Cistanche un nieru slimības ārstēšana: vai saunas ir labvēlīgas vai kaitīgas autosomāli dominējošai policistiskai nieru slimībai? Eksāmens ar peles modeli

Cistanche un nieru slimības ārstēšana: vai saunas ir labvēlīgas vai kaitīgas autosomāli dominējošai policistiskai nieru slimībai? Pārbaude ar Model Mouse

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

Abstrakts

Metodes un rezultāti: peles (DBA/2FG-pcy peļu tēviņi) tika iedalītas trīs grupās: kontroles, TS: maksas peles, kas pakļautas ilgstošai saunai ar ievadītu ūdeni, kas satur 4 procentus saharozes, SW: pcy pelēm tika ievadīts ūdens, kas satur 4 procentus saharozes. TS grupa tika pakļauta pirts seansiem divas reizes nedēļā četras nedēļas. TS grupa sasniedza un tika uzturēta aptuveni 390 grādu taisnās zarnas temperatūrā, līdz tās tika rūpīgi izņemtas no tālo infrasarkano staru ierīces. Pēc 4 nedēļu ilgas pirts procedūras kreatinīna un asins urīnvielas slāpekļa (BUN) līmenis tika noteikts ar enzīmu metodi. Karstuma šoka proteīns (HSP) vai šūnu augšana un ar izmēru saistītie proteīni tika analizēti ar Western blot metodi. TS grupai bija nedaudz augstāks kreatinīna un BUN līmenis nekā kontroles un SW grupām, tomēr atšķirības nebija nozīmīgas. Tomēr cistu palielināšanās TS grupā ievērojami samazinājās, salīdzinot ar kontroles grupu. HSP90 izteiksme bija nedaudz samazināta TS un SW grupās, salīdzinot ar kontroles grupu (p < 0.01="" vai="" p="">< 0,001,="" salīdzinot="" ar="" kontroli),="" tāpat="" kā="" erk="" izteiksme.="" ,="" kas="" ir="" saistīts="" ar="" cistu="" attīstību="" un="" proliferāciju="" (p="">< 0,05,="" ts="" pret="" kontroli).="" hsp27="" ekspresijas="" un="" fosforilācijas="" līmenis="" sw="" grupā="" bija="" salīdzināms="" ar="" kontroles="" grupas="" līmeni.="" tomēr="" ts="" grupai="" bija="" paaugstināts="" hsp27="" un="" fosforilācijas="" (ns)="" līmenis.="" prokaspāzes="" -3="" ekspresija="" ts="" grupā="" bija="" nedaudz="" zemāka="" nekā="" kontroles="" grupā.="" tomēr="" kaspāzes="" -3="" aktivitāte="" visās="" grupās="">

Secinājums: šī pētījuma rezultāti liecināja, ka 4 nedēļu ilga pirts terapija var izraisīt pārejošu dehidratāciju un ar to saistīto nieru disfunkciju un izraisīt cistu augšanas stimulēšanas risku, palielinoties Hsp27 ekspresijai. Turklāt mēs secinājām, ka dehidratācijas un cistu augšanas novēršanu var nomākt, uzņemot atbilstošu ūdens daudzumu tieši pēc pirts procedūras.

Cistanchetubulosanovēršnieresslimība, noklikšķiniet šeit, lai iegūtu paraugu

Atslēgvārdi:autosomāli dominējošā policistikanieru slimība, pirts, ūdens ņemšana, Hsp90, Hsp27

Jošihiro IVAŠITA, Kousuke WATARU, Akira MAEDA, Kazuki SUGIMOTO, Sjouko YAMADA, Junichi IIYAMA

1) Kumamoto Veselības zinātnes universitātes Veselības zinātņu fakultātes Rehabilitācijas nodaļa 325, Izumi-Cho, Kita-Ku, Kumamoto, Kumamoto 861-5598, Japāna

2) Sakurajudži slimnīcas rehabilitācijas nodaļa

3) Kumamoto Universitātes Medicīnas zinātņu augstskolas Nefroloģijas nodaļa

4) Kumamoto Veselības zinātņu universitātes augstskolas Veselības zinātņu nodaļa

I Ievads

Autosomāli dominējošā policistikanieresslimība(ADPKD) ir ģenētisks traucējums, kam raksturīga daudzu cistu augšana abāsnieres. ADPKD galvenokārt izraisa mutācijas policistiskās nieru slimības 1 (PKD1) un PKD2 gēnos, kas kodē attiecīgi policistīnu 1 (PC1) un PC2. Gadu desmitiem ilgās slimības gaitā pacientiem attīstās lielas ar šķidrumu pildītas nieru cistas, kas pasliktina nieru darbību. Pašlaik tiek lēsts, ka pacientu skaits ar ADPKD Japānā ir 31,000, kas veido aptuveni 3-5 procentus no visiem dialīzes pacientiem1). Aptuveni 50 procentiem pacientu ar ADPKD līdz 602 gadu vecumam attīstās nieru slimība beigu stadijā). Tolvaptāns, vazopresīna receptoru 2 (V2) antagonists, tika apstiprināts kā pirmais ADPKD terapeitiskais līdzeklis, un tā klīniskā lietošana sākās 2014. gada maijā Japānā3. Lai gan tās ir efektīvas zāles, kas samazina cistu augšanas ātrumu, pašlaik nav iespējams izārstēt ADPKD, un nav iespējams apturēt cistu veidošanos.nieres.

Termiskā terapija, tostarp balneoterapija (BT) un spa terapija (ST), ir bieži izmantota visā pasaulē kā fizioterapija vai alternatīva terapija. Klīniskajos apstākļos galvenais termiskās terapijas mērķis ir panākt efektīvus ārstēšanas rezultātus, nesabojājot normālus audus. Nesen veikts sistemātisks pārskats parādīja, ka BT un ST nodrošina ievērojamu sāpju mazināšanu un uzlabo dzīves kvalitāti hronisku muskuļu un skeleta sistēmas vai saistaudu slimību gadījumā4). Termiskā stimulācija inducē siltuma šoka proteīnus (Hsps), kas ir būtiski šūnu izdzīvošanai, pateicoties to proteīna chaperonu funkcijai. Hsps loma nieru veselībā un slimībās ir mainīga. Hsps indukcija var būt labvēlīga vai kaitīga nierēm atkarībā no konkrētā Hsps, šūnu veida un konteksta5). Nieru audos Hsps ir svarīga intracelulārās aizsardzības sistēmas sastāvdaļa, ko aktivizē dažāda veida šūnu stress. Dažādie Hsps šūnā stabilizē šūnu struktūras un uzlabo šūnu rezistenci pret apoptozi un nekrozi6), 7). Pēdējos gados ir ziņots, ka Hsps ir kaitīga loma ADPKD, un tāpēc tie ir terapeitiskie mērķi8), 9). Līdz ar to mūsu mērķis bija izpētīt pirts ietekmi uz ADPKD modeļa dzīvniekiem, kad atkārtojas siltuma slodze, kas rektālo temperatūru paaugstina par aptuveni 2 grādiem un uztur to aptuveni 30 minūtes.

II Materiāli un metodes

1 Autosomāli dominējošās policistiskās nieru slimības (ADPKD) modeļa pele

Visas procedūras ar dzīvniekiem tika veiktas saskaņā ar Kumamoto Veselības zinātnes universitātes apstiprinātajām vadlīnijām par laboratorijas dzīvnieku kopšanu un lietošanu (Nr. {{0}}). Kā ADPKD modeļa peles tika izmantotas DBA/2FG-pcy (pcy) peļu tēviņi10), 11) (8 nedēļas veci, n=12) (Kjudo, Kumamoto, Japāna) ar sākotnējo ķermeņa svaru 20,9±0,7 g. eksperiments. DBA peļu tēviņi (8 nedēļas, n=3) tika izmantoti kā atsauce ADPKD peles modelim. 1. attēlā parādīts izskats un izgrieztās nieres kā tipiski pcy peļu piemēri (1.A, B att.). Visi dzīvnieki tika izmitināti kontrolētā mitrumā un temperatūrā ar 12:12-h gaismas/tumsas ciklu, un tiem tika nodrošināta brīva piekļuve standarta peles gaļai un krāna ūdenim.

Deviņas pcy peles (8 nedēļas vecas) tika nejauši sadalītas šādās trīs grupās – kontroles grupa: pcy peles kā kontrole (n=3), TS grupa: pcy peles, kas pakļautas atkārtotai sistēmiskai termiskai stimulācijai (n {{3} }); un SW grupa: pcy peles, kurām tika nodrošināts ūdens, kas satur 4 procentus saharozes (n=3). Pelēm TS grupā nakti tika nodrošināts ūdens, kas satur 4 procentus saharozes, pēc sistēmiskas termiskās stimulācijas, lai novērstu dehidratāciju. Iepriekšējā pētījumā mēs noskaidrojām, ka ķermeņa masas samazināšanās bija aptuveni 3–4 procenti pēc sistēmiskas termiskās stimulācijas12). Kad pcy pelēm tika ievadīts 4% saharozes ūdens, patērētā ūdens daudzums ievērojami palielinājās no 5,6 ± 0,6 ml līdz 7,4 ± 0,7 ml (p < 0,001).="" 1.c="" att.).="" uz="" nakti="" uzņemtais="" 4%="" saharozes="" ūdens="" patiešām="" bija="" liels="" šķidruma="" patēriņš,="" kas="" atbilst="" 14="" ±="" 7%="" no="" ķermeņa="" svara.="" sw="" grupa="" pa="" nakti="" patērēja="" ūdeni="" tādā="" pašā="" frekvencē="" kā="" ts="">

1. att. A: DBA pele (Lt) un 2FG-pcy pele (Rt). B: DBA (Lt) vai 2FG-pcy (Rt) nieres, mēroga josla=1 cm. C: Uzņemiet ūdens daudzumu vai 4 procentus saharozes ūdens vienu nakti pēc pirts 8 nedēļu vecām pelēm. Dati tiek parādīti kā vidējais ± SD. n=3. ＊＊＊ p < 0,001="" (statistiskajā="" analīzē="" tika="" izmantots="" pāra="">

2. Sistēmiskā termiskā stimulācija (sauna)

Pirts siltuma intensitāte tika noteikta, atsaucoties uz iepriekšējo pētījumu13). Tomēr dažu pcy peļu taisnās zarnas temperatūra pārsniedza 42 grādus to mazā ķermeņa tilpuma dēļ, salīdzinot ar normālām DBA pelēm un 129X1 / SvJ pelēm. Tāpēc tika mēģināts paaugstināt rektālo temperatūru par 1 grādu, bet tālo infrasarkano staru sausās saunas sistēmas kontroles ierobežojumu dēļ (nodrošina Kagosimas universitāte), taisnās zarnas temperatūra tika iestatīta uz aptuveni 39 grādiem. Ziņojumi par pirts biežumu ADPKD nav atrasti; tādēļ Laukkanena et al.14) pētījumā par saistību starp pirtīšanos un sirds un asinsvadu slimībām un citiem mirstības cēloņiem tika noteikts minimālais efektīvais pirts biežums (divas reizes nedēļā). Konkrēti, peles saņēma pirts procedūru 43 grādos desmit minūtes un pēc tam 37 grādos 35 minūtes, lai paaugstinātu taisnās zarnas temperatūru no 37,1 ± 0,1 grādiem līdz 39,3 ± 0,3 grādiem, izmantojot Tālo infrasarkano staru sausās saunas sistēma. Pelēm rektālā temperatūra tika uzturēta aptuveni 39.{21}} grādu līmenī, līdz tās tika izņemtas no pirts iekārtas. TS grupa tika pakļauta pirtij četras nedēļas, divas reizes nedēļā

3. Analītiskā procedūra

Četru nedēļu pētījuma perioda beigās no visām pelēm tika iegūti fizioloģiskie dati. Divdesmit četru stundu urīna paraugi tika savākti vielmaiņas būros un tika noteikta šķidruma uzņemšana. Asins paraugi tika savākti no apakšējās dobās vēnas, un plazmas kreatinīna un urīnvielas slāpekļa (BUN) līmenis tika mērīts, izmantojot Hitachi 7180 Biochemistry Automatic Analyzer (Hitachi High-Technologies Corporation, Tokija, Japāna) ar Aqua-auto Kainos CRE. -II testa komplekts vai UN-II testa komplekts (Kainos, Tokija, Japāna), izmantojot fermentatīvo metodi.

4. Histoloģiskie pētījumi

Nieres tika fiksētas ar 4 procentu paraformaldehīda fosfāta buferšķīdumu un iestrādātas parafīnā. Nieru paraugi tika sadalīti ar 2-µm intervālu un iekrāsoti ar hematoksilīnu un eozīnu (H&E), un kanāliņu cistas tika kvantitatīvi noteiktas uz 2 sekcijām uz peles (labā niere), izmantojot ImageJ (Nacionālais veselības institūts, Betesda, Merilenda, ASV). Apgabali ar audu plīsumiem un burbuļiem, kas tika identificēti ar lielāku palielinājumu (× 40), tika izslēgti no analīzes, kā ziņots iepriekš15).

5. Western blotēšana

Nātrija dodecilsulfāta-poliakrilamīda gēla elektroforēze (SDS-PAGE) un blotēšana tika veikta, izmantojot standarta procedūras. Alikvotās daļas, kas satur 15 µg proteīna, tika pakļautas SDS-PAGE. Tika izmantotas antivielas, kas radušās pret šādiem proteīniem: Hsp27 (1:1,000, sc-9012, Santa Cruz Biotechnology), fosfo Hsp27 (1:1,000, #2401S, Cell Signalizācijas tehnoloģija), kopējais-Akt (1:1,000, #9272, šūnu signalizācijas tehnoloģija), fosfo-Akt (1:1,000, #9275, šūnu signalizācijas tehnoloģija), Erk1/ 2 (1:1,000, #9102, šūnu signalizācijas tehnoloģija), phospho-Erk1/2 (1:1,000, #9101, šūnu signalizācijas tehnoloģija), mTOR (1:1, 000, #2972, šūnu signalizācijas tehnoloģija), phospho-mTOR (1:1,000, #2971, šūnu signalizācijas tehnoloģija), kaspāze 3 (1:500, ab4051, Abcam, Kembridža, Apvienotā Karaliste ), šķelta kaspāze-3 (1:1,000, #9661, šūnu signalizācijas tehnoloģija) un -aktīns (1:1,000, sc-130656, Ziemassvētku vecītis Krūzas biotehnoloģija). Bloti tika noteikti, izmantojot ECL Prime Western blot noteikšanas sistēmu (GE Healthcare, UK) saskaņā ar ražotāja norādījumiem. Dati liecināja par relatīvu kvantitatīvu noteikšanu pret -aktīnu, ko izmantoja kā iekšējo kontroli.

6. Statistiskā analīze

Statistiskai analīzei dati starp TS un SW grupām tika salīdzināti, izmantojot Mann-Whitney U testu. Grupas tika salīdzinātas, izmantojot vienvirziena dispersijas analīzi (ANOVA), kam sekoja Tukey tests, lai noteiktu atšķirības. Atšķirības tika uzskatītas par statistiski nozīmīgām pie p < 0,05.="" dati="" ir="" izteikti="" kā="" vidējā="" ±="" standartnovirze="" (sd)="" vai="" vidējā="" ±="" vidējās="" standarta="" kļūda="" (sem).="" statistiskajai="" analīzei="" tika="" izmantots="" graphpad="" prism="" 6="" (graphpad="" software,="" sandjego,="" ca,="">

III Rezultāti

1 Vispārējo parametru izmaiņas sakarā ar atkārtotu pirti

1. tabulā ir apkopoti fizioloģiskie dati, kas iegūti eksperimenta beigu punktā. Tika konstatēts, ka SW grupas ķermeņa svars ir ievērojami lielāks nekā TS grupā (p < 0,05).="" pārtikas="" patēriņš="" un="" krāna="" ūdens="" patēriņš="" visās="" grupās="" bija="" līdzīgs="" (ns).="" 4="" procentu="" saharozi="" saturoša="" ūdens="" uzņemšana="" neietekmēja="" glikozes="" līmeni="" asinīs="" ts="" un="" sw="" grupās="" (ns="" pret="" kontroli).="" šķiet,="" ka="" ts="" un="" sw="" grupu="" urīna="" osmolalitāte="" bija="" zemāka="" nekā="" kontroles="">

1. tabula Fizioloģiskie dati eksperimenta beigās

2. Atkārtotas pirts ietekme uz nieru darbību un cistu palielināšanos 2. tabulā ir apkopoti nieru darbības parametri. Plazmas kreatinīna vai urīnvielas slāpekļa (BUN) līmenis asinīs TS grupā bija nedaudz augstāks nekā kontroles grupā. Turpretim cistu palielināšanās TS grupā bija nedaudz kavēta, salīdzinot ar kontroles grupu. Eksperimenta beigās visās grupās bija līdzīga kanāliņu cistiskā paplašināšanās. Reprezentatīva kanāliņu cistiskā izplešanās ir parādīta 2. att.

2. tabula Nieru darbība eksperimenta beigās.

3. Hsps ekspresija un fosforilēšana nierēs ar atkārtotu pirti

Mēs veicām Hsps Western blot analīzi, lai noteiktu siltuma slodzi uz nierēm (3.A att.). Kā jau iepriekš ziņojām13), TS grupa uzrādīja aptuveni 308-kārtīgu Hsp27 ekspresijas pieaugumu un aptuveni 195-kārtīgu fosforilētā Hsp27 ekspresijas pieaugumu, salīdzinot ar kontroles grupu. Šāds pieaugums netika novērots SW grupā, salīdzinot ar kontroles grupu (3.A, D, E att.). Tomēr Hsp9{{10}} izteiksme TS un SW grupās, salīdzinot ar kontroles grupu, samazinājās attiecīgi par 061- un 051- reizes (att. 3A, C). Fosforilētais Hsp90 bija līdzīgi izteikts visās grupās (3.A, B att.).

4. Šūnu augšanas un ar izmēru saistīto proteīnu ekspresija nierēs

Iepriekš tika ziņots, ka Hsp90, kas ir iesaistīts cistu veidošanā un ADPKD augšanā, tika pārmērīgi ekspresēts cilvēka un peles PKD saistītās nieru cistās8). Pēc tam, kad tika apstiprināta samazināta Hsp90 ekspresija nierēs TS un WS grupās, mēs apstiprinājām šūnu augšanas un ar izmēru saistīto proteīnu ekspresiju16). Pārmērīga PI3K / Akt / mTOR tīkla aktivizēšana ir labi zināms patogēns notikums, kas izraisa hiperproliferāciju. Policistiskās nieru slimības gadījumā mTOR kaskāde veicina cistu augšanu, palielinot nieru kanāliņu epitēlija šūnu proliferāciju, izmēru un metabolismu15), 17). Erk1/2 ekspresija, kas ir iesaistīta cistu epitēlija šūnu proliferācijas signalizācijas ceļā18), tika samazināta TS un SW grupās, salīdzinot ar kontroles grupu (P < 0,05,="" ts="" pret="" kontroli;="" 4.a,="" d="" att.="" ,="" e).="" tomēr="" akt="" un="" mtor="" izteiksmē="" nebija="" izmaiņu="" (4.a,="" b,="" c,="" f,="" g="">

2. att. A: HE iekrāsotas nieres sekcijas reprezentatīvās mikrofotogrāfijas (×2,5). Mēroga josla: 300 μm. B: kanāliņu cistiskās izplešanās kvantitatīvā noteikšana tika novērota visās grupās. Dati tiek parādīti kā vidējais ± SEM. n=3 katrai grupai.

3. att. Hsps ekspresija visā nierē. TS grupas vai SW grupas Hsp90 ekspresija bija ievērojami samazināta salīdzinājumā ar PKD grupu (AC). Hsp27 fosforilāciju pastiprināja atkārtota pirts, bet ne 4 procentu saharozes pievienotā ūdens dzeršana (A, D, E). Dati tiek parādīti kā vidējais ± SEM. n=3 katrai grupai.

5. Pirts vai 4 procentu saharozes ūdens ietekme uz apoptozes ceļu

Kaspāzes tiek izteiktas kā neaktīvi prekursori šūnās, un tās tiek aktivizētas, reaģējot uz dažādiem šūnu nāves stimuliem. Aktivizācija ietver pro-kaspāžu dimerizāciju un bieži vien oligomerizāciju, kam seko šķelšanās mazā apakšvienībā un lielā apakšvienībā19). Aktivētās kaspāzes šķeļ specifiskus mērķa substrātus un izraisa šūnu nāvi. Ir divas metodes kaspāzes aktivācijas noteikšanai, viena ir metode, kurā izmanto antivielu, bet otra ir metode, izmantojot kaspāzes substrātu. Metodē, kurā izmanto antivielu, to var noteikt pēc nesadalītā prekursora un/vai šķeltās kaspāzes daudzuma. Kaspaze3, kas ir viena no efektorkaspāzēm, ir galvenais apoptozes regulators. Aktivētā kaspāze-3 var šķelt vairākus strukturālos un regulējošos proteīnus, kas ir būtiski šūnu izdzīvošanai un uzturēšanai. Lai novērtētu, vai pirts ietekmēja apoptozi, mēs izmērījām pro-kaspāzes3 un šķeltās kaspāzes3 ekspresijas daudzumu ar standarta Western blotēšanu. 5. attēlā redzams, ka TS un SW grupās bija neliels kaspāzes3 aktivitātes pieaugums, salīdzinot ar kontroles grupu.

4. att. Šūnu augšanas un ar izmēru saistīto proteīnu ekspresija visā nierē. TS grupā bija ievērojami samazināta Erk1/2 ekspresija, salīdzinot ar kontroles grupu (A, D, E). Akt un mTOR bija līdzīgas izpausmes visās grupās (AC, F, G). Dati ir parādīti vidēji ± SEM. n=3 katrai grupai. * p <>

IV Diskusija

Šajā pētījumā mēs pētījām atkārtotu pirts iejaukšanās ietekmi PKD peles modelī. Šajā eksperimentā izmantotā siltuma slodze tika balstīta uz temperatūras iestatījumu, kas tika izmantots pirts terapijas pamatpētījumos, kam ir acīmredzama ietekme uz cilvēka sirds un asinsvadu sistēmu20), 21). Indivīdiem bija dažas atšķirības attiecībā uz 24-h pārtikas uzņemšanu vai ūdens uzņemšanu, taču būtiska atšķirība netika novērota. Tomēr ķermeņa masa un svara pieaugums eksperimenta beigās bija ievērojami zemāks TS grupā nekā SW grupā. Turklāt kreatinīna un BUN līmenis TS grupā bija nedaudz augstāks nekā kontroles un SW grupās, lai gan atšķirības nebija nozīmīgas. Sākotnējie eksperimenti apstiprināja, ka peles pēc pirts nepatērē pietiekamu daudzumu krāna ūdens, bet aktīvi patērē 4 procentus saharozes ūdens. Tāpēc mēs nodrošinājām pelēm 4 procentus saharozes ūdens, lai novērstu dehidratāciju no pirts. Tomēr peļu aktivitāte samazinājās uzreiz pēc pirts procedūras, un netika novērota aktīva dzeršanas uzvedība. Tāpēc pirts varēja radīt fizisku pārslodzi, līdz peles bija pilnībā aklimatizējušās pie karstuma. Turklāt pēc pirts viņi ne vienmēr laikus saņēma nepieciešamo šķidruma daudzumu, un īslaicīga dehidratācija pēc pirts var izraisīt nieru darbības traucējumus.

5. att. Prokaspāzes -3/šķeltās kaspāzes-3 ekspresija visā nierē. Pro-kaspāzes3, kas ir neaktīvi prekursori, un šķeltās kaspāzes3, kas ir aktivizācijas indekss, ekspresijas līmenis tika noteikts ar Western blot metodi (A). Prokaspāzes -3 ekspresijai TS grupā bija tendence samazināties, salīdzinot ar kontroles grupu (p=0.01, B). Tomēr visās grupās netika novērotas atšķirības kaspāzes -3 (C, D) aktivitātē. Dati ir parādīti vidēji ± SEM. n=3 katrai grupai.

Ir labi zināms, ka cistiskās nierēs tiek mainīti daudzi signālu pārraides un transkripcijas faktoru ceļi, salīdzinot ar normālām nierēm. Hsp90, kas ir galvenais karstuma šoka proteīns un ir daudz šūnās, ir ļoti izteikts ADPKD šūnās; cistu augšana tiek samazināta, samazinot Hsp90 darbību ar Hsp90 inhibitoru STA-2842 8). Attiecībā uz termisko terapiju (WAON terapiju) un Hsp90 ekspresiju ir apstiprināts, ka Hsp90 tiek regulēts, aktivizējot Akt / eNOS / NO ceļu22. Tomēr, kā parādīts 3. C attēlā, TS un SW grupām bija ievērojami samazināta Hsp90 ekspresija, salīdzinot ar kontroles grupu, un Erk ekspresija, kas saistīta ar cistu veidošanos un proliferāciju, arī tika samazināta23).

Vasopresīns ir galvenais faktors, kas ietekmē cistu augšanu ADPKD24). Ārpusšūnu šķidruma hipertoniskums, ko izraisa viegla dehidratācija, izraisa vazopresīna sekrēcijas palielināšanos25), 26). Lai gan palielināta ūdens patēriņa ietekme uz ADPKD progresēšanu līdz šim nav noskaidrota, ir sagaidāms, ka ilgstoša hidratācija, palielinot ūdens uzņemšanu, dos labumu dažiem pacientiem ar PKD, ierobežojot vazopresīna kaitīgo ietekmi uz nieru cistu augšanu27). Tomēr līdz šim nav ziņu par saharozes ūdens uzņemšanas ietekmi uz ADPKD, lai gan ir pierādīts, ka fruktozes (no 10% fruktozes ūdens) un vazopresīna šķērsruna pastiprina dehidratācijas izraisītu nefropātiju28). Pastāv maza varbūtība, ka 4 procentu saharozes ūdens slodze pastiprina nieru bojājumus, spriežot pēc svara pieauguma ātruma un zema glikozes līmeņa asinīs SW grupā, kas parādīta 1. tabulā. Turklāt, kā parādīts 1. attēlā, 4 procenti saharozes ūdens uzņemšana bija ievērojami augstāka nekā krāna ūdens, un urīna osmolalitāte bija zema gan TS, gan SW grupās, kas liecina, ka augsts ūdens patēriņš ir efektīvs pasākums. 4% saharozes ūdens uzņemšana pēc pirts nebija faktors, kas pasliktināja nieru darbību, un aktīva ūdens uzņemšana var veicināt Hsp90 ekspresijas samazināšanos. Pēc 4-nedēļas pirts iejaukšanās netika novērotas būtiskas cistu augšanas izmaiņas, taču ilgāka laika iejaukšanās var uzrādīt acīmredzamāku ietekmi.

Hsp27 ekspresija SW grupā bija līdzīga kā kontroles grupā, bet palielinājās TS grupā. Galvenā Hsp27 funkcija ir apoptozes novēršana29). Mēs arī ziņojām, ka šī Hsp27 darbība ir viens no mehānismiem, kas ir pamatā atkārtotas vieglas sistēmiskas termiskās stimulācijas renoprotektīvajai iedarbībai uz hroniskas nieru slimības modeļa peli13). Tiek uzskatīts, ka patoloģiska apoptoze, kas novērota cistu izklātajās epitēlija šūnās un noncistiskās kanāliņu epitēlija šūnās, kā arī šūnās glomerulos, veicina cistu paplašināšanos cilvēka PKD29)-31). ADPKD apoptozei neapšaubāmi ir liela nozīme slimības attīstībā, taču apoptoze nav vienīgais cistoģenēzes virzītājspēks. Tiek uzskatīts, ka slimību nosaka sinerģiska šūnu nāves, kompensējošās šūnu proliferācijas un traucētās autofagijas darbība32), 33). Pēdējos gados Yanda et al.34) ir parādījuši, ka iepriekš aprakstītajam Hsp27 ir anti-apoptotiska loma un tas ir iesaistīts cistu augšanā ADPKD. Siltuma izraisīts Hsp27 var nebūt iesaistīts nieru aizsardzībā ADPKD gadījumā.

Šī pētījuma ierobežojums ir tāds, ka ADPKD peles modeļa augsto izmaksu dēļ nevarēja iegūt pietiekamu izlases lielumu, un līdz ar to nevarēja iegūt skaidru testa rezultātu. Tomēr mūsu atklājumi liecina par nieru bojājumu iespējamību pat ar īslaicīgu pirts iejaukšanos šajā pētījumā. Šo rezultātu reproducējamība cilvēkiem ir ierobežota, jo šie dati tika iegūti no PKD modeļa pelēm. Tomēr, lai novērstu nieru bojājumus no pirts, ūdens dzeršana uzreiz pēc pirts tiek uzskatīta par noderīgu pat klīniskās situācijās.

6. attēlā parādīti pētījuma rezultāti. ADPKD gadījumā MEK/ERK ceļa aktivitāte (6. att., cietās līnijas: aktīvie ceļi), ko izraisīja intracelulārā Ca2 plus koncentrācija, bija zemāka (6. att., punktētas līnijas: samazināti ceļi) salīdzinājumā ar PKD gēnu mutācijām, un kā sekas cAMP caur vazopresīna receptoru 2, šie divi šūnu proliferācijas ceļi pa B-Raf/MEK/ERK ceļu (6. att., nepārtrauktas līnijas: aktīvie ceļi) ir saistīti35). Mutācijas PKD gēnos (PKD1 un PKD2) izjauc intracelulāro Ca2 plus regulēšanu. Epitēlija šūnām, kas izolētas no cilvēka ADPKD nieru cistām, ir zemāks intracelulārā Ca2 plus līmenis nekā šūnām normālos nieru audos. Intracelulārā Ca2 plus homeostāzes un Ca2 plus signālu pārtraukšana samazina Akt un aktivizē MEK / ERK ceļa ceļu36). Arginīna vazopresīns aktivizē vazopresīna V2 receptorus un palielina cAMP sintēzi37). PKD šūnās cAMP aktivizē B-Raf/MEK/ERK ceļu un ietekmē cistu augšanu38), 39).

6. att. shematisks attēlojums pirts un/vai dzeramā ūdens ietekmei uz cistu augšanu vai apoptozi. Ir zināms, ka ADPKD gadījumā šūnu proliferācijas ceļi ietver MEK/ERK ceļu (stingras līnijas: aktīvi ceļi) ar samazinātu intracelulāro Ca2 plus koncentrāciju (punktētas līnijas: samazināti ceļi) PKD gēnu un B-Raf/MEK mutāciju dēļ. / ERK ceļš kā cAMP ietekme caur vazopresīna receptoru 2 (nepārtrauktas līnijas: aktīvie ceļi)35). Ar TS grupas siltuma slodzes intervālu (ar 2 līdz 3 dienu starpību) un SW grupas lielo ūdens uzņemšanu (4 procentu saharozes ūdens dzeršanas biežums un ilgums ir tāds pats kā TS grupā) šajā eksperimentā nepietika. ietekmēt PKD šūnu signālu pārraidi.

Šajā eksperimentā TS grupas siltuma slodzes intervāls tika iestatīts uz 2 līdz 3 dienām, un liela ūdens daudzuma uzņemšana SW grupai tika veikta tādā pašā frekvencē un laikā kā TS grupai. Iepriekšējais pētījums norādīja, ka viena pietiekama siltuma slodze palielināja Hsp ekspresiju nieru audos; tomēr no 8 h līdz 24 h tas sasniedza maksimumu un atgriezās sākotnējā līmenī 72 h40). Liels ūdens uzņemšanas daudzums samazina V2 receptoru ekspresiju PKD nieru audos un kavē B-Raf / MEK / ERK ceļu27). Siltuma un ūdens iekraušanas protokoli šajā eksperimentā nebija pietiekami, lai iegūtu skaidru ADPKD efektu.

V Secinājums

Šo eksperimentu rezultāti liecina, ka pirts radītā karstuma slodze uz ķermeni rada īslaicīgas dehidratācijas un ar to saistītu nieru disfunkcijas risku un var stimulēt cistu veidošanos un proliferāciju, palielinot Hsp27 ekspresiju. Savukārt, ja uzreiz pēc pirts tiek uzņemts atbilstošs ūdens daudzums, var novērst dehidratāciju un nomākt cistu augšanu. Pamatojoties uz šī pētījuma rezultātiem, šādi trīs faktori tiek uzskatīti par svarīgiem attiecībā uz pirti ADPKD gadījumā. 1. Regulāri jāpārbauda ēdiena uzņemšanas un svara svārstības. 2. Ķermeņa pamata temperatūras paaugstināšanās un paaugstinātās ķermeņa temperatūras saglabāšanas laikam jābūt tādam, lai siltuma slodze nebūtu pietiekami liela, lai izsmeltu fizisko spēku. 3. Tūlīt pēc pirts ir jāizdzer atbilstošs ūdens daudzums. Veicot šos pasākumus, ir sagaidāms, ka saunas terapija var palīdzēt apturēt ADPKD progresēšanu un mazināt nieru darbības samazināšanos siltuma slodzes dēļ.

Atzinība

Šo darbu daļēji atbalstīja Japānas Izglītības, kultūras, sporta, zinātnes un tehnoloģiju ministrijas pētniecības dotācijas (18K10699)

Interešu konflikts

Autori nedeklarē nekādus interešu konfliktus, finansiālus vai citus.

Atsauces

1) Higashihara E, Nutahara K, Kojima M et al: diagnosticētas autosomāli dominējošas policistiskas nieru slimības izplatība un nieru prognoze Japānā. Nefrons 1998; 80: 421-427.

2) Chebib FT, Torres VE: Autosomāli dominējoša policistiska nieru slimība: 2016. gada pamatizglītības programma. Am J Kidney Dis 2016; 67: 792-810.

3) Blēra HA: Tolvaptāns: pārskats par autosomāli dominējošo policistisko nieru slimību. Narkotikas 2019; 79: 303-313.

4) Kamioka H, ​​Nobuoka S, Iiyama J: Pārskats par sistemātiskiem pārskatiem ar metaanalīzi, pamatojoties uz randomizētiem kontrolētiem balneoterapijas un spa terapijas pētījumiem no 2000. līdz 2019. gadam. Int J Gen Med 2020; 13: 429-442.

5) Sreedharan R, Van Kāpēc SK: karstuma šoka proteīni nierēs. Pediatr Nephrol 2016; 31: 1561-1570.

6) Chebotareva N, Bobkova I, Shilov E: Karstuma šoka proteīni un nieru slimība: HSP terapijas perspektīvas. Šūnu stresa pavadoņi 2017; 22: 319-343.

7) Samali A, Cotter TG: karstuma šoka proteīni palielina izturību pret apoptozi. Exp Cell Res 1996; 223: 163-170.

8) Seeger-Nukpezah T, Proia DA, Egleston BL u.c.: HSP90 šaperona inhibēšana palēnina cistu augšanu autosomāli dominējošās policistiskās nieru slimības peles modelī. Proc Natl Acad Sci USA 2013; 110: 12786-12791.

9）Smithline ZB, Nikonova AS, Hensley HH u.c.: karstuma šoka proteīna 90 (HSP90) inhibēšana ierobežo aknu cistu veidošanos, ko izraisa nosacīta Pkd1 dzēšana pelēm. PLoS One 2014; 9: e114403.

10) Takahashi H, Calvet JP, Dittemore-Hoover D u.c.: iedzimts lēni progresējošas policistiskās nieru slimības modelis pelei. J Am Soc Nephrol 1991; 1: 980-989.

11) Nagao S, Kurita M, Yoshihara D, Yamaguchi T: Dzīvnieku modeļi cilvēka policistiskai nieru slimībai. Exp Anim 2012; 61: 477-488.

12) Wataru K, Iwashita Y, Nakamura T, Iiyama J: termiskās stimulācijas ietekme pret išēmijas-reperfūzijas traumu modeļu pelēm. Japānas elektrofizisko aģentu žurnāls 2018; 25: 34-41.

13) Iwashita Y, Kuwabara T, Hayata M, et al: Viegla sistēmiskā termiskā terapija uzlabo nieru disfunkciju hroniskas nieru slimības grauzēju modelī. Am J Physiol Renal Physiol 2016; 310: F1206-1215.

14) Laukkanens T, Khan H, Zaccardi F, Laukkanen JA: Asociācija starp pirts peldēm un letāliem kardiovaskulāriem un visu iemeslu nāves gadījumiem. JAMA Intern Med 2015; 175: 542-548.

15）Holditch SJ, Brown CN, Atwood DJ et al: Sirolima un mTOR kināzes inhibitora pētījums autosomāli dominējošās policistiskās nieru slimības hipomorfā Pkd1 peles modelī. Am J Physiol Renal Physiol 2019; 317: F187-f196.

16) Distefano G, Boca M, Rowe I u.c.: Policistīns-1 regulē ārpusšūnu signālu regulētu kināzes atkarīgo tuberīna fosforilāciju, lai kontrolētu šūnu izmēru, izmantojot mTOR un tā pakārtotos efektorus S6K un 4EBP1. Mol Cell Biol 2009; 29: 2359-2371.

17) Margaria JP, Campa CC, De Santis MC u.c.: PI3K/Akt/mTOR ceļš policistisku nieru slimībā: sarežģīta mijiedarbība ar policistīniem un primāro ciliju Šūnu signāls 2020; 66: 109468.

18) Yamaguchi T, Reif GA, Calvet JP, Wallace DP: Sorafenibs inhibē no cAMP atkarīgo ERK aktivāciju, šūnu proliferāciju un cilvēka ADPKD cistu epitēlija šūnu cistu augšanu in vitro. Am J Physiol Renal Physiol 2010; 299: F944-951.

19) Shi Y: Kaspāzes aktivizēšana: atkārtota inducētā tuvuma modeļa apskate. Šūna 2004; 117: 855-858.

20) Tei C, Horikiri Y, Park JC et al: Akūts hemodinamikas uzlabojums ar termisku vazodilatāciju sastrēguma sirds mazspējas gadījumā. Tirāža 1995; 91: 2582-2590.

21) Ikeda Y, Biro S, Kamogawa Y u.c.: Atkārtota termiskā terapija paaugstina arteriālās endotēlija slāpekļa oksīda sintāzes ekspresiju Sīrijas zeltainajos kāmjos. Jpn Circ J 2001; 65: 434-438.

22) Miyauchi T, Miyata M, Ikeda Y et al: Waon terapija pārregulē Hsp90 un izraisa angioģenēzi caur Akt-endotēlija slāpekļa oksīda sintāzes ceļu peles pakaļējo ekstremitāšu išēmijā. Circ J 2012; 76: 1712-1721.

23) Dou F, Yuan LD, Zhu JJ: karstuma šoka proteīns 90 netieši regulē ERK aktivitāti, ietekmējot Raf olbaltumvielu metabolismu. Acta Biochim Biophys Sin (Šanhaja) 2005. gads; 37: 501-505.

24) Wang X, Wu Y, Ward CJ et al: Vasopresīns tieši regulē cistu augšanu policistisko nieru slimību gadījumā. J Am Soc Nephrol 2008; 19: 102-108.

25) Bouby N, Fernandes S: viegla dehidratācija, vazopresīns un nieres: pētījumi ar dzīvniekiem un cilvēkiem. Eur J Clin Nutr 2003; 57 (pielikums) 2: S39-46.

26）Montain SJ, Laird JE, Latzka WA, Sawka MN: Aldosterona un vazopresīna reakcijas karstumā: hidratācijas līmenis un vingrinājumu intensitātes ietekme. Med Sci Sports Exerc 1997; 29: 661-668.

27) Nagao S, Nishii K, Katsuyama M, et al: palielināts ūdens patēriņš samazina policistiskās nieru slimības progresēšanu PCK žurkām. J Am Soc Nephrol 2006; 17: 2220-2227.

28) García-Arroyo FE, Tapia E, Blas-Marron MG u.c.: Vazopresīns mediē nieru bojājumus, ko izraisa ierobežota fruktozes rehidratācija atkārtoti dehidrētām žurkām. Int J Biol Sci 2017; 13: 961-975.

29) Wang X, Chen M, Zhou J, Zhang X: HSP27, 70 un 90, anti-apoptotiski proteīni klīniskajā vēža terapijā (pārskats). Int J Oncol 2014; 45: 18-30.

30) Woo D: Apoptoze un nieru audu zudums policistisku nieru slimību gadījumā. N Engl J Med 1995; 333: 18-25.

31）Goilavs B: Apoptoze policistisku nieru slimībā. Biochim Biophys Acta 2011; 1812: 1272-1280.

32) Peintner L, Borner C: Apoptozes loma autosomāli dominējošās policistiskās nieru slimības (ADPKD) attīstībā. Cell Tissue Res 2017; 369: 27-39.

33) Nowak KL, Edelstein CL: Apoptoze un autofagija policistisko nieru slimībā (PKD). Šūnu signāls 2020; 68: 109518.

34) Yanda MK, Liu Q, Cebotaru L: potenciāla stratēģija cistu samazināšanai autosomāli dominējošās policistiskās nieru slimībās ar CFTR korektoru. J Biol Chem 2018; 293: 11513-11526.

35) Mohieldin AM, Upadhyay VS, Ong ACM, Nauli S: Autosomāli dominējoša policistiska nieru slimība: patofizioloģija un ārstēšana, Marciano P, Lanza DM (eds), Nova Science Publishers, Inc., 2013; lpp. 1-32.

36) Yamaguchi T, Hempson SJ, Reif GA et al: kalcijs atjauno normālu proliferācijas fenotipu cilvēka policistiskās nieru slimības epitēlija šūnās. J Am Soc Nephrol 2006; 17: 178-187.

37) Inoue T, Noguchi H, Tomita K: Vasopresīna un priekškambaru natriurētiskā peptīda fizioloģiskā ietekme savākšanas kanālā. Cardiovasc Res 2001; 51: 470-480.

38) Yamaguchi T, Wallace DP, Magenheimer BS, et al: kalcija ierobežojums ļauj cAMP aktivizēt B-Raf/ERK ceļu, pārslēdzot šūnas uz cAMP atkarīgu augšanas stimulētu fenotipu. J Biol Chem 2004; 279: 40419-40430.

39) Calvet JP: MEK inhibīcija sola policistisku nieru slimību. J Am Soc Nephrol 2006; 17: 1498- 1500.

40) Redaelli CA, Wagner M, Kulli C u.c.: Hipertermijas izraisīta HSP ekspresija korelē ar uzlabotu žurku nieru izotransplantāta dzīvotspēju un izdzīvošanu nierēs, kas iegūtas no donoriem, kas neveic sirdsdarbību. Transpl Int 2001; 14: 351-360.