Blár af völdum vöðvakvilla stofnfrumna sem eru unnin úr utanfrumu bætir nýrnafrósu eftir blóðþurrð-endurflæðisskaða með því að endurheimta CPT1A miðlaða fitusýruoxun

Ágrip

1. Bakgrunnur

Fibrosis í nýrum er algengt meinafræðilegt ferli langvinnra nýrnasjúkdóma sem orsakast af mörgum þáttum. Blóðeitrandi formeðferð á mesenchymal stofnfrumum getur aukið virkni seytlaðra utanfrumublaðra (MSC-EVs) við ýmsum sjúkdómum, en ekki er ljóst hvort þær geti betur bætt nýrnatrefjun. Nýjustu rannsóknir sýndu að endurheimt fitusýruoxunar (FAO) getur dregið úr bandvefsmyndun í nýrum. Í þessari rannsókn var stefnt að því að kanna hvort súrefnisskortur formeðferð með MSC utanfrumublöðrum (Hypo-EVs) geti bætt FAO til að endurheimta bandvefsmyndun í nýrum og rannsaka undirliggjandi verkun.

2. Aðferðir

Hypo-EVs voru einangruð úr súrefnisskorti-formeðhöndluðu MSC (hP-MSC) úr fylgju úr mönnum og Norm-EVs voru einangruð úr hP-MSC ræktuðum við eðlilegar aðstæður. Við notuðum blóðþurrð-endurflæði (I/R)-framkallaða nýrnatrefjunarlíkan in vivo. Mýsnar voru sprautaðar með PBS, Hypo-EVs eða Norm-EVs strax eftir aðgerðina og dag 1 eftir aðgerð. Nýrnastarfsemi, meinafræði nýrna og bandvefsmyndun í nýrum voru metin til að meta nýrnaskaða. Fyrir vélræna könnun fundust fitusýruoxun (FAO), formfræðilegar breytingar á hvatberum, ATP framleiðslu og massaprótein í hvatberum in vivo. Hvatberahimnugeta og framleiðsla hvarfefna súrefnistegunda (ROS) voru rannsökuð in vitro.

3. Úrslit

Við komumst að því að Hypo-EVs veita betri meðferðaráhrif á endurheimt nýrnaskemmda, endurheimt nýrnastarfsemi og minnkun á bandvefsmyndun í nýrum. Á sama tíma jók Hypo-EVs hvatbera FAO í nýrum með því að endurheimta tjáningu FAO lykilhraðatakmarkandi ensíms karnitínpalmitóýltransferasa 1A (CPT1A). Á vélrænan hátt skýrir endurbætur á hvatberajafnvægi, sem einkennist af lagfærðri uppbyggingu hvatbera, endurheimt massa hvatbera og ATP framleiðslu, hömlun á oxunarálagi og aukinni hvatberahimnugetu, að hluta til áhrif Hypo-EVs á að bæta FAO hvatbera og draga þannig úr I/ R skemmdir.

4. Niðurstöður

Hypo-EVs bæla bandvefsmyndun í nýrum með því að endurheimta CPT1A-miðlaða hvatbera FAO, sem hægt er að ná fram með því að stjórna hvatbera homeostasis. Niðurstöður okkar veita frekari stuðning við þróun frumulausrar meðferðar við bandvefsmyndun í nýrum.

5. Leitarorð

Mesenchymal stofnfrumur, súrefnisskortur, utanfrumublöðrur, hvatberar, fitusýruoxun, nýrnatrefjun.

Smelltu hér til að kaupa Cistanche viðbótina

Kynning

Langvinn nýrnasjúkdómur (CKD) er alvarlegur sjúkdómur sem ógnar heilsu manna og er einnig mikilvægt alþjóðlegt málefni almennings. Alheimstíðni, algengi og dauðsföll langvinnrar nýrnasjúkdóms eru umtalsverð og fer vaxandi og algengi er um það bil 10 prósent meðal fullorðinna um allan heim [1, 2]. Nýrnablóðþurrð-endurflæði (I/R) skaði tengist bandvefsmyndun í nýrum og versnandi nýrnasjúkdómi [3, 4]. Bandvefsbólga í nýrum er talið algengt meinafræðilegt ferli sem leiðir til nýrnasjúkdóms og nýrnasjúkdóms á lokastigi. Hins vegar eru engar árangursríkar meðferðir til sem koma í veg fyrir eða snúa við bandvefsmyndun með góðum árangri [5].

Greint hefur verið frá mesenchymal stofnfrumu-afleiddum utanfrumublöðrum (MSC-EVs) gegna endurnýjunar- og trefjalyfjahlutverki í nokkrum forklínískum líkönum af langvinnri lungnaskemmdum [6-9]. Hins vegar er lág afrakstur MSC-EVs takmarkandi þáttur fyrir stórfellda framleiðslu á frumulausum meðferðum [10]. Formeðferð fyrir súrefnisskorti örvar paracrine virkni MSCs og eykur virkni og framleiðslu rafbíla og er talin verkfræðileg nálgun til að bæta meðferðarmöguleika rafbíla [11, 12]. Nýleg rannsókn gaf til kynna að súrefnisskortur-forskilyrði MSCs eru mikilvægari en ómeðhöndlaðir MSCs til að koma í veg fyrir bandvefsmyndun í nýrum og bólgu [13]. Hins vegar hefur ekki enn verið sýnt fram á hlutverk súrefnisskorts-forskilyrða MSC-afleiddra EVs í bandvefsmyndun í nýrum.

Meinafræðilegur gangur bandvefs í nýrum hefur verið skoðaður í mörgum nýlegum rannsóknum [14-16], sérstaklega á sviði efnaskiptastjórnunar [17]. Það er vel þekkt að proximal tubular cells (PTCs) eru orkuþörfustu frumurnar í nýrum og gegna aðalhlutverki í framgangi tubulointerstitial fibrosis [18, 19]. Fitusýruoxun (FAO) er aðalorkugjafi PTC [19, 20]. Niðurstöður rannsókna á erfðamengi umrita sýndu að tjáning á FAO-tengdum lykilefnaskiptaensímum og umritunarstýringum minnkaði verulega í mönnum og músum með tubulointerstitial fibrosis [20]. Að auki getur endurheimt fitusýruefnabrota verndað mýs gegn millivefsfíbrosis [17, 20]. Nýleg rannsókn staðfesti að oftjáning á lykilhraðatakmarkandi ensíminu carnitine palmitoyl-transferasa 1A (CPT1A) getur aukið FAO í nýrnapípluþekjufrumum, dregið úr tjáningu bólgumiðla og leitt til marktækrar léttingar á bandvefsmyndun í þremur tilraunalíkönum [21 ]. Þess vegna geta FAO-miðaðar meðferðir verið hugsanlega áhrifarík meðferðaraðferð til að draga úr bandvefsmyndun.

Hvatberar gegna ómissandi hlutverki við að stjórna FAO. Fyrri rannsókn gaf til kynna að astragalósíð IV getur aukið FAO með því að stjórna hvatberavirkni við öldrun [22]. Eyðing hvatberajafnvægis gegnir mikilvægu hlutverki í snemma áverka nýrnasjúkdóms, óeðlilegri viðgerð eftir meiðsli og meingerð langvinnrar nýrnasjúkdóms [23, 24]. Við lífeðlisfræðilegar og meinafræðilegar aðstæður samræmast ýmsir aðferðir til að viðhalda jafnvægi í hvatbera, þar á meðal andoxunarvörn, viðgerð á DNA hvatbera, samruna og sundrun hvatbera, sjálfsáhrif hvatbera og lífmyndun hvatbera [25]. Nokkrar rannsóknir hafa sýnt að MSC-EVs geta dregið úr hvatberaskemmdum með því að koma á stöðugleika í hvatbera DNA [26], hindra sundrun hvatbera og örva andoxunarvörn hvatbera og framleiðslu adenósín þrífosfats (ATP) í bráðum nýrnaskaða (AKI) líkönum [27, 28] . Fyrri rannsóknir bentu til þess að Hypo-EVs meðferð hefði betri áhrif á að stuðla að æðamyndun, fjölgun og fólksflutningum og hamla bólgu og frumudauða en Norm-EVs meðferð [29-31]. Engu að síður hafa vísindamenn ekki ákveðið hvort meðferðarárangur Hypo-EVs í bandvefssjúkdómi sé háður jafnvægi í hvatbera.

Markmið þessarar rannsóknar voru (1) að kanna hvort súrefnissýkingarformeðferð á utanfrumublöðrum (Hypo-EVs) af völdum MSC hefur betri bandvefsvörn; (2) að ákvarða hvort Hypo-EVs draga úr blóðþurrð endurflæði völdum bandvefsmyndun með því að efla CPT1A miðlað FAO; (3) til að kanna hvort verndandi áhrif Hypo-EVs á FAO tengist stjórnun á jafnvægi hvatbera.

Cistanche duft

Aðferðir

1. Frumuræktun og súrefnisskortur

MSC (hP-MSC) úr fylgju úr mönnum var útvegað af Institute of Foundation, Chinese Academy of Medical Sciences og ræktað í Dulbecco's Modified Eagle's Medium/Nutrient Mixture F-12 (DMEM/F12, Gibco) miðli með 10 prósentum nautgripasermi (FBS, Corning) bætt við 100 U/mL penicillin-streptomycin (Gibco) og haldið við 37 gráður í rakaðri 5 prósent CO2 andrúmslofti. Eftir að hP-MSC náði 60 prósent –70 prósent samruna, var ræktunarmiðlinum skipt út fyrir exósóm-þurrt FBS (SBI, 50A-1) og ræktað við 37 gráður, 5 prósent CO2, 21 prósent O2 eða við 1 prósent O2, 94 prósent N2 og 5 prósent CO2 í 48 klst. Miðlinum var síðan safnað fyrir EVs einangrun og EVs safnað frá súrefnisskorti formeðferð MSC (1 prósent O2) voru kallaðir Hypo-EVs, og venjulegur MSC (21 prósent O2) var kallaður Norm-EVs. Aðeins hP-MSC úr göngum 6-10 var notað til frekari tilrauna.

2. Frumuræktun og meðferð

Mannleg nýrnapípulaga þekjufrumur (HK-2, ATCC, USA) voru ræktaðar í DMEM/F12 með 10 prósent FBS og bætt við 100 U/mL penicillín-streptomycin. Frumunum var haldið við 37 gráður í rakaðri andrúmslofti sem innihélt 5 prósent CO2. Við notuðum tvær aðferðir til að líkja eftir langvinnri lungnabólgu in vitro. Frum súrefnisskortur/endursúrefnismyndun (H/R) líkanið var gert eins og áður hefur verið greint frá [32]. Í stuttu máli voru HK-2 frumur útsettar fyrir súrefnisskorti (37 gráður, 1 prósent O2, 94 prósent N2 og 5 prósent CO2) í 12 klukkustundir í glúkósa og sermifríum miðli til að valda súrefnisskaða. Í kjölfarið var efnið skipt út og frumurnar voru settar í eðlilegt ástand (21 prósent O2) til endursúrefnis í 24 klst. Samanburðarhópurinn var ræktaður við eðlilegt ástand (21 prósent O2) samkvæmt tilraunahönnuninni. Önnur aðferð var að rækta HK-2 frumur með umbreytandi vaxtarþætti beta-1 (TGF- 1) í lokastyrk 10 ng/ml í 48 klst. eins og áður hefur verið greint frá [13]. Meðan á endursýringu stóð eða TGF- 1- örvaður tíma var Norm-EVs eða Hypo-EVs (100 ug/mL af næringarefni) bætt við frumurnar.

3. Einangrun og auðkenning MSC-EVs

MSC-afleidd EVs voru einangruð með því að nota mismunandi útskilvinduaðferð. Í stuttu máli var ræktunarmiðillinn skilinn í skilvindu við 4 gráður sem hér segir: 500×g í 10 mínútur, við 2,000×g í 20 mínútur og 10,000×g í 30 mín. Miðillinn var síaður í gegnum 0.22-μm síu fyrir útskilvindu við 100,000×g í 2 klst. Að lokum voru EV kögglar endurleyst í PBS og örskilvindu í 2 klst til viðbótar til að farga mengandi próteinum og síðan voru hreinsuðu EVs safnað í PBS og geymd við -80 gráður til frekari notkunar. Próteinstyrkur Norm-EVs og Hypo-EVs var skoðaður með því að nota bicinchoninic acid próteinpróf (BCA, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA). Dæmigert kúlulaga tvílaga himnuuppbygging rafbílanna kom fram með því að nota rafeindasmásjá (TEM). Western blotting var notað til að kanna gæði rafbílanna og stærðardreifing rafbílanna var skoðuð með kraftmikilli ljósdreifingu (DLS).

Cistanche tubulosa

4. Dýratilraunir

Karlkyns C57BL/6 SPF mýs (7–9 vikna gamlar) voru útvegaðar af Sibeifu Experimental Animal Science and Technology (Beijing, Kína) og fengu aðlögunarfóðrun í 4 daga í dýramiðstöðinni á kínverska PLA General Hospital fyrir tilraunina. Músunum var skipt af handahófi í fjóra hópa: samanburðarhópa, fosfat-bufferað saltvatn (PBS), Norm-EVs og Hypo-EVs hópa. Mýs úr PBS, Norm-EVs og Hypo-EVs hópum voru undirgefin nýrnablóðþurrð-endurflæði eins og áður hefur verið lýst [33, 34]. Í stuttu máli voru mýs svæfðar með pentobarbital (50 mg/kg) með inndælingu í kviðarhol. Bakhárið fyrir ofan músanýrið var hreinsað og síðan voru tvíhliða nýrnasálæðar afhjúpaðar. Til að framkalla nýrnablóðþurrð var vinstri nýrnaslagæð klemmd með áfallalausri æðaklemma í 30 mínútur og hægra nýra var fjarlægt samtímis. Síðan var endurflæði hafin með því að losa klemmuna. Fylgst var með nýrunum í 5 mínútur til að tryggja endurflæði eftir að klemman var fjarlægð. Aðgerðarborðinu og stofuhita var haldið við 37 gráður meðan á aðgerð stóð. Í meðferðarlíkönum voru 100 ug af Norm-EVs eða Hypo-EVs í 0,15 ml af PBS leysi gefið með inndælingu í rófuæð strax eftir aðgerðina og dag (D) 1 eftir aðgerð í Norm-EVs og Hypo-EVs hópnum, í sömu röð. Sama magn af PBS var gefið með inndælingu í rósblæð í PBS hópnum. Mýsnar voru drepnar við D 2, D 7 og D 14 eftir aðgerð (mynd 1a).

5. MSC-EVs innbyrðis

Til að sannreyna hvort rafbílar gætu verið innbyrðis af slösuðum nýrum. Dil (Yeasen) flúrljómandi litun var gerð til að merkja EVs. Norm-EVs eða Hypo-EVs (200 ug) sem voru leyst upp í 100 μL af PBS voru ræktuð með 4 μM af Dil við 37 gráður í 1 klst. Óbundnu litarefnin voru síðan fjarlægð með exosome snúningssúlu (Invitrogen). Di/Norm-EVs og Dil/Hypo-EVs voru stöðvuð í PBS til síðari notkunar. Dil/Norm-EVs eða Dil/HypoEVs (100 ug) var sprautað í bláæð í blóðþurrð-endurflæðisskaða (I/R) músum í gegnum halaæð strax eftir aðgerð og á D 1 eftir aðgerð eins og nefnt er hér að ofan. Á dögum 1, 3, 5 og 7 voru mýsnar teknar af strax með því að nota Living Image Software 4.4 (PerkinElmer). Þar að auki var nýrun safnað og fylgst með á sjónmyndakerfi á D 7. Öll merki um lífljómun (BLI) voru mæld með meðalgeislun frá áhugasvæðum (ROIs).

6. Sendingar rafeindasmásjá (TEM)

Alls var 1 mm3 af nýrnavef festur í 2,5 prósent glútaraldehýði (pH 7,4) við 4 gráður í 24 klst. Síðan var vefurinn festur með 1 prósent osmíumsýru í 2-3 klst, þurrkaður með asetoni og etanóli og settur inn í epoxýplastefni. Eftir það var ultramicrotome notað til að útbúa ofurþunna hluta með þykkt 60 nm, sem síðan voru litaðir með 3 prósent úranýl asetati og blýsítrati. Að lokum var fylgst með kaflanum undir TEM (Japan).

7. Greining á nýrnastarfsemi

Blóðsýni var safnað úr halaæð á D 3 og magn þvagefnis köfnunarefnis í blóði (BUN) í músunum var prófað með því að nota viðeigandi sett (Bioassay).

8. Mat á vefjameinafræði um nýru

Nýrnavefir voru festir í 10 prósent formalíni í 48 klst., felldir inn í paraffín, sneiddir í 3 μm þykkt, litaðir með Masson litunarhvarfefnum með stöðluðu samskiptareglum og skoðaðir með smásjá (Olympus, Tókýó, Japan). Hlutfall kollagenútfellingarsvæðis var reiknað út með ImageJ hugbúnaði. Það voru að minnsta kosti 10 tilviljunarkenndar reiti sem ekki skarast á hvert dýr til að skora.

9. Ónæmisvefjafræði

Parafín-innfelldu nýrnahlutarnir voru formeðhöndlaðir með því að nota hitamiðlaða mótefnavaka með natríumsítratbuffi (pH 6, epitope endurheimt lausn 1) í 20 mínútur, fylgt eftir með ræktun með aðal mótefnum yfir nótt við 4 gráður. Hlutarnir voru síðan ræktaðir með líftínýleruðu aukamótefni og 3,3'-díamínóbensídín (DAB) var notað sem litningur. Hlutarnir voru síðan mótlitaðir með hematoxýlíni og skoðaðir með ljóssmásjá. Aðal mótefnin sem notuð voru voru sem hér segir: CPT1A (ab128568, Abcam) og Vimentin (ab92547, Abcam).

10. Ónæmisflúrljómun

Frumur eða vefur var gegndræpi með 0.2 prósent Triton X-100 í 5 mínútur, stíflað með sauðfjársermi í 30 mínútur og ræktað með -sléttvöðvaaktíni (-SMA, 1:200, 55135, Proteintech) eða kollagen I (1:100, ab270993, Abcam) mótefni í 16–18 klst við 4 gráður, fylgt eftir með ræktun með Cy3-tengdu aukamótefni (rautt) við stofuhita í 1 klst. Kjarnar voru mótlitaðir með DAPI. Flúrljómandi litun á vefjahlutunum var mynduð með confocal flúrljómunarsmásjá.

11. Western blotting greining

Nýrun, frumurnar eða EVs kögglar voru greind í RadioImmune Precipitation Assay (RIPA) lýsisbuffi sem innihélt fenýlmetýlsúlfónýlflúoríð (PMSF), og sviflausnin sem fékkst eftir skilvindu var mæld með BCA próteingreiningarsetti (Thermo Fisher Scientific). Próteinsýni af sömu gæðum (20 ug/braut) var bætt við 10 prósent eða 12 prósent natríumdódecýlsúlfat-pólýakrýlamíð hlaup (SDS-PAGE) og síðan flutt úr SDS-PAGE hlaupunum yfir á himnurnar. Himnan var stífluð í 2 klst við stofuhita með 1X kaseinlausn og síðan ræktuð með frummótefnum við 4 gráður gegn eftirfarandi próteinum: -SMA (ab7817, Abcam), vimentin (ab92547, Abcam), glýseraldehýði 3- fosfat dehýdrógenasi (GAPDH, 60004-1- Ig, Proteintech), aktín (20536-1-AP, Proteintech), PGC1 (ab191838, Abcam), CPT1A (ab128568, Abcam), súksínat dehýdrógenasa flókið járnbrennisteins undireining B (SDHB) , 10620-1-AP, Proteintech), cýtókróm c oxidasa undireining IV (COXIV, ab202554, Abcam) og ATPB (17247-1-AP, Proteintech). Himnan var síðan ræktuð með samsvarandi aukamótefni í 1,5 klst við stofuhita og þvegin þrisvar sinnum. Myndirnar voru greindar með ImageJ hugbúnaði.

12. Magnbundin rauntíma pólýmerasa keðjuverkun (RT-qPCR)

Í fyrsta lagi var RNA dregið úr lýsuðu frumunum eða nýrnavef með Trizol hvarfefni (Invitrogen), og síðan var RNA myndað í cDNA samkvæmt leiðbeiningum framleiðanda með því að nota ReverTra Ace qPCR RT Kit (Toyobo). Megindleg rauntíma pólýmerasa keðjuverkun var framkvæmd með því að nota SYBR Select Master Mix (Life Technologies) og RT-qPCR greiningarkerfi (ABI). Grunnarnir fyrir eftirfarandi gena voru myndaðir: PPAR áfram TTTGCCAAGGCTATCCCAGG, afturábak GTCACAGAACGGCTTCCTCA,

PGC1 áfram AATGCAGCGGTCTTAGCACT, afturábak CTGAGCAGGGACGTCTTTGT, ACOX2 TCATCCAACGTGACCCAGTG, afturábak CAG CAAGGACTCTGTCAGCA, CPT2 áfram CATCGT ACCCACCATGCACT, afturábak CTCCTTCCCAATGCC GTTCT, GATTCTGTCATCATCACTGA og afturábak tjáning hvers markgena var staðlað með 18S geninu og reiknuð út með 2−ΔΔCT aðferð.

13. Mæling á hvatberahimnugetu

Hvatberahimnugeta (MMP) var greind með JC-1 (Beyotime). Fyrst var JC-1 litunarvinnulausn fengin með því að bæta við 8 ml ofurhreinu vatni fyrir hverja 50 μL af JC-1 (200X), sem var hringið kröftuglega til að leysast upp að fullu, og síðan 2 ml af JC{{ 7}} litunarbuffi (5X) var bætt við. Í öðru lagi voru frumur í sex pora plötu þvegnar tvisvar í PBS og síðan var 1 ml af JC-1 litunarvinnulausn bætt við og látin standa í 20 mínútur við 37 gráður C. Að lokum voru frumurnar þvegnar aftur með PBS og 2 ml af frumuræktunarlausninni var bætt við. Sjónrænar myndir voru teknar með flúrljómunarsmásjá.

Cistanche hylki

14. Uppgötvun hvatbera hvarfefna súrefnistegunda (ROS).

Hvatbera ROS myndun var mæld með flúrljómunarsmásjá með Mito-SOX Red (Thermo Fisher Scientific). MitoSOX hvarfefnisvinnulausn (2.0 mL, 5 μM) var bætt við til að hylja frumurnar á sex-poru plötunum, fylgt eftir með litun með MitoSOX Red í 10 mínútur við 37 gráður. Síðan voru frumurnar þvegnar með PBS þrisvar sinnum og sýndu myndirnar voru teknar með flúrljómunarsmásjá.

15. ATP uppgötvun

ATP framleiðsla var ákvörðuð með Enhanced ATP Assay Kit (Beyotime, Kína, vörunúmer: S0027) samkvæmt samskiptareglum framleiðanda.

16. Tölfræðigreining

Magngreiningin og línuritin voru greind með GraphPad Prism 7 (La Jolla, CA, Bandaríkjunum) og sett fram sem meðaltal±staðalvilla meðaltalsins. Mismunur á milli margra hópa var greindur með því að nota dreifigreiningu (ANOVA) og tölfræðileg marktækni var stillt á P < 0.05.

Umræða

Í þessari rannsókn lögðum við áherslu á FAO í nýrnatrefjun og við greindum efnaskiptaensím (CPT1A) og umritunarstýringar (PGC1 , PPAR ) FAO, sem bentu til þess að Hypo-EVs geti snúið við fitusýruefnaskiptaröskun í trefjanýrum af völdum I. /R. Ennfremur komumst við að því að Hypo-EVs hafa mikil áhrif á CPT1A-miðlaða FAO, sem er að hluta til rakið til stjórnunar á jafnvægi hvatbera.

Á undanförnum árum hefur vaxandi fjöldi rannsókna greint frá nýrnaverndandi áhrifum MSC-EVs in vivo líkana af langvinnri nýrnahettu og lítið magn tiltækra gagna sýndi fram á að EVs voru betri eða jafn áhrifarík við endurvörn samanborið við móður MSC þeirra [43] . Meðferð MSC-EVs við langvinnri nýrnahettu er á byrjunarstigi og ekki hefur verið sýnt fram á flókna aðferðina að fullu. AKI er einn af helstu þáttum langvinnrar nýrnasjúkdóms, sem leiðir til nýrnasjúkdóms á lokastigi [44], og I/R nýrnaskaða er stór þáttur fyrir AKI, þannig að við veljum I/R framkallað bandvefslíkan til að afhjúpa hugsanlegan sameindaverkun sem hvernig MSC-EVs kemur í veg fyrir fibrosis í nýrum.

Lítil afrakstur MSC-EV er takmarkandi þáttur fyrir stórfellda framleiðslu frumulausra meðferða. Þannig hafa ýmsar mögulegar aðferðir til að auka afrakstur rafbíla verið rannsakaðar, þar á meðal hagræðingu á MSC ræktunarskilyrðum, þrívíddar utanfrumufylkisbyggðir vinnupallar og stjórnun á lífrænni rafbíla [10]. Meðal þeirra er súrefnisskortur MSC gild aðferð til að auka áhrif EV-meðferðar við ýmsum sjúkdómum, svo sem beinbrotsheilun [30], sáragræðsla vegna sykursýki [29] og viðgerð á hjartavöðva [45]. Rannsókn okkar gefur vísbendingar um aukna súrefnisskortsvirkni rafbíla sem MSC seytir. Þar að auki sýnum við einnig að súrefnisskortur, fyrirfram skilyrt MSC-afleiddur EVs hafa meiri bandvefsvörn og nýrnaverndandi áhrif en Norm-EVs í langvinnum nýrnasjúkdómum af völdum I/R. Vel hefur verið greint frá gögnum um miRNA í Hypo-EVs samanborið við Norm-EVs. Fjölmargar rannsóknir hafa greint frá því að miRNA innihald hafi verið ábyrgt fyrir jákvæðum áhrifum Hypo-EVs í mörgum sjúkdómum [30, 46]. Í samanburði við Norm-EVs, voru 215 miRNAs uppstýrt og 369 miRNAs lækkað í fituafleiddum Hypo-EVs, sem stjórna aðallega efnaskiptum frumna, aðgreiningu og TGF-virkni [29]. Hins vegar er enn illa skilið hvernig Hypo-EVs stjórna efnaskiptavirkni í langvinnum lungnateppum. Mikið magn rita bendir til þess að FAO minnki í nýrnatrefjum og stuðli að meingerð þess [47]. Í samræmi við skýrslurnar sýndi rannsókn okkar að genatjáning FAO-tengdra lykilefnaskiptaensíma (CPT1A, CPT2 og ACOX2) og FAO umritunarstýrandi þátta (PPAR og PGC1) minnkaði verulega í bandvefsmyndun í nýrum af völdum I/R.

Ennfremur er endurreisn fituefnaskipta hugsanleg aðferð til að meðhöndla bandvefsmyndun í nýrum [48]. Oftjáning CPT1A í nýrnapíplum er verulegur þáttur í aukinni starfsemi í FAO og leiðir til verndar nýrnastarfsemi og bandvefsmyndunar með því að koma í veg fyrir truflun á starfsemi hvatbera, TEC aðgreiningu og bólgu í CKD dýralíkönum [21]. Gögnin okkar sýndu að Hypo-EVs gætu vel snúið við skemmdum FAO í I/R-völdum bandvefsmyndun, sem bendir til þess að meðferðaráhrif Hypo-EVs í nýrnabandsvef séu að hluta til afleiðing af endurheimt FAO.

Skert nýrna-PPAR-merkjagjöf dró úr virkni FAO-ferilsins og versnuðu nýrnatrefjunarþroska [49]. Gjöf fenófíbrats, PPAR-örva, endurheimti fituoxunargallann og millivefsfíbrósu í meltingarvegi í langvinnum lungnaskemmdum [50, 51]. PGC-1 er samvirkjandi PPAR í umritunarstýringu FAO getu hvatbera [39]. Við könnuðum hvort HypoEVs geti aukið PPAR boð og endurheimt FAO í I/R meiðslum. Niðurstöður okkar sýndu að það var enginn augljós munur á tjáningu PGC-1 og PPARa milli Norm-EVs og Hypo-EVs. Þess vegna verða að vera aðrir þættir sem stuðla að því að þetta ferli gerist. Hvatberar eru orkuver fyrir FAO til að framleiða orku fyrir frumuna [52]. Truflun á starfsemi hvatbera er mikilvæg í meingerð nýrnatrefjunar [53]. Endurreisn hvatbera samvægi hefur komið fram sem efnileg meðferðaraðferð til að koma í veg fyrir nýrnaskaða og flýta fyrir nýrnaviðgerð [25]. Nýlegar rannsóknir hafa gefið til kynna að MSC-EVs hafi verndandi áhrif á hvatberaskemmdir af völdum AKI, sem verndar TECs gegn móðgun með því að draga úr sundrun hvatbera, staðla hvatberahimnugetu og snúa við eyðingu mtDNA og hvatbera OXPHOS galla [26, 27]. Niðurstöður okkar sýndu að Hypo-EVs meðferð endurheimti óeðlilega breytingu á formgerð hvatbera, aukinn massa hvatbera og aukna starfsemi hvatbera í trefjabundnum nýrum. Niðurstöður okkar benda til þess að hægt sé að ná fram áhrifum Hypo-EVs á FAO með því að stjórna hvatberajafnvægi.

Það eru nokkrar takmarkanir í rannsókninni okkar. Til dæmis sýna gögn okkar að Hypo-EVs hafa betri trefjaeyðandi áhrif í I/R meiðslum músum en Norm-EVs. Hins vegar ákváðum við ekki mismunatjáningu innihalds á milli Norm-EVs og Hypo-EVs og heldur ekki metum þann sérstaka hátt sem Hypo-EVs hafa áhrif á hvatbera homeostasis í þessari rannsókn.

The Cistanche ávinningur

Ályktanir

Í stuttu máli benda gögn okkar til þess að Hypo-EVs hamli marktækt bandvefsmyndun í nýrum með því að endurheimta CPT1Amediated FAO, og þessi áhrif geta verið náð með því að stjórna hvatbera homeostasis. Niðurstöður okkar veita frekari vélrænan stuðning við þróun frumulausrar meðferðar við bandvefsmyndun í nýrum.

Heimildir

1. Kalantar-Zadeh K, Jafar TH, Nitsch D, Neuen BL, Perkovic V. Langvinn nýrnasjúkdómur. Lancet. 2021;398(10302):786–802.

2. Xie Y, Bowe B, Mokdad AH, Xian H, Yan Y, Li T, Maddukuri G, Tsai CY, Floyd T, Al-Aly Z. Greining á alþjóðlegu byrði sjúkdómsrannsóknarinnar leggur áherslu á alþjóðlega, svæðisbundna og innlenda rannsóknina. þróun langvinnrar nýrnasjúkdóms faraldsfræði frá 1990 til 2016. Kidney Int. 2018;94(3):567–81.

3. Ronco C, Bellomo R, Kellum JA. Bráður nýrnaskaði. Lancet. 2019;394(10212):1949–64.

4. Zheng Z, Li C, Shao G, Li J, Xu K, Zhao Z, Zhang Z, Liu J, Wu H. Hippo-YAP/ MCP-1 miðluð pípulaga vanaðlagandi viðgerð stuðlar að bólgu í nýrnabiluðum bata eftir að blóðþurrðar AKI. Cell Death Dis. 2021;12(8):754.

5. Yan H, Xu J, Xu Z, Yang B, Luo P, He Q. Skilgreina meðferðarmarkmið fyrir bandvefsmyndun í nýrum: nýta líffræði meingerðarinnar. Biomed Pharmacother. 2021;143:112115.

6. Shi Z, Wang Q, Zhang Y, Jiang D. Utanfrumublöðrur framleiddar af beinmerg mesenchymal stofnfrumum draga úr bandvefsmyndun í nýrum, að hluta til með því að hindra RhoA/ROCK ferilinn, í UUO rottulíkani. Stofnfrumu Res Ther. 2020;11(1):253.

7. Kholia S, Herrera Sanchez MB, Cedrino M, Papadimitriou E, Tapparo M, Deregibus MC, Bruno S, Antico F, Brizzi MF, Quesenberry PJ, Camussi G. Mesenchymal stofnfrumu-afleidd utanfrumublöðrur bæta nýrnaskaða í nýrna- og æðakölkun . Front Cell Dev Biol. 2020;8:188.

8. Birtwistle L, Chen XM, Pollock C. Mesenchymal stofnfrumu-afleidd utanfrumublöðrur til að bjarga nýrnaskaða. Int J Mol Sci. 2021;22(12):6596.

9. Huang Y, Yang L. Mesenchymal stofnfrumur og utanfrumublöðrur í meðferð gegn nýrnasjúkdómum. Stofnfrumu Res Ther. 2021;12(1):219.

10. Phan J, Kumar P, Hao D, Gao K, Farmer D, Wang A. Verkfræði mesenchymal stofnfrumur til að bæta exosome verkun þeirra og ávöxtun fyrir frumulausa meðferð. J Extracell blöðrur. 2018;7(1):1522236.

11. Bister N, Pistono C, Huremagic B, Jolkkonen J, Giugno R, Malm T. Blóðsykursfall og utanfrumublöðrur: endurskoðun á aðferðum, blöðrufarmi og virkni. J Extracell blöðrur. 2020;10(1): e12002.

12. Yang Y, Lee EH, Yang Z. Hypoxia skilyrt mesenchymal stofnfrumur í vefjaendurnýjun umsókn. Tissue Eng Part B Rev 2021.

13. Ishiuchi N, Nakashima A, Doi S, Yoshida K, Maeda S, Kanai R, Yamada Y, Ike T, Doi T, Kato Y, Masaki T. Misenkymalstofnfrumur með blóðþurrð koma í veg fyrir nýrnatrefjun og bólgu í blóðþurrð-endurflæði. rottur. Stofnfrumu Res Ther. 2020;11(1):130.

14. Panizo S, Martinez-Arias L, Alonso-Montes C, Cannata P, Martin-Carro B, Fernandez-Martin JL, Naves-Diaz M, Carrillo-Lopez N, Cannata-Andia JB. Fibrosis í langvinnum nýrnasjúkdómum: meingerð og afleiðingar. Int J Mol Sci. 2021;22(1):408.

15. Humphreys BD. Virkar bandvefsmyndunar í nýrum. Annu Rev Physiol. 2018;80:309–26.

16. Nastase MV, Zeng-Brouwers J, Wygrecka M, Schaefer L. Að miða á nýrnatrefjun: aðferðir og lyfjaafhendingarkerfi. Adv Drug Deliv Rev. 2018;129:295–307.

17. Zhao X, Kwan JYY, Yip K, Liu PP, Liu FF. Miða á truflun á efnaskiptum fyrir bandvefsmeðferð. Nat Rev Drug Discov. 2020;19(1):57–75.

18. Qi R, Yang C. Nýrnapíplar þekjufrumur: vanræktur miðlari tubulointerstitial fibrosis eftir meiðsli. Cell Death Dis. 2018;9(11):1126.

19. Gewin LS. Bandvefsmyndun í nýrum: forgang nærpíplanna. Matrix Biol. 2018;68:248–62.

20. Kang HM, Ahn SH, Choi P, Ko YA, Han SH, Chinga F, Park AS, Tao J, Sharma K, Pullman J, Bottinger EP, Goldberg IJ, Susztak K. Gölluð fitusýruoxun í nýrnapíplum þekjufrumum hefur lykilhlutverk í þróun nýrnatrefjunar. Nat Med. 2015;21(1):37–46.

21. Miguel V, Tituana J, Herrero JI, Herrero L, Serra D, Cuevas P, Barbas C, Puyol DR, Marquez-Exposito L, Ruiz-Ortega M, Castillo C, Sheng X, Susztak K, Ruiz-Canela M, Salas-Salvado J, Gonzalez MAM, Ortega S, Ramos R, Lamas S. Nýrnapípla Cpt1a oftjáning verndar gegn bandvefsmyndun í nýrum með því að endurheimta hvatberajafnvægi. J Clin Invest. 2021;131(5):e140695.

22. Luo Z, Wang Y, Xue M, Xia F, Zhu L, Li Y, Jia D, Chen S, Xu G, Lei Y. Astragaloside IV bætir fituefnaskipti í lifur öldrunar músa með því að miða á hvatberavirkni. J Cell Mol Med. 2021;25(18):8863–76.

23. Bhargava P, Schnellmann RG. Hvatbera orka í nýrum. Nat Rev Nephrol. 2017;13(10):629–46.

24. Jiang M, Bai M, Lei J, Xie Y, Xu S, Jia Z, Zhang A. Vanstarfsemi hvatbera og AKI-til-CKD umskipti. Am J Physiol Renal Physiol. 2020;319(6): F1105–16.

25. Tang C, Cai J, Yin XM, Weinberg JM, Venkatachalam MA, Dong Z. Hvatbera gæðaeftirlit í nýrnaskaða og viðgerð. Nat Rev Nephrol. 2021;17(5):299–318.

26. Zhao M, Liu S, Wang C, Wang Y, Wan M, Liu F, Gong M, Yuan Y, Chen Y, Cheng J, Lu Y, Liu J. Mesenchymal stofnfrumu-afleidd utanfrumublöðrur draga úr hvatberaskemmdum og bólgum með því að koma á stöðugleika í hvatbera DNA. ACS Nano. 2021;15(1):1519–38.

27. Cao H, Cheng Y, Gao H, Zhuang J, Zhang W, Bian Q, Wang F, Du Y, Li Z, Kong D, Ding D, Wang Y. In vivo mælingar á utanfrumublöðrum sem eru fengnar úr mesenchymal stofnfrumum sem batna. starfsemi hvatbera í nýrnablóðþurrð-endurflæðisskaða. ACS Nano. 2020;14(4):4014–26.

28. Gu D, Zou X, Ju G, Zhang G, Bao E, Zhu Y. Mesenchymal stromal cells unnin utanfrumublöðrur bæta bráða nýrnablóðþurrð-endurflæðisskaða með því að hindra hvatbera sundrun í gegnum miR-30. Stofnfrumur Int. 2016;2016:2093940.

29. Wang J, Wu H, Peng Y, Zhao Y, Qin Y, Zhang Y, Xiao Z. Ofþornun fitustofnfrumuafleidd exosomes stuðla að hágæða lækningu á sykursýkissárum felur í sér virkjun PI3K/Akt ferla. J Nanólíftækni. 2021;19(1):202.

30. Liu W, Li L, Rong Y, Qian D, Chen J, Zhou Z, Luo Y, Jiang D, Cheng L, Zhao S, Kong F, Wang J, Zhou Z, Xu T, Gong F, Huang Y, Gu C, Zhao X, Bai J, Wang F, Zhao W, Zhang L, Li X, Yin G, Fan J, Cai W. Vefþurrkuð mesenchymal stofnfrumuafleidd exósóm stuðla að lækningu beinbrota með flutningi miR{{2} }. Acta Biomater. 2020;103:196–212.

31. Rong Y, Zhang J, Jiang D, Ji C, Liu W, Wang J, Ge X, Tang P, Yu S, Cui W, Cai W. Formeðferð með ofnæmi fyrir litlum utanfrumublöðrum miðlar viðgerð brjósks í slitgigt með því að gefa miR{ {1}}a-5bls. Acta Biomater. 2021;122:325–42.

32. Yang C, Chen Z, Yu H, Liu X. Inhibition of Disruptor of Telomeric Silencing 1-Eins og léttari blóðþurrð í nýrum og bandvefsmyndun af völdum endurflæðisskaða með því að hindra PI3K/AKT-miðlaða oxunarálag. Drug Des Devel Ther. 2019;13:4375–87.

33. Qian Y, Qian C, Xie K, Fan Q, Yan Y, Lu R, Wang L, Zhang M, Wang Q, Mou S, Dai H, Ni Z, Pang H, Gu L. P2X7 viðtakaboð stuðla að bólgu í parenchymal frumur nýrna sem þjást af blóðþurrðar-endurflæðisskaða. Cell Death Dis. 2021;12(1):132.

34. Hu MC, Shi M, Gillings N, Flores B, Takahashi M, Kuro OM, Moe OW. Raðbrigða alfa-Klotho getur verið fyrirbyggjandi og lækningalegt við bráðri til langvinnum framvindu nýrnasjúkdóms og hjartavöðvakvilla í þvagrás. Nýra Int. 2017;91(5):1104–14.

35. Dubois V, Eeckhoute J, Lefebvre P, Staels B. Sérstök en viðbótarframlag PPAR samsæta til orkujafnvægis. J Clin Rannsókn. 2017;127(4):1202–14.

36. Desvergne B, Wahli W. Peroxisome proliferator-virkjaðir viðtakar: kjarnastjórnun á efnaskiptum. Endocr Rev. 1999;20(5):649–88.

37. Libby AE, Jones B, Lopez-Santiago I, Rowland E, Levi M. Kjarnaviðtakar í nýrum við heilsu og sjúkdóma. Mol Aspects Med. 2021;78:100935.

38. Bougarne N, Weyers B, Desmet SJ, Deckers J, Ray DW, Staels B, De Bosscher K. Sameindavirkni PPARalpha í fituefnaskiptum og bólgu. Endocr Rev. 2018;39(5):760–802.

39. Vega RB, Huss JM, Kelly DP. Samvirkjarinn PGC-1 vinnur með alfa-viðtaka sem virkjað er af peroxísómi við umritunarstýringu kjarnagena sem kóða hvatbera fitusýruoxunarensím. Mol Cell Biol. 2000;20(5):1868–76.

40. Li SY, Susztak K. Hlutverk peroxisome proliferator-virkjaðar viðtaka gamma coactivator 1alfa (PGC-1alfa) í nýrnasjúkdómum. Semin Nephrol. 2018;38(2):121–6.

41. Fransen M, Lismont C, Walton P. The peroxisome-mitochondria tenging: Hvernig og hvers vegna? Int J Mol Sci. 2017;18(6):1126.

42. Aparicio-Trejo OE, Avila-Rojas SH, Tapia E, Rojas-Morales P, Leon-Contreras JC, Martinez-Klimova E, Hernandez-Pando R, Sanchez-Lozada LG, PedrazaChaverri J. Langvarandi skerðing á líforku hvatbera og beta -oxun stuðlar að tilraunabreytingu AKI-til-CKD framkallað af fólínsýru. Free Radic Biol Med. 2020;154:18–32.

43. Eirin A, Lerman LO. Mesenchymal stofn/stromal cell-afleidd utanfrumublöðrur fyrir langvinnan nýrnasjúkdóm: Erum við þar ennþá? Háþrýstingur. 2021;78(2):261–9.

44. Kurzhagen JT, Dellepiane S, Cantaluppi V, Rabb H. AKI: sífellt viðurkennari áhættuþáttur fyrir þróun og framvindu CKD. J Nephrol. 2020;33(6):1171–87.

45. Zhu J, Lu K, Zhang N, Zhao Y, Ma Q, Shen J, Lin Y, Xiang P, Tang Y, Hu X, Chen J, Zhu W, Webster KA, Wang J, Yu H. Endurbætur á hjartavöðvum exósóma frá mesenchymal stofnfrumum er aukið með súrefnisskorti meðhöndlun á frumunum með því að flytja microRNA-210 á nSMase2- háðan hátt. Artif Cells Nanomed Biotechnol. 2018;46(8):1659–70.

46. ​​Zhu LP, Tian T, Wang JY, He JN, Chen T, Pan M, Xu L, Zhang HX, Qiu XT, Li CC, Wang KK, Shen H, Zhang GG, Bai YP. Súrefnisskortur framkallaður mesenchymal stofnfrumu-afleiddur exosomes auðvelda hjartaviðgerð með miR-125b-miðluðum forvörnum gegn frumudauða í hjartadrepi. Læknisfræði. 2018;8(22):6163–77.

47. Xie YH, Xiao Y, Huang Q, Hu XF, Gong ZC, Du J. Hlutverk CTRP6/AMPK leiðarinnar í nýrnatrefjun með því að efla fitusýruoxun. Eur J Pharmacol. 2021;892:173755.

48. Chen YY, Chen XG, Zhang S. Lyfjahæfni fituefnaskipta mótunar gegn bandvefsmyndun í nýrum. Acta Pharmacol Sin. 2021.

49. Chung KW, Lee EK, Lee MK, Oh GT, Yu BP, Chung HY. Skert PPARalpha og fitusýruoxunarferillinn eykur bandvefsmyndun í nýrum við öldrun. J Am Soc Nephrol. 2018;29(4):1223–37.

50. Han SH, Malaga-Dieguez L, Chinga F, Kang HM, Tao J, Reidy K, Susztak K. Eyðing á Lkb1 í nýrnapíplum þekjufrumum leiðir til CKD með því að breyta umbrotum. J Am Soc Nephrol. 2016;27(2):439–53.

51. Jao TM, Nangaku M, Wu CH, Sugahara M, Saito H, Maekawa H, Ishimoto Y, Aoe M, Inoue T, Tanaka T, Staels B, Mori K, Inagi R. ATF6alpha niðurstýring PPARalpha stuðlar að fitueitrun af völdum millifrumna bandvefssjúkdómur. Nýra Int. 2019;95(3):577–89.

52. Spinelli JB, Haigis MC. Fjölþætt framlag hvatbera til frumuefnaskipta. Nat Cell Biol. 2018;20(7):745–54.

53. Chung KW, Dhillon P, Huang S, Sheng X, Shrestha R, Qiu C, Kaufman BA, Park J, Pei L, Baur J, Palmer M, Susztak K. Hvatberaskemmdir og virkjun STING ferilsins leiða til nýrnabólgu og bandvefssjúkdómur. Cell Metab. 2019;30(4):784–99.

Zhumei Gao1,2, Chuyue Zhang1,3, Fei Peng1, Qianqian Chen1, Yinghua Zhao4, Liangmei Chen5, Xu Wang1 og Xiangmei Chen1,2

1 nýrnalækningadeild, fyrsta læknastöð kínverska PLA almenna sjúkrahússins, nýrnafræðistofnun kínverska frelsishersins, lykilrannsóknarstofa ríkisins í nýrnasjúkdómum, National Clinical Research Center for nýrnasjúkdóma, Beijing Key Laboratory of Kidney Disease Research, Peking, Kína.

2 nýrnasjúkdómadeild, annað sjúkrahús Jilin háskólans, Changchun, Kína.

3 Nýrnarannsóknarstofnun, National Clinical Research Center for Öldrunarlækningar og Deild of Nephrology, West China Hospital of Sichuan University, Chengdu, Kína.

4 School of Clinical Medicine, Tsinghua University, Peking, Kína.

5 nýrnalækningadeild, fyrsta tengda sjúkrahúsið við Jinan háskólann, Guangzhou, Kína.