatio, kehittyi munuaisfibroosi ja tulehdus14, mutta ei kystistä sairautta. Fenotyyppiset erot kahden mallin välillä ovat todennäköisesti heijastus siitä, mihin munuaissolutyyppeihin kohdistettiin, sekä Cre:tä ilmentävien solujen erilaistumistilasta. Ksp-Cre välittää rekombinaatiota distaalisessa nefronissa merkittävällä Cre-aktiivisuudella Henle-segmentin ytimeen paksussa nousevassa raajassa ja virtsaputken silmuperäisessä CD:ssä25, kun taas Six{6}}eGFP/Cre ilmentyy cap-mesenkyymissa eikä kohdistu virtsanjohtimen silmuperäiset nefronisegmentit.16 Näiden löydösten kanssa on sopusoinnussa solunulkoisen matriisin kertymisen lisääntyminen ja kystisen taudin puuttuminen 15-kuukauden ikäisissä Hoxb7-Tfam/mutanteissa; Hoxb7-Cre kohdistuu virtsaputken silmuperäisiin nefronisegmentteihin (lisäkuva S5).26 Kehitysvaiheen ja solutyyppiriippuvuuden käsitteen mukaisesti on lisäksi havainto, että Tfamin inaktivointi käyttämällä Nph:a{{16 }}Cre (Podocin-Cre) ei johtanut kehitykseen tai aikuisen munuaisten fenotyyppeihin,27 kun taas kuusi2-Tfam^-/- hiirille kehittyi merkittävä albuminuria.

Akteosidi sisälläCistancheon hyväpolykystinen munuaissairaus

Nefronien erilaistumisen viat eivät olleet täysin odottamattomia kuudessa{0}}Tfam^-/- hiiret, koska solujen erilaistuminen on liitetty lisääntyneeseen riippuvuuteen OXPHOS:sta ATP:n tuottamisessa, kun taas erilaistumattomat pluripotentit solut pitävät glykolyysiä OXPHOS:n sijaan energiantarpeen tyydyttämiseksi.28 Missä määrin OXPHOS-aktiivisuuden asteittainen häviäminen sinänsä vaikutti kystogeneesiin kuudessa{{1} }Tfam^-/-mutantit vaativat lisätutkimuksia. Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että mutaatiot PKD:ssä(polykystinen munuaissairaus)1, jotka ovat vastuussa w85 prosentista ADPKD-tapauksista,29 liittyvät lisääntyneeseen glykolyyttiseen virtaukseen.30 Tämän löydön patofysiologinen ja terapeuttinen merkitys ei kuitenkaan ole täysin selvä, koska glukoosin puutteen vaikutukset kystojen lisääntymiseen ja PKD:n etenemiseen ovat kiistanalaisia. 31,32.

Vaikka emme ehdota, että TFAM-häiriö edustaa ensisijaista tapahtumaa PKD:n kehityksessä(polykystinen munuaissairaus)Tutkimuksemme herättävät mahdollisuuden, että TFAM:n toimintahäiriöllä voi olla myötävaikutus sen patogeneesiin ja/tai etenemiseen. Osoitamme, että TFAM-proteiinitasot ovat alentuneet hiiren ja ihmisen PKD-kudoksista peräisin olevissa kystaa peittävissä epiteelisoluissa ja havaitsimme, että kuusi{0}}Tfam^-/- kudoksilla on yhteisiä molekyylipiirteitä PKD:n kanssa(polykystinen munuaissairaus)kudokset, jotka liittyvät kystogeneesiin. Epänormaalit värekarvot ovat osallisena munuaisten kystisten sairauksien patogeneesissä.29,33,34 Vaikka värekkojen puuttumista on raportoitu joissakin PKD:ssä(polykystinen munuaissairaus)eläinmalleissa Pkd1:ssä muodostuu 35,36 värekarvaa^-/-epiteelisoluja37 ja niitä havaittiin myös munuaiskystistä Sixistä2-Tfam^-/- hiiret (lisäkuva S3). Useita kystogeneesiin liittyviä signalointireittejä osallistuu värekarvoihin liittyvään signalointiin. Näitä ovat mitogeenin aktivoima proteiinikinaasi/solunulkoisen signaalin säätelemä kinaasisignalointi ja b-kateniinin säätelemät reitit.33 Sekä p-ERK- että b-kateniinitasot nousivat kuudessa 2-Tfam^-/- munuaiset, mikä viittaa siihen, että nämä reitit ovat aktivoituneet. Nämä havainnot ovat yhdenmukaisia ​​ihmisen ADPKD-soluissa ja useissa hiiren PKD-soluissa tehtyjen havaintojen kanssa(polykystinen munuaissairaus)mallit.38–43.

Peroksisomiproliferaattorilla aktivoitu reseptori-gamma-koaktivaattori 1a (PGC{3}}a), joka on TFAM:n ylävirran transkription säätelijä ja mt:n biogeneesiä edistävä aine, vähentyi ADPKD-potilailta eristetyissä solulinjoissa, ja se itse TFAM:n lisäksi edustavat potentiaalista terapeuttista kohdetta PKD:lle(polykystinen munuaissairaus). PGC{0}}a:n ilmentymisen vähenemisen on ehdotettu edistävän kystaproliferaatiota lisääntyneen mt-superoksidituotannon vuoksi PKD:ssä(polykystinen munuaissairaus)1-vialliset solut.44 Vaikka emme mittaaneet mt-ROS-tuotantoa mallissamme, kudosspesifinen TFAM-inaktivaatio muissa solutyypeissä liittyi mt-ROS-tuotannon vähenemiseen eikä lisääntymiseen.9 PGC:n lisäksi -1a/TFAM-akselilla, viimeaikaiset tutkimukset ovat korostaneet hypoksian ja hypoksian aiheuttaman tekijän mahdollisen roolin mt-sairauksien hoidossa.45,46 Missä määrin hypoksiaan liittyviä reittejä voidaan hyödyntää terapeuttisesti hoidossa mt:n toimintahäiriöön liittyvien sairauksien, kuten PKD:n, hoito vaatii lisätutkimuksia.

Yhteenvetona, tietomme osoittavat, että mt-transkriptiotekijä TFAM tarvitaan normaaliin nefronien erilaistumiseen ja että TFAM-aktiivisuuden menetys munuaisten epiteelisoluissa toistaa PKD:hen liittyviä molekyyli- ja metabolisia piirteitä.(polykystinen munuaissairaus). Tuloksemme tarjoavat vahvan perusteen lisätutkimuksille mt:n terveyden ja toiminnan roolista kystogeneesissä. Ehdotamme, että terapeuttiset strategiat, joilla pyritään parantamaan mt:n terveyttä, voivat olla hyödyllisiä PKD-potilaiden hoidossa(polykystinen munuaissairaus).

Kuva 7|Mitokondrioiden transkriptiotekijä A (TFAM) ilmentyminen munuaiskystissä potilailta, joilla onpolykystinen munuaissairauson vähennetty. (a) Edustavia kuvia formaliinilla kiinnitetyistä parafiiniin upotetuista osista normaaleista ihmisen munuaisista ja munuaisistapolykystinen munuaissairaus(PKD) potilaat analysoitiin immunohistokemialla TFAM:n ilmentymisen suhteen, immunofluoresenssilla (IF) jännitteestä riippuvaisen anioniselektiivisen kanavan 1 (VDAC) ilmentymisen suhteen ja RNA:n fluoresoivalla in situ -hybridisaatiolla mitokondrioiden koodaaman sytokromi c oksidaasi 1:n (MT-CO1) ja mitokondrioiden koodaama ATP-syntaasi kalvoalayksikön 6 (MT-ATP6) mRNA:n ilmentyminen. Nuolet osoittavat kystaa vuoraavia epiteelisoluja, numeromerkit kuvaavat kystan luminaa ja tähdet kuvaavat glomeruluksia. Pylväs =100 mm vähäsuurennetuille kuville ja 10 mm suurennostuneille kuville. (b) Edustavia 3-ulotteisia rakenteellisia valaistusmikroskooppisia kuvia ihmisen PKD:stä (polykystinen munuaissairaus)munuaisleikkeet analysoitiin IF:llä VDAC:n ilmentymisen suhteen. 4', 6-diamidino-2-fenyyli-indolia (DAPI) käytettiin tumavärjäykseen (sininen fluoresenssi). Katkoviivat merkitsevät putkia ja numeromerkit kuvaavat putkimaista tai kystaluminaa. Mitokondrioiden (mt) tilavuus määritettiin käyttämällä Imaris-ohjelmistoa (n=5). Tanko=4 mm. Tiedot esitetään keskiarvona plus -SEM, ja ne analysoitiin Studentin t-testillä. *P < 0.05.="" voit="" optimoida="" tämän="" kuvan="" katselun="" tutustumalla="" tämän="" artikkelin="" online-versioon="" osoitteessa="">

Cistancheon hyväpolykystinen munuaissairaus

MENETELMÄT

Ehdollisen Tfam-alleelin luominen on kuvattu muualla.9 Yksityiskohtainen kuvaus hiirilinjoista ja kokeellisista menetelmistä löytyy kohdasta Täydentävät menetelmät ja materiaalit. RNAseq-tietojoukot jaetaan osoitteessa geo@ncbi.nlm.hih.gov(pääsynumero GSE147189).

Tilastollinen analyysi

Tiedot raportoidaan keskimääräisinä SEM-arvoina. Tilastolliset analyysit suoritettiin Prism 6 -ohjelmistolla (GraphPad Software Inc., San Diego, CA) käyttäen Studentin t-testiä. Eloonjäämistä analysoitiin Kaplan-Meier-menetelmällä ja ryhmiä verrattiin log-rank-testillä. P-arvoja, jotka olivat alle 0,05, pidettiin tilastollisesti merkittävinä.

Opintojen hyväksyntä

Kaikki hiiriä koskevat toimenpiteet suoritettiin kansallisten terveysinstituuttien elävien eläinten käyttöä ja hoitoa koskevien ohjeiden mukaisesti, ja ne hyväksyttiin Vanderbiltin yliopiston laitoseläinten hoito- ja käyttökomiteassa.

ILMAISEKSI

Kaikki kirjoittajat eivät ilmoittaneet kilpailevia etuja.

KIITOKSET

VHH:ta tukevat Krick-Brooksin nefrologian oppituoli Vanderbiltin yliopistossa, National Institutes of Health -apurahat R01-DK101791 ja R01-DK081646 sekä veteraaniasioiden osaston ansiopalkinto 1I01BX002348. Lisätukea tarjosivat National Institutes of Healthin apurahat R01-DK103033 (PVT), R01-DK108433 (MS) ja R01-DK56942 (ABF); Vanderbiltin O'BrienMunuainenKeskus (P30-DK114809); Vanderbilt's Diabetes Research and Training Center (P30-DK20593); Digital Histology Shared Resource -ydin Vanderbilt University Medical Centerissä (www.mc.vanderbilt.edu/dhsr); Translational Pathology Shared Resource -ydin (P30-CA68485); Vanderbilt Mouse Metabolic Phenotyping Center (U24-DK059637); ja Shared Instrumentation -apuraha S10-OD023475. Tietoa Haasen laboratoriossa tehdystä työstä löytyy osoitteesta www.haaselab.org.

TEKIJÄT

VHH suunnitteli hankkeen. KI, HK ja VHH suunnittelivat tutkimustutkimukset, analysoivat ja tulkitsivat aineistoa, kirjoittivat käsikirjoituksen ja tekivät kuvioita. KI, HK, NG, KT, AL, CT, OD ja CRB suorittivat kokeita ja hankkivat ja analysoivat dataa. MS, NSC ja PVT toimittivat hiiren reagenssit ja hiiren kudokset sekä käsitteellisen syötteen ja auttoivat tietojen tulkinnassa. ABF ja MEK toimittivat ihmiskudoksia.

Cistancheon hyväpolykystinen munuaissairaus

OHEISMATERIAALI

Täydentävä tiedosto (PDF)

Kuva S1. Liittyy kuvioon 1. Heterotsygoottinen Tfam-inaktivaatio SIX2-kantasoluissa ei liitymunuaissairaus. Kuvassa on edustavia kuvia formaliinilla kiinnitetystä, parafiiniin upotetustamunuainen 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 kuukautta (n =4 ja 3, vastaavasti). Tiedot esitetään arvona 0,01. SEM ja analysoitiin 2-tailed Studentin t-testillä; **P<>

Kuva S2. Liittyy kuvaan 1.Tfam^-/- munuaiskystat ovat peräisin soluista, joissa on Six2-eGFP/Cre-ekspressio. Näytetään edustavia kuvia formaliinilla kiinnitetyistä, parafiiniin upotetuista munuaisleikkeistä Six2-mT/mG:stä;Tfam^-/-hiiret analysoitiin immunofluoresenssilla (IF) vasta-aineilla tehostettua vihreää fluoresoivaa proteiinia (eGFP) ja tdTomato punaista fluoresoivaa proteiinia vastaan. eGFP-ilmentyminen osoittaa mT/mG Cre-reporter-alleelin kuuden2- eGFP/Cre-välitteisen rekombinaation. (A) tdTomato- ja/tai eGFP-ilmentymisen IF-analyysi inmunuaisetiässä P7, P14 ja P29. Tähdet kuvaavat suuria kystoja, jotka ovat peräisin kuudesta2-eGFP/Cre-kohdistusta eGFP:tä ilmentävästä solusta (vihreä fluoresenssi); numeromerkit kuvaavat 2 pientä kystaa, jotka ovat peräisin ei-kohdistetuista, tdTomaattia ilmentävistä soluista (punainen fluoresenssi). Punaiset nuolet kuvaavat eGFP-negatiivisia soluja (ei rekombinaatiota). Valkoiset nuolet kuvaavat eGFP-positiivisia kystin vuorauksen soluja (osoittaa rekombinaatiota). Tanko=100 mm. (B) TFAM-ilmentymän analyysi IF:llä Cre-vertailussa ja kuudessa{10}}Tfam^-/-mutantit iässä P7. Valkoiset nuolet kuvaavat TFAM-positiivisia putkimaisia ​​rakenteita (punainen fluoresenssi). gl, glomerulus. baari=25μm.

Kuva S3. Liittyy kuvaan 1.Tfam^-/- munuaisetniille on ominaista lisääntynyt proliferatiivinen aktiivisuus. (A) Edustavia kuvia Cre-pentuekontrollin ja Sixin munuaisleikkeistä2-Tfam^-/-P14-ikäisistä hiiristä analysoitiin Ki67:n ilmentyminen immunohistokemialla (IHC). Punaiset nuolet kuvaavat Ki67-positiivisia soluja kontrollissa jaTfam^-/- munuainens. Tanko =100 mm. (B) ERK:n, fosfo-ERK:n (p-ERK) ja b-kateniinin ilmentymisen immunoblot-analyysi kokonaisuudessaanmunuainenhomogenaatit Cre-pentuekontrollista ja kuudesta2- Tfam/mutanttihiirestä iässä P14. (C) Pilkkotut kaspaasi 3 -ilmaisut formaliinilla kiinnitetyissä, parafiiniin upotetuissamunuainenosat Cre-pentuekontrollista ja Six{0}}mT/mG;Tfam^-/- hiiret iässä P14 analysoituna IHC:llä. Punaiset pisteet asetettiin pilkkoneiden kaspaasi 3 -positiivisten solujen päälle havainnollistamaan kudosten jakautumista pienellä suurennuksella. Punaiset nuolet kuvaavat katkaistuja kaspaasi 3 -positiivisia soluja suuritehoisissa suurennuskuvissa. Tangot =1 mm (ylhäällä) ja 100 mm (alhaalla). (D) Silmukan aksoneemileimaus immunofluoresenssilla anti-asetyloidulla a-tubuliinivärjäyksellä. Kuvassa on edustavia kuvia formaliinilla kiinnitetystä, parafiiniin upotetustamunuainenosiot Cre-pentuematkojen kontrollista ja Sixistä2-Tfam^-/- mutanttihiiret iässä P14. #, ##, ### kuvaavat vastaavasti pieniä, keskikokoisia ja suuria kystoja. Valkoiset nuolet kuvaavat värejä. Tangot =100 mm (ylhäällä) ja 10 mm (alhaalla).

Kuva S4. Liittyy kuvioon 2. Tfamin inaktivointi SIX2-linjassa estää nefronien kypsymisen. Kuvassa on edustavia kuvia formaliinilla kiinnitetystä, parafiiniin upotetustamunuainenosiot Cre-pentuematkojen kontrollista ja Sixistä2-Tfam^-/- mutanttihiiret iässä P{{{{10}}}, P7 ja P14 (n=4–6). Leike analysoitiin lektiinihistokemialla käyttäen lotus tetragonolobus (LTL) lektiiniä ja Dolichos biflorus agglutinin (DBA) lektiiniä. Wilmsin tuumori 1 (WT1) -proteiinin ilmentyminen analysoitiin immunofluoresenssilla. Alueet, joissa oli LTL- ja DBA-tubuluksia, kvantifioitiin ImageJ:llä (National Institutes of Health, Bethesda, MD); glomerulusten lukumäärä laskettiin manuaalisesti. Valkoiset nuolet kuvaavat nefroneja, jotka reagoivat LTL:n tai DBA:n kanssa, ja tähdet kuvaavat glomeruluksia. Tangot ¼ 100 mm. Tiedot esitetään keskimääräisinä SEM-arvoina ja analysoitiin 2-tailed Studentin t-testillä. **P < 0,01.="" ***p=""><>

Cistancheon hyväpolykystinen munuaissairaus

Kuva S5. Liittyy kuvioon 2. Tfamin inaktivointi HOXB7-kantasoluissa ei johda kystojen kehittymiseen. (A) Esitetään edustavia kuvia formaliinilla kiinnitetystä, parafiiniin upotetustamunuainenjaksot 3-kuukauden ikäisistä heterotsygoottisista Hoxb7-Tfamþ/ ja Hoxb7-Tfam^-/- mutanttihiiret. Leikkeet värjättiin Massonin trikromilla (MTrichrome) ja analysoitiin immunofluoresenssilla (IF) tdTomato (TDT) ja sytokromioksidaasi IV:n (COX IV) ilmentymisen suhteen. Numeromerkit kuvaavat laajentuneita tubuluksia MTrichrome-värjätyissä osissa ja tähdet kuvaavat tdT-positiivisia HOXB7-kantasoluista peräisin olevia keräyskanavia. (B) IF- ja RNA-fluoresoiva in situ -hybridisaatio (RNA-FISH) -kuvat formaliinilla kiinnitetyistä, parafiiniin upotetuista munuaisleikkeistä 3-kuukauden ikäisestä heterotsygoottisesta Hoxb7-Tfamista^-/-ja Hoxb7-Tfam^-/- mutanttihiiret. Leikkeistä analysoitiin tdT- ja AQP2-proteiinin ilmentyminen IF- ja tdT-RNA:lla ja mitokondrioiden koodaama sytokromi c-oksidaasin alayksikön 1 (mt-Co1) RNA:n ilmentyminen RNA-FISH:lla. Tähdet kuvaavat TD:tä, joka ilmentää tubuluksia (keräyskanavia). Hoxb:ssa7-Tfam^-/- mutanttihiirten tdT:tä ilmentävät tubulukset eivät ilmennä AQP2:ta ja mt-Co1:tä. Tanko =100 mm. (C) Edustavia kuviamunuainenosioita 15-month-old controlista ja Hoxb:sta7-Tfam^-/-hiiret värjätty MTrikromilla. Tanko =100 mm. Oikea paneeli, veren ureatyppi (BUN) Cre-pentuekontrollihiiriltä ja Hoxb7-Tfam^-/- mutantit (n=6 kukin). Tiedot esitetään keskimääräisinä SEM-arvoina ja analysoitiin käyttämällä 2-tailed Studentin t-testiä.

Kuva S6. Liittyy kuvaan 3. Nefronisegmentin markkerin ilmentymisen puute Sixin kystaissa2-Tfam^-/- munuaiset. Edustavia kuvia formaliinikiinteistä, parafiiniin upotetuistamunuainenosat Six{0}}mT/mG:stä;Tfam^-/- hiiret iässä P14. Leikkeet analysoitiin immunofluoresenssilla vasta-aineilla, jotka ovat spesifisiä tehostetun vihreän fluoresoivan proteiinin (eGFP), megaliinin, uromoduliinin, tiatsidiherkän natriumkloridin yhteiskuljettajan (NCC) ja akvaporiini 2:n (AQP2) suhteen. Yhdistetyt kuvat näkyvät oikealla. Nuolet osoittavat putkimaisia ​​rakenteita, jotka ilmentävät vastaavia nefronisegmenttimarkkereita. baari=100μm.

Kuva S7. Liittyy kuvaan 4.Tiimi^-/- epiteelisoluista puuttuu MT-CO1. (A) Esitetään edustavia kuvia formaliinilla kiinnitetystä, parafiiniin upotetustamunuainenosat Six{0}}mT/mG;Tfam^-/- hiiret iässä P7. Munuaisleikkeet analysoitiin immunofluoresenssilla tehostetun vihreän fluoresoivan proteiinin (eGFP) ja mitokondrioiden koodaaman sytokromi-c-oksidaasin alayksikön 1 (MT-CO1) ilmentymisen suhteen. eGFP-ilmentyminen osoittaa mT/mG Cre-reportterialleelin kuuden2-eGFP/Cre-välitteisen rekombinaation. Tähdet kuvaavat eGFP-negatiivisia tubuluksia (ei rekombinaatiota), jotka ilmentävät MT-CO1:tä; numeromerkit kuvaavat eGFP-positiivisia tubuluksia (rekombinoituja), jotka eivät ilmennä MT-CO1:tä, mikä osoittaa TFAM-toiminnan menettämisen. Baari =100μm.

Kuva S8. Liittyy kuvioon 5. Tfamin inaktivointi SIX2-linjan soluissa muuttaa metabolisten geenien ilmentymistä. Genominlaajuinen RNA-ekspressioanalyysi RNAseq:lla suoritettiin koko munuaiskuorella, joka oli eristetty Cre-kontrollipentueesta ja kuudesta2-Tfam^-/- mutanttihiiret iässä P7. Näytetään lämpökartat, jotka havainnollistavat muutoksia oksidatiiviseen fosforylaatioon, glykolyysiin, glukoosin kuljetukseen, rasvahappojen aineenvaihduntaan ja trikarboksyylihappokiertoon osallistuvien geenien ilmentymismalleissa (kukin n=4).

Kuva S9. Liittyy kuvioon 6. TFAM:n ilmentyminen on vähentynyt Cyscpk/cpk-munuaiskystaissa. (A) Näytetään edustavia kuvia formaliinilla kiinnitetyistä, parafiiniin upotetuista munuaisleikkeistä Cys:stä^cpk/cpkhiiret iässä P18. Leikkeet analysoitiin RNA-fluoresoivalla in situ -hybridisaatiolla mitokondriaalisesti koodatun sytokromi c-oksidaasin alayksikön 1 (mt-Co1) ja mitokondrioiden koodatun ATP-syntaasin kalvoalayksikön 6 (mt-Atp6) ilmentymisen suhteen, immunofluoresenssilla (IF) jänniteriippuvaisen kanavan ja ioni-selektiivisen kanavan suhteen. 1 (VDAC) ekspressio ja lektiinihistokemialla lotustetragonolobus-lektiinillä (LTL). Valkoiset nuolet kuvaavat kystaa vuoraavia epiteelisoluja, katkoviivat ääriviivat kystaa vuoraavia epiteelisoluja ja numeromerkit kuvaavat kystan luminaa. Palkit ¼ 100 mm (pienitehoinen suurennus) ja 10 mm (suuritehoinen suurennus). (B) 3D-strukturoitu valaistusmikroskopia (3D SIM) villityypin pentueestamunuaineniässä P18. Näytetään edustavia kuvia LTL:llä värjätyistä munuaisleikkeistä, jotka on analysoitu IF:llä sytokromi c-oksidaasin alayksikön IV (COX IV) ja VDAC-ilmentymisen suhteen. Pylväs ¼ 10 mm (pienitehoiset suurennoskuvat) ja 2 mm (suuritehoiset suurennoskuvat). Tähti kuvaa interstitiaalista solutumaa.

Kuva S10. Liittyy kuvioon 7. TFAM:n ilmentyminen on vähentynyt munuaiskystissä potilailla, joilla onpolykystinen munuaissairaus. Suhteelliset TFAM-ilmentymistasot munuaiskystissä viideltä potilaaltapolykystinen munuaissairausarvioitiin immunohistokemialla (n=5). Esitetty on niiden kystien osuus, joilla on alhainen tai korkea TFAM-ekspressio kystaa peittävässä epiteelissä. Leikkaa kohti laskettujen kystien määrä näkyy valkoisella.

Cistanchetuotteet ovat hyviäpolykystinen munuaissairaus

Ote: "Muuaisepiteelin kohdennettu mitokondriaalinen transkriptiotekijä A:n puutos johtaa progressiiviseen mitokondrioiden ehtymiseen, joka liittyy vakavaan kystiseen sairauteen", Ken Ishii1,2,11 et al.

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

VIITTEET

1. West AP, Shadel GS. Mitokondrioiden DNA synnynnäisissä immuunivasteissa ja tulehduspatologiassa. Nat Rev Immunol. 2017;17:363–375.

2. Chandel NS. Mitokondrioiden evoluutio signaaliorganelleina. Cell Metab. 2015;22:204–206.

3. Campbell CT, Kolesar JE, Kaufman BA. Mitokondrioiden transkriptiotekijä A säätelee mitokondrioiden transkription aloitusta, DNA:n pakkausta ja genomin kopiomäärää. Biochim Biophys Acta. 2012; 1819:921–929.

4. Kukat C, Larsson NG. mtDNA tekee U-käännöksen mitokondrion nukleoidille. Trends Cell Biol. 2013; 23:457–463.

5. Taanman JW. Mitokondrioiden genomi: rakenne, transkriptio, translaatio ja replikaatio. Biochim Biophys Acta. 1999; 1410:103–123.

6. Larsson NG, Wang J, Wilhelmsson H, et ai. Mitokondrioiden transkriptiotekijä A on välttämätön mtDNA:n ylläpitoon ja embryogeneesiin hiirillä. Nat Genet. 1998;18:231–236.

7. Larsson NG, Rustin P. Eläinmallit hengitysketjusairaudelle. Trends Mol Med. 2001; 7:578–581.

8. Torraco A, Diaz F, Vempati UD, et ai. Hiirimallit oksidatiivisista fosforylaatiovirheistä: tehokkaat työkalut mitokondrioiden sairauksien patobiologian tutkimiseen. Biochim Biophys Acta. 2009; 1793:171–180.

9. Hamanaka RB, Glasauer A, Hoover P, et ai. Mitokondrioiden reaktiiviset happilajit edistävät orvaskeden erilaistumista ja karvatupen kehitystä. Sci signaali. 2013;6:ra8.

10. Vernochet C, Mourier A, Bezy O, et ai. TFAM:n rasvaspesifinen deleetio lisää mitokondrioiden hapettumista ja suojaa hiiriä liikalihavuudelle ja insuliiniresistenssiltä. Cell Metab. 2012;16:765–776.

11. Hall AM, Unwin RJ, Hanna MG, et ai. Munuaisten toiminta ja mitokondriaalinen sytopatia (MC): enemmän kysymyksiä kuin vastauksia? QJM. 2008; 101:755–766.

12. Emma F, Montini G, Parikh SM, et ai. Mitokondrioiden toimintahäiriö perinnöllisissä munuaissairauksissa ja akuutissa munuaisvauriossa. Nat Rev Nephrol. 2016; 12: 267–280.

13. Kang I, Chu CT, Kaufman BA. Mitokondrioiden transkriptiotekijä TFAM neurodegeneraatiossa: uusia todisteita ja mekanismeja. FEBS Lett. 2018;592:793 811.

14. Chung KW, Dhillon P, Huang S, et ai. Mitokondriovauriot ja STING-reitin aktivoituminen johtavat munuaistulehdukseen ja fibroosiin. Cell Metab. 2019;30:784–799.e785.

15. Little MH, McMahon AP. Nisäkkään munuaisten kehitys: periaatteet, edistyminen ja ennusteet. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2012;4:a008300.

16. Kobayashi A, Valerius MT, Mugford JW, et ai. Six2 määrittelee ja säätelee multipotenttia itsestään uusiutuvaa nefroniprogenitoripopulaatiota koko nisäkkään munuaiskehityksen ajan. Solujen kantasolu. 2008;3:169–181.

17. Wredenberg A, Wibom R, Wilhelmsson H, et ai. Lisääntynyt mitokondrioiden massa mitokondriaalista myopatiaa sairastavilla hiirillä. Proc Natl Acad Sci US A. 2002;99:15066-15071.

18. Guder WG, Ross BD. Entsyymien jakautuminen nefronia pitkin. Kidney Int.1984;26:101–111.

19. Guery B, Choukroun G, Noel LH, et ai. Systeemisen osallisuuden kirjo aikuisilla, joilla on munuaisvaurio ja mitokondrioiden tRNA (Leu) -geenimutaatio. J Am Soc Nephrol. 2003;14:2099–2108.

20. O'Toole JF, Liu Y, Davis EE, et ai. Yksilöille, joilla on mutaatioita mitokondrioproteiinia koodaavassa XPNPEP3:ssa, kehittyy nefronoftiiksen kaltainen nefropatia. J Clin Invest. 2010; 120:791–802.

21. Alston CL, Morak M, Reid C, et ai. Uusi mitokondrioiden MTND5-kehysmuutosmutaatio, joka aiheuttaa eristettyä kompleksi I -puutosta, munuaisten vajaatoimintaa ja myopatiaa. Neuromuskulaalinen häiriö. 2010;20:131–135.

22. Finsterer J, Scorza FA. Primaaristen mitokondriohäiriöiden munuaisoireet. Biomed Rep. 2017; 6:487–494.

23. Fervenza FC, Gavrilova RH, Nasr SH, et ai. CKD uudesta mitokondrio-DNA-mutaatiosta: tapausraportti. Olen J Kidney Dis. 2019;73:273–277.

24. Huang S, Park J, Qiu C, et ai. Jagged1/Notch2 hallitsee munuaisfibroosia Tfam-välitteisen metabolisen uudelleenohjelmoinnin avulla. PLoS Biol. 2018;16:e2005233.

25. Shao X, Somlo S, Igarashi P. Epiteelispesifinen Cre/lox-rekombinaatio kehittyvässä munuaisissa ja virtsatieteissä. J Am Soc Nephrol.2002;13:1837–1846.

26. Yu J, Carroll TJ, McMahon AP. Sonic hedgehog säätelee mesenkymaalisten solujen lisääntymistä ja erilaistumista hiiren metanefrisissä munuaisissa. Kehitys. 2002;129:5301–5312.

27. Brinkkoetter PT, Bork T, Salou S, et ai. Anaerobinen glykolyysi ylläpitää glomerulussuodatuksen estettä mitokondrioiden aineenvaihdunnasta ja dynamiikasta riippumatta. Cell Rep. 2019;27:1551–1566.e1555.

28. Wanet A, Arnould T, Najimi M, et ai. Yhdistää mitokondrioita, aineenvaihduntaa ja kantasolujen kohtaloa. Stem Cells Dev. 2015; 24:1957–1971.

29. Guay-Woodford LM. Munuaisten kystiset sairaudet: erilaiset fenotyypit lähentyvät cilium/keskosomikompleksiin. Pediatr Nephrol. 2006;21:1369–1376.

30. Rowe I, Chiaravalli M, Mannella V, et ai. Puutteellinen glukoosiaineenvaihdunta monirakkuisessa munuaissairaudessa tunnistaa uuden terapeuttisen strategian. Nat Med.2013;19:488–493.

31. Warner G, Hein KZ, Nin V, et ai. Ruokarajoitukset helpottavat munuaisten monirakkulatautien kehittymistä. J Am Soc Nephrol. 2016; 27:1437–1447.

32. Chiaravalli M, Rowe I, Mannella V, et ai. 2-Deoksi-d-glukoosi parantaa PKD:tä(polykystinen munuaissairaus)etenemistä. 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. Geneettiset mekanismit ja signalointireitit autosomaalisesti hallitsevassa polykystisessä munuaissairaudessa. J Clin Invest. 2014; 124:2315–2324.

35. Pazour GJ, Dickert BL, Vucica Y, et ai. Chlamydomonas IFT88 ja sen hiiren homologi, polykystisen munuaissairauden geeni tg737, tarvitaan värekkaroiden ja siimojen kokoamiseen. J Cell Biol. 2000; 151:709–718.

36. Lin F, Hiesberger T, Cordes K, et ai. Kinesiini-II:n alayksikön munuaisspesifinen inaktivaatio estää munuaisten siliogeneesiä ja aiheuttaa monirakkulatautia. Proc Natl Acad Sci US A. 2003;100:5286-5291.

37. Nauli SM, Alenghat FJ, Luo Y, et ai. Polykystiinit 1 ja 2 välittävät mekanisaatiota munuaissolujen primaarisessa silumissa. Nat Genet. 2003;33:129–137.

38. Saadi-Kheddouci S, Berrebi D, Romagnolo B, et ai. Monirakkulisen munuaissairauden varhainen kehittyminen siirtogeenisillä hiirillä, jotka ilmentävät beeta-kateniinigeenin aktivoitua mutanttia. Onkogeeni. 2001;20:5972–5981.

39. Yamaguchi T, Nagao S, Wallace DP, et ai. Syklinen AMP aktivoi B-Rafin ja ERK:n kystaepiteelisoluissa autosomaalisesti hallitsevista polykystisista munuaisista. Kidney Int. 2003;63:1983–1994.

40. Nagao S, Yamaguchi T, Kusaka M, et ai. Solunulkoisen signaalin säätelemän kinaasin munuaisaktivaatio rotilla, joilla on autosomaalisesti hallitseva polykystinen munuaissairaus. Kidney Int. 2003; 63:427–437.

41. Qian CN, Knol J, Igarashi P, et ai. Kystinen munuaisten neoplasia APC:n ehdollisen inaktivoinnin jälkeen hiiren munuaisten tubulusepiteelissä. J Biol Chem. 2005; 280:3938–3945.

42. Omori S, Hida M, Fujita H, et ai. Solunulkoisen signaalin säätelemä kinaasin esto hidastaa taudin etenemistä hiirillä, joilla on polykystinen munuaissairaus. J Am Soc Nephrol. 2006;17:1604–1614.

43. Shibazaki S, Yu Z, Nishio S, et ai. Kystien muodostuminen ja solunulkoisen säädellyn kinaasireitin aktivaatio munuaisspesifisen PKD:n inaktivoinnin jälkeen(polykystinen munuaissairaus)1. Hum Mol Genet. 2008;17:1505–1516.

44. Ishimoto Y, Inagi R, Yoshihara D, et ai. Mitokondrioiden poikkeavuus helpottaa kystojen muodostumista autosomaalisesti hallitsevassa polykystisessä munuaissairaudessa. Mol Cell Biol. 2017;37:e00337-17.

45. Jain IH, Zazzeron L, Goli R, et ai. Hypoksia mitokondrioiden sairauden hoitona. Tiede. 2016; 352:54–61.

46. ​​Ferrari M, Jain IH, Goldberger O, et ai. Hypoksiahoito kumoaa neurodegeneratiivisen sairauden Leighin oireyhtymän hiirimallissa. Proc Natl Acad Sci US A. 2017;114:E4241–E4250.