Hlutverk nýrnaandrógenviðtaka í kynjamun í umbrotum ammoníak

Mar 23, 2022


Tengiliður: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 Netfang:audrey.hu@wecistanche.com


Haust N. Harris o.fl

Ágrip

Kynjamunur er á umbrotum og uppbyggingu ammoníaks í nýrum, sem margir hverjir miðla aftestósterón. Markmið þessarar rannsóknar var að ákvarða hlutverk nýrnatjáningar átestósterónscanonical receptor, androgen receptor (AR), í þessum kynferðisbreytingum. Við rannsökuðum mýs meðnýru-sérstök AR eyðing [KS-AR-knockout (KO)] búin til með Cre/loxP tækni; viðmiðunarmýs voru Cre-neikvæðar gotfélagar (villigerð). Hjá karlkyns músum en ekki kvenkyns músum jók KS-AR-KO útskilnað ammoníak, sem útilokaði kynjamun. Þrátt fyrir að nýrnastærð sé venjulega samhliða útskilnaði ammoníaks, minnkaði KS-AR-KOnýrustærð, rúmmálsþéttleiki cortical proximal tubule og cortical proximal tubule cell hæð hjá körlum – hvorugt breyttist hjá konum og rúmmál safnrásar var óbreytt hjá báðum kynjum. Greining á lykilpróteini sem tekur þátt í meðhöndlun ammoníaks sýndi í karlkyns músum að KS-AR-KO jók bæði fosfóenólpýrúvat karboxýkínasa (PEPCK) og Na þ -K þ -2Cl cotransporter (NKCC2) tjáningu og minnkaði Na þ/H þ skipti. ísóform 3 (NHE3) og rafræn Na þ -bíkarbónat cotransporter 1 (NBCe1)-A tjáning. Hjá kvenkyns músum breytti KS-AR-KO ekki þessum breytum. Þessi áhrif komu fram þrátt fyrir að KS-AR-KO breytti ekki plasmatestósterón, fæðuinntaka eða sermi Na þ, K þ, eða HCO3 marktækt hjá hvoru kyninu. Að lokum, AR-háðar merkjaleiðir hjá körlum, en ekki konum,nýrustjórna PEPCK og NKCC2 tjáningu og leiða til kynferðislegs munar á útskilnaði ammoníaks. Andstæð áhrif á NHE3 og NBCe1-Tjáning takmarkar líklega umfang breytinga á útskilnaði ammoníaksins. Þar sem AR er ekki til staðar í þykkum stígandi útlimum eru áhrif KS-AR-KO á NKCC2 tjáningu óbein. Að lokum miðlar AR því meirinýrustærð og rúmmálsþéttleiki nærliggjandi pípla hjá körlum samanborið við kvenkyns mús.

NÝTT & ATHUGIÐKynlífsbreytingar í umbrotum ammoníaks fela í sér andrógenviðtaka (AR) háða boðleiðir hjá körlum, en ekki konum,nýrusem leiða til breyttra nærpípla (PT), fosfóenólpýruvat karboxýkínasa og þykks uppstigs útlims Na þ -K þ -2Cl cotransporter tjáningu. Aðlögunarsvörun í Na þ/H þ skipti 3 og rafrænum Na þ -bi- karbónat samflutningstæki 1-Tjáning takmarkar umfang áhrifa á útskilnað ammoníak. Að lokum er meiri nýrnastærð og PT rúmmálsþéttleiki karlkyns músa afleiðing af PT andrógenboðum í gegnum AR.

lykilorð: sýru-basi; ammoníak; andrógenviðtaka; kynjamunur;testósterón

cistanche boosts testosterone

cistanche eykur testósterón

KYNNING

The presence of sex differences in many aspects of mammalian biology has been well established with sexual dimorphisms in structure and/or function have been identified in nearly every organ, including the kidney (1–3). Sex affects many aspects of kidney function and disease. Sex differences in blood pressure are widely recognized and thought to be related to sex-specific variations in nitric oxide, the renin-angiotensin-aldosterone system, and inflammation (4, 5). There are also differences in the expression of many renal epithelial cells Naþ transporters (6, 7). Understanding these differences can identify new disease mechanisms and/or new and improved therapeutic opportunities. The kidney regulates acid-base homeostasis, which is critical for normal health (8, 9). Renal ammonia Fn1 1 metabolism has a major role in acid-base homeostasis; ammonia excretion is the predominant component of basal net acid excretion, and changes in ammonia metabolism account for >80 prósent af svörun við utanaðkomandi áreiti (10–16). Vanstjórnun á sýru-basa jafnvægi hefur bein áhrif á nánast öll helstu líffærakerfi, flýtir fyrir framgangi langvinns nýrnasjúkdóms og tengist aukinni dánartíðni (17-19).

Rannsóknir okkar hafa sýnt að það eru mikilvæg kynlífsáhrif á bæði ammoníak umbrot og nýrnabyggingu. Karlkyns nýrun skilja út minna ammoníak en kvennýrið og gerir það þrátt fyrir að karlkyns nýrað sé stærra og hafi meira barkarrúmmál en kvennýrið (20). Þessi munur á útskilnaði ammóníaks tengist breytileika í mörgum nýrnaþáttum, þar á meðal nokkrum ensímum sem taka þátt í myndun og endurvinnslu ammoníak, í nærliggjandi píplustærð, í þykkum hækkandi útlim lykkju Henle (TAL) Naþ -Kþ ​​- 2Cl - cotransporter (NKCC2) tjáningu, og í söfnun duct intercalated frumustærð og Rhesus (Rh) glýkóprótein tjáningu (20). Að lokum er kynjamunur á svörun við sýruhleðslu (21). Mörgum af þessum kynjamun er snúið við með orchiectomy með kerfi sem er aflétt af lífeðlisfræðilegumtestósterónskipti, sem bendir til þess að þær feli í sértestósterón-háðar boðleiðir (22).

Hin kanóníska leið þar semtestósterónmiðlar líffræðilegum áhrifum felur í sér að bindast andrógenviðtakanum (AR) (23, 24). AR prótein og mRNA tjáning hefur sést í bæði karlkyns og kvenkyns nýrum í áratugi (25-28). Við sýndum nýlega að AR prótein er tjáð sérstaklega í nærpíplum og sú tjáning var hvorki greinanleg í TAL né safnrás (22), þar sem þekktur kynjamunur er á próteinum sem taka þátt í meðhöndlun ammoníaks. Rannsóknir okkar sýndu ennfremur að AR tjáning í nærliggjandi píplum var til staðar í bæði karlkyns og kvenkyns nýrum, þar sem tjáning var um það bil tvöfalt meiri í karlkyns nýru en í kvenkyns nýrum (22). Þessar athuganir benda til þess að AR geti miðlað sumum, en ekki öllum, áhrifum kynlífs á nýrnabyggingu og á ammoníakmyndun og flutning. Þeir vekja einnig spurningu um hlutverk AR í kvenkyns nýru.

Þannig var tilgangur þessarar rannsóknar að ákvarða hlutverk AR í nýrum við að miðla þessum auðkenndu kynferðisbreytingum í umbrotum ammoníaks í nýrum og nýrnabyggingu. Vegna þess að AR virkjun hefur fjölmörg líffræðileg áhrif, sem geta óbeint breytt sýru-basa jafnvægi og þar með ammoníak meðhöndlun, er flókið að túlka rannsóknir sem nota lyfjafræðilega AR hömlun og/eða altæka AR eyðingu. Þess vegna notaði núverandi rannsókn mýs með nýrnasértækri AR-eyðingu [KS-AR-knockout (KO)] mynduð með Cre-loxP tækni. Við bárum saman Cre-jákvæðar mýs við Cre-neikvæðar gotfélaga þeirra til að ákvarða áhrif KS-AR-KO. Bæði karl- og kvenmýs voru metnar til að gera skilning á hlutverki AR hjá báðum kynjum.

cistanche tubulosa roots

cistanche tubulosa rætur

AÐFERÐIR

Dýr

Við notuðum mýs með loxP stöðum hliðstæða exon 2 af AR geninu (ARflfl/flfl), sem áður hefur verið lýst (29-31). Við framkölluðum AR-eyðingu í heilu nýru með því að rækta mús sem tjá Cre-recombinasa undir stjórn Pax-8 hvata (Pax8Cre; 32). KS-AR-KO mýs voru ARflfl/flfl, Pax8-Cre þ; viðmiðunarmýs voru ARflfl/flfl, Pax8-Cre. Allar mýsnar voru á C57/Bl6 bakgrunnsstofninum. Við arfgerðum allar mýsnar með því að nota DNA sem dregið var úr halaklemmusýnum. Mýs sem notaðar voru í þessum tilraunum voru fullorðnar karl- og kvenmýs á -4 mán. aldri. Músum var haldið á venjulegu nagdýrafæði (18 prósent prótein, Harlan Teklad, Madison, WI) með ókeypis aðgangi að vatni. Dýraumönnunar- og notkunarnefndir háskólans í Flórída og Norður-Flórída/South Georgia Veterans Health System samþykktu allar dýrareglur. Dýrarækt var framkvæmd í University of Florida College of Medicine Cancer and Genetics Transgenic Animal Core Facility af þjálfuðu starfsfólki.


Tilraunir í efnaskipta búri

Mýsnar voru settar í efnaskiptabúr í 3 daga og fengu venjulegt fæði í duftformi (18 prósent prótein, Harlan Teklad) blandað 1:1 með vatni. Dagleg matarneysla var mæld og daglegum 24-klst. þvagsýnum var safnað. Þvagsýnum var safnað í glös sem innihéldu vatnsjafnvæga jarðolíu til að koma í veg fyrir uppgufun og tap gassameinda. Daglegt þvagmagn og pH var skráð. Þvagsýni voru geymd við - 20 gráðu þar til þau voru greind frekar.


Blóðgreining

Blóð var fengið með því að stinga í kviðarholið í músum sem voru svæfðar með ísóflurani, dregnar í heparínblandaða sprautu og strax greint með tilliti til Naþ, K þ og bíkarbónatstyrks með því að nota Siemens Microanalytic Blood Gas Analyzer (RAPIDLab 348 Analyzer, Siemens, München, Þýskalandi) ). Testósterón í sermi var mælt í læknadeild háskólans í Virginíu fyrir rannsóknir í æxlunarbindilgreiningu og greiningarkjarna (IBL America músa testósterón ELISA, Minneapolis, MN)


Þvaggreining

Ammoníak í þvagi var mælt með því að nota breytingu á búnaði sem fæst í sölu (A7553, Pointe Scientific, Canton, MI), eins og áður hefur verið lýst (20, 33). pH í þvagi var mælt með því að nota micro-pH rafskaut (ROSS hálf-mikro pH, Orion 8103BN, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA). Títranleg sýruútskilnaður var ákvarðaður með því að nota áður lýstar staðlaðar aðferðir (20, 33).


Mótefni

Tafla 1 sýnir mótefnin sem notuð eru í þessari rannsókn, birgja þeirra og vörulista/auðkennisnúmer þeirra.

cistanche tubulosa extract boosts testosterone and increases sexual ability

cistanche tubulosa þykkni eykur testósterón og eykur kyngetu

Próteinundirbúningur

Dýr voru svæfð með ísóflurani til innöndunar og nýrun voru skoluð með in vivo hjartaflæði með PBS (pH 7,4) sem innihélt 6,000 U/L af Na-heparíni og 120 mg/L af lídókaíni. Hægra nýra var fjarlægt hratt og heilaberki, ytri medulla og innri merg voru einangruð á köldu stigi undir krufningarsmásjá. Sýni voru snöggfryst í fljótandi köfnunarefni og geymd frosin við - 80 gráðu fram að notkun. Vefur var einsleitur í T-PER vefjapróteinútdráttarhvarfefninu (Pierce Biotechnology, Rockford, IL) með því að nota örtúpustöpla (USA Scientific, Ocala, FL) og prótein var dregið út samkvæmt ráðleggingum framleiðanda. Deilur var notaður fyrir heildarpróteinmagngreiningu með því að nota bicinchoninic acid (BCA) próf og afgangurinn var geymdur frosinn við 80 gráður fram að notkun.

Ónæmisblettingaraðferðir Tíu míkrógrömm af nýrnapróteini voru rafhleypt á 10 prósent PAGE ReadyGel (Bio-Rad, Hercules, CA). Gel voru flutt rafhleypt yfir á nítrósellulósahimnur, stíflað með 5 g/dL fitulausri þurrmjólk þynnt í Blotto jafnalausn (50 mM Tris, 150 mM NaCl, 5 mM Na2EDTA og 0,05 prósent Tween 20, pH 7,6), og ræktuð við 4 C yfir nótt með aðal mótefninu í fitulausri þurrmjólk. Jafngildi hleðslu og flutnings var metið með Ponceau S litun og með því að meta tjáningu heimilispróteinsins b-aktíns. Eftir að hafa verið þvegið voru himnur útsettar fyrir öðru mótefni (geitur gegn kanínu IgG, Cell Signaling Technology, Beverly, MA) sem var samtengt við piparrótarperoxidasa í þynningu 1:5,000. Staðir mótefna- og mótefnavakaviðbragða voru sýndar með aukinni efnaljómun (SuperSignal West Pico Substrate, Pierce) og Kodak Image Station 440CF stafrænt myndgreiningarkerfi. Í völdum tilraunum voru flekkir fjarlægðir. Bandþéttleiki var staðlaður þannig að meðalþéttleiki á svæði (berki eða ytri medulla) í villigerð karlvefja (WT) var 100. Bæði kynin (karl og kvenkyns) og báðar arfgerðir (WT og KO) voru hlaðnar á sama hlaup fyrir þessar tilraunir. Skortur á mettun var staðfest með því að skoða dreifingu pixla styrkleika í öllum ónæmisblettum.


Immunoblot aðferðir

Tíu míkrógrömm af nýrnapróteini voru rafdrætt á 10 prósent PAGE ReadyGel (BioRad, Hercules, CA). Gel voru flutt rafhleypt yfir í nítrósellulósahimnur, stíflað með 5 g/dL fitulausri þurrmjólk þynnt í Blotto jafnalausn (50 mM Tris, 150 mM NaCl, 5 mM Na2EDTA og 0,05 prósent Tween 20, pH 7,6), og ræktuð við 4C yfir nótt með aðal mótefninu í fitulausri þurrmjólk. Jafngildi hleðslu og flutnings var metið með Ponceau S litun og með því að meta tjáningu heimilispróteinsins b-aktíns. Eftir að hafa verið þvegið voru himnur útsettar fyrir öðru mótefni (geitur gegn kanínu IgG, Cell Signaling Technology, Beverly, MA) samtengd við piparrótarperoxidasa í þynningu 1:5,000. Staðir mótefna- og mótefnavakaviðbragða voru sýndar með aukinni efnaljómun (SuperSignal West Pico Substrate, Pierce) og Kodak Image Station 440CF stafrænt myndgreiningarkerfi. Í völdum tilraunum voru flekkir fjarlægðir. Bandþéttleiki var staðlaður þannig að meðalþéttleiki á svæði (berki eða ytri medulla) í villigerð karlvefja (WT) var 100. Bæði kynin (karl og kvenkyns) og báðar arfgerðir (WT og KO) voru hlaðnar á sama hlaup fyrir þessar tilraunir. Skortur á mettun var staðfest með því að skoða dreifingu pixla styrkleika í öllum ónæmisblettum.

AR, androgen receptor; GS, glutamine synthetase; I, immunohistochemistry; NA, not applicable; NBCe1, electrogenic Na þ -bicarbonate cotransporter; NHE3, Na þ /Hþ exchanger isoform 3; NKCC2, Na þ -K þ -2Cl cotransporter; PEPCK, phosphoenolpyruvate carboxykinase; Rhbg, Rhesus B glycoprotein; Rhcg, Rhesus C glycoprotein; W, Western blot.

Vefjaundirbúningur fyrir ónæmisvefjafræði

Mýs voru svæfðar með ísóflurani til innöndunar. Nýrun voru varðveitt með hjartaflæði in vivo með PBS (pH 7,4) sem innihélt 6,000 U/L af Na-heparíni og 120 mg/L af lídókaíni, fylgt eftir af peródat-lýsíni-2 prósent paraformaldehýði, skera þvert í nokkrar 2- til 3-mm þykkar sneiðar, og síðan sökkt í 24–30 klst við 4 gráður í sama festiefni. Nýrnasýni úr hverju dýri voru felld inn í pólýestervax úr pólýetýlen glýkól 400 distearate (Polysciences, Warrington, PA) með 10 prósenta 1-hexadekanóli og 2-mm þykkir hlutar voru skornir og settir á gelatínhúðaða rennibrautir.

cistanche tubulosa benefit: increase sexual ability

cistanche tubulosa ávinningur: auka kyngetu

Ónæmisvefjafræði

Ónæmisstaðsetning fyrir Rh fjölskyldu B glýkóprótein (Rhbg), Rh fjölskyldu C glýkóprótein (Rhcg), Naþ /Hþ skiptis ísóform 3 (NHE3), glútamín syntetasa (GS), NKCC2 og AR var náð með því að nota áður lýstar ónæmisperoxidasaaðferðir (20, 22, 34–37). Í stuttu máli voru hlutar afvaxaðir í etanóli, endurvatnaðir, hitaðir í Trilogy (Cell Marque, Rocklin, CA) í 88 C í 30 mínútur og síðan í 96 gráður í 30 mínútur, kældir í 30 mínútur og skolaðir í PBS. Innræn peroxidasavirkni var læst með því að rækta hluta í 3 prósent H2O2 í eimuðu vatni í 45 mínútur. Hlutar voru lokaðir í 15 mínútur með sermilausum próteinblokkum (Dako Cytomation) og síðan ræktaðir yfir nótt við 4 C með aðal mótefninu. Hlutar voru þvegnir í PBS, ræktaðir í 30 mínútur með fjölliða-tengdu, peroxidasa-tengdu hesta-anti-kanínu IgG (ImmPRESS, Vector Laboratories, Burlingame, CA), þvegið aftur með PBS og síðan útsett fyrir díamínóbensidíni í 5 mínútur. Hlutar voru þvegnir með eimuðu vatni, þurrkaðir með xýleni, settir upp og skoðaðir með ljóssmásjá. Samanburður á merkingum var gerður á milli hluta úr sömu ónæmisvefjaefnafræðilegu tilrauninni. Sneiðar voru skoðaðir á Zeiss Axio Imager A2 smásjá búin DIC ljósfræði og myndaðir með Axiocam 305 lita stafræna myndavél og Zen 2.3 hugbúnaði (Zeiss).

Ónæmisstýring fyrir fosfóenólpýrúvat karboxýkínasa (PEPCK) var framkvæmd með því að nota breyttar ónæmisperoxidasaaðferðir eins og áður hefur verið lýst (20, 22, 38– 40). Í stuttu máli voru hlutar afvaxaðir í etanóli, endurvatnaðir, hitaðir í Trilogy (Cell Marque, Rocklin, CA) í 96 C í 60 mín., kældir í 30 mínútur og skolaðir í PBS. Innræn peroxidasavirkni var læst með ræktun á hlutunum í 3 prósent H2O2 í metanóli í 45 mínútur. Hlutar voru meðhöndlaðir með 0,5 prósent Triton X-100 í PBS í 15 mín. Hlutarnir fóru síðan í nokkra þvotta í PBS sem innihélt 1 prósent BSA, 0,05 prósent sapónín og 0,2 prósent gelatín, fylgt eftir með blokkun í 15 mínútur með sermilausum próteinblokkum (DAKO Cytomation) og síðan ræktaðir yfir nótt við 4 C með frummótefni. Hlutar voru þvegnir í PBS sem innihélt 0,1 prósent BSA, 0,05 prósent sapónín og 0,2 prósent gelatín, fylgt eftir með PBS og ræktaðir í 60 mínútur með fjölliðatengdu, peroxidasa-tengdu geita-anti-kanínu IgG (MACH2, Biocare Medical, Concord, CA), þvegið aftur í PBS og síðan útsett fyrir díamínó-bensídíni í 5 mín.

Neikvæð stjórn

Hver ónæmisvefjaefnafræðileg tilraun innihélt hluta sem var útsettur fyrir ónæmismerkingaraðferðum án frummótefna til að tryggja að merkingin væri eingöngu vegna aðal mótefnabindingar.

Formfræðileg greining

Rúmmálsþéttleiki proximal tubule í heilaberki og ytri rönd ytri merg sem og safnrás í heilaberki og innri rönd ytri merg var ákvörðuð með stöðluðum punktatalningaraðferðum eins og áður hefur verið lýst (20–22, 41) ).

Magnbundin ónæmisvefjaefnafræði

Magnbundin ónæmisvefjaefnafræði var framkvæmd eins og við höfum áður lýst og staðfest (20, 22, 33, 37, 42). Nálægir pípluhlutar voru rannsakaðir í hlutum sem merktir voru við eins aðstæður í sömu ónæmismerkingartilrauninni af áhorfanda sem blindaður var fyrir meðferðarhópinn. Sértæku nærpíplarnir sem mældir voru voru upphaflega proximal convoluted tubule (PCT), skilgreind sem PCT hlutar samfelldir með Bowman's hylki, proximal straight tubule (PST) í medullary ray og PST í ytri rönd ytri medullu. Við notuðum háupplausn stafrænar smásjármyndir teknar af handahófi völdum sviðum nýrnaberkis og ytri rönd ytri mergsins með Zeiss Axio Imager A2 smásjá búin Axiocam 305 stafrænni litamyndavél og Zen 2.3 hugbúnaði (Zeiss) sem notaði enga myndvinnslutækni. . Með því að nota ImageJ hugbúnað (v, 1.34j, National Institute of Health, Bethesda, MD), mældum við pixlastyrk yfir beina línu sem dregin er frá pípluholinu í gegnum einstaka frumu. Þessi gögn voru síðan greind með því að nota sérsniðinn hugbúnað sem keyrður var í Microsoft Excel 2016. Nettóstyrkur við hvern pixla á línunni var síðan ákvörðuð sem munurinn á algerum styrkleika og meðalstyrk bakgrunnspixla mæld utan frumunnar. Heildar frumutjáning var ákvörðuð með því að samþætta nettó pixlastyrk yfir alla frumuna. Frumuhæð var ákvörðuð sem fjarlægðin í pixlum milli apical og basolateral brúna frumanna og umreiknuð í algera lengd með því að nota kvarðaða ákvörðun á einstökum pixlastærðum. A.m.k. 15 einstakar frumur úr að minnsta kosti fjórum örmyndum úr hverju nýra voru greindar. Gögn frá öllum frumum sem skoðaðar voru af tiltekinni nærliggjandi pípluhlutategund voru tekin að meðaltali til að gefa einn gagnapunkt á hvert dýr fyrir tölfræðilega greiningu.

Við ákváðum að tegund A intercalated frumustærð og frumusértæk prótein tjáningu eins og áður hefur verið lýst (20, 22). Í stuttu máli fengum við stafrænar örmyndir af miklum krafti af innri rönd ytri merg vefjahluta sem höfðu gengist undir ónæmisvefjaefnafræði fyrir innbyggða frumusértæka merkið Rhbg eða Rhcg. Einstakar innfelldar frumur voru umskrifaðar með ImageJ hugbúnaði (v. 1.34j, National Institute of Health). Frumustærð var ákvörðuð sem fjöldi pixla innan útlínu svæðanna og umreiknuð í svæðið með því að nota kvarðaða mælingu á pixlum á míkrómetra. Styrkur ónæmismerkis við hvern pixla var ákvörðuð sem munurinn á algerum pixlastyrk og meðalstyrkleika bakgrunns, og styrkleiki einsfrumu ónæmismerkis var ákvarðaður með því að samþætta nettó pixlastyrk innan frumunnar með því að nota sérsniðinn hugbúnað sem keyrður var í Microsoft Excel 2016.

cistanche treat kidney disease so to increase sexual ability

cistanche meðhöndla nýrnasjúkdóm til að auka kyngetu

NIÐURSTÖÐUR

Staðfesting á nýrnasértækri AR-eyðingu

AR lyfjafræðileg stífla eða alþjóðleg eyðing framkallar margs konar svipgerðabreytingar (43), sem gætu óbeint breytt nýrnabyggingu og ammoníakviðbrögðum. Til að forðast þessi vandamál, mynduðum við KS-AR-KO mýs með Cre loxP tækni. Við staðfestum virkni AR eyðingar um nýru með því að nota ónæmisvefjafræði (mynd 1). Í WT músum sýndi ónæmisvefjafræði kjarna AR ónæmismerki takmarkað við nærpípla; þetta var svipað og niðurstöður okkar í venjulegu músarnýra (22). Í KO nýrum var ekkert greinanlegt AR ónæmismerki til staðar hjá hvoru kyninu (mynd 1). Þessar niðurstöður sýna myndun músa með nýrna-AR eyðingu.

tölfræðileg greining með SPSS hugbúnaði (26.2) og Microsoft Excel 2016.

Vegna þess að testósterón hefur fjölmörg áhrif utan nýrna, sem gætu hugsanlega óbeint breytt nýrnasýru-basa aðferðum, íhuguðum við möguleikann á því að KS-AR-KO gæti breytt testósteróni eða estradíólmagni í plasma. Hins vegar var ekki marktækur munur á plasmaþéttni testósteróns og estradíóls milli WT og KO músa af hvoru kyninu (tafla 2).

Lífeðlisfræðileg einkenni nýrnasértækrar AR eyðingar Líkamsþyngd var meiri í WT karlkyns músum en í WT kvenkyns músum þrátt fyrir engan kynjamun á fæðuinntöku, eins og áður hefur verið greint frá (22), í samræmi við þekkt utan nýrnaáhrif kynlífs á líkamsþyngd. Hins vegar breytti KS-AR-KO ekki daglegri fæðuinntöku eða líkamsþyngd hjá hvoru kyninu (tafla 2).

Nýrnaþyngd var marktækt meiri hjá karlkyns WT músum en í kvenkyns WT músum (mynd 2), svipað og við höfum áður greint frá í venjulegum músum (22). KS-AR-KO dró marktækt úr nýrnaþyngd hjá karlkyns KS-AR-KO músum, að því marki að KS-AR-KO nýrnaþyngd karlkyns var ekki marktækur frábrugðinn WT kvenkyns eða KS-AR-KO nýrnaþyngd (Mynd 2) . Hjá kvenkyns músum breytti KS-AR-KO ekki nýrnaþyngd marktækt. Þannig krefjast áhrif kynlífs á nýrnaþyngd AR tjáningar í karlkyns nýra.

Hvorki Naþ, K þ, né bíkarbónatþéttni í plasma var marktækur munur á milli WT og KS-AR-KO músa fyrir hvorugt kynið (tafla 2). Þvagefnisúthreinsun, notað sem merki um gaukulsíunarhraða, var ekki marktækur munur á milli WT og KS-AR-KO músa í hvoru kyninu (tafla 2).

Figure 1. Verification of androgen receptor (AR) deletion. A: high-power photomicrographs of AR immunolabel in the cortex of wild-type (WT) mice and mice with kidney-specific AR deletion [KS-AR-knockout (KO)]. Strong nuclear AR immunoreactivity was present in the proximal tubules throughout the cortex in the WT kidney, where no detectable immunolabel was present in the KO kidney. Images are representative of findings in 24 mice. B: highpower photomicrographs of AR immunolabel in the testes of WT and KS-AR-KO mice. AR immunoreactivity was present and did not differ between WT and KO testes. Scale bars = 100 mm.

Nettó sýruútskilnaður

Nettósýruútskilnaður felur í sér tvo ferla: útskilnað ammóníums (NH4þ ) og útskilnað títranlegs sýru. Hjá karlkyns músum jók KS-AR-KO útskilnað ammoníak verulega, sem útilokaði kynjamun á útskilnaði ammoníaksins (mynd 2). Útskilnaður ammoníaks var ekki marktækur breyttur í kvenkyns músum vegna KS-AR-KO. Títranleg sýruútskilnaður var ekki marktækur breyttur af KS-AR-KO hjá hvoru kyninu (tafla 2). pH í þvagi var marktækt lækkað með KS-AR-KO í karlkyns músum en ekki í kvenkyns músum (tafla 2); áhrif KS-AR-KO á útskilnað ammóníaks héldust hins vegar eftir tölfræðilega athugun á sýrustigi þvags (P < 0.001="" samkvæmt="" anova).="" þannig="" miðlar="" proximal="" tubule="" ar="" kynjamun="" á="" útskilnaði="" ammoníak="" í="" karlkyns="" músum,="" en="" brottfelling="" þess="" hafði="" engin="" marktæk="" áhrif="" á="" útskilnað="" ammoníak="" í="" kvenkyns="">

Áhrif nýrnasértækrar AR-eyðingar á nærliggjandi píplabyggingu

Nærpíplar eru stærra hlutfall af rúmmáli heilaberkis í karlkyns nýra en kvennýra og er það háð testósteróni (20, 22). Þannig ákváðum við áhrif KS-AR eyðingar í karl- og kvenmúsum á nærliggjandi píplubyggingu. Með því að nota PEPCK ónæmismerki sem nærpípla-sértækt merki sýndi ónæmisvefjaefnafræði eigindlega að KS-AR-KO minnkaði hlutfall heilaberkisins sem var nærpípla (mynd 3A). Megindleg greining, með formlegum punktatalningaraðferðum (41), sýndi að KS-AR-KO minnkaði marktækt nærliggjandi pípla rúmmálsþéttleika í heilaberki karla, sem er samhliða breytingu á nýrnaþyngd (mynd 3B). Aftur á móti, í ytri röndinni á ytri medulla, breytti KS-AR-KO ekki nærliggjandi píplurúmmálsþéttleika í karlkyns músum marktækt (mynd 3B). Hjá kvenkyns músum breytti KS-AR-KO ekki eigindlega hlutfalli heilaberkisins sem var nærpípla (mynd 3A) og magnbundið breytti ekki rúmmálsþéttleika nærpípla í annaðhvort heilaberki eða ytri medulla (mynd 3B). Kynjamunur á rúmmálsþéttleika nærpípla í heilaberki í WT músum var ekki til staðar hjá KS-AR-KO músum. Þannig miðlar AR í karlkyns nýrum kynjamun á rúmmálsþéttleika nærliggjandi pípla í heilaberki. Í ytri medulla virðist AR tjáning ekki hafa áhrif á rúmmálsþéttleika nærliggjandi pípla hjá hvoru kyninu.

Þessar breytingar á byggingu nærpípla í karlkyns KS AR-KO músum virðast fela í sér breytingar á frumustærð. Hjá karlkyns músum minnkaði KS-AR-KO hæð nærliggjandi píplafrumna verulega í bæði PCT og cortical PST, þ.e. um heila heilaberki (mynd 3C). Frumuhæð í PST í ytri medulla var ekki breytt marktækt (mynd 3C). Þessar niðurstöður eru samhliða niðurstöðum rúmmálsþéttleika. Nýrnasértæk AR eyðing í kvenkyns músum breytti ekki nærliggjandi píplafrumuhæð í hvorki PCT, cortical PST eða PST í ytri medulla, sem er samhliða skorti á áhrifum á rúmmálsþéttleika og heildarnýrnastærð í kvenkyns nýra (mynd. 2B).

Þyngd nýrna, rúmmálsþéttleiki nærpípla í barkar og frumuhæð í PCT og PST í heilaberki voru öll meiri í WT karlnýrum en í WT kvenkyns nýra, sem er samhliða fyrri athugunum okkar (20, 22). Hjá karlkyns KS-AR-KO músum var þessi kynjamunur ekki lengur til staðar og hver af þessum breytum var ekki marktækur frábrugðinn því sem sást hjá hvorki WT eða KS-AR-KO kvenkyns músum. Þannig er kynjamunur á þyngd nýrna, rúmmálsþéttleiki nærpípla í heilaberki og frumuhæð í PCT og PST í heilaberki háð AR tjáningu.

Table 2. Physiological parameters

Áhrif nýrnasértækrar AR eyðingar á söfnunarrásarbyggingu

Mikilvægur kynjamunur er á söfnunarrásinni, þar sem rúmmál söfnunarrásar er meiri í hlutfalli heilaberkis eða ytri medulla sem safnaði rás í annað hvort karlkyns eða kvenkyns músum (mynd 4A). Megindleg formfræðileg greining sýndi að KS-AR-KO breytti ekki rúmmálsþéttleika safnrásarinnar marktækt í annaðhvort heilaberki eða ytri medulla hjá hvoru kyninu (mynd 4B). Þannig miðlar AR nýrnabilun ekki kynferðisbreytingunni við að safna rúmmálsþéttleika rásarinnar.

Ammoníakstjáning ensímtjáning Niðurstöður í nettósýruútskilnaði sýna að nýrnasértæk AR-eyðing eykur útskilnað ammoníak í karlkyns músum jafnvel þó að það dragi úr nærliggjandi píplum rúmmálsþéttleika og frumuhæð í heilaberki. Þetta gefur til kynna að áhrifin á útskilnað ammóníaks megi ekki rekja eingöngu til nærliggjandi píplustækkunar sem leiðir til aukinnar myndun ammóníaks og eru þess í stað afleiðing af aðskildum og sértækum áhrifum á myndun ammoníaks og/eða ammoníakflutninga. Þannig skoðuðum við næst lykilprótein sem taka þátt í myndun ammoníaksins og í ammoníakflutningi.

PEPCK er lykilensím sem þarf til að mynda ammoníak og finnst eingöngu í nærpíplum í nýrum (16, 44). Hjá karlkyns músum jók KS-AR-KO tjáningu PEPCK í heilaberki verulega; engin áhrif voru af KS-AR-KO í kvenkyns músum (mynd 5A). Aukningin á PEPCK tjáningu í karlkyns KS-AR-KO músum útilokaði kynjamuninn í WT músum (mynd 5A). Athugun á tjáningu PEPCK ónæmismerkja sýndi að karlkyns KS-AR-KO mýs höfðu meiri PEPCK ónæmismerki styrkleika í PCT og cortical PST en WT mýs (mynd 5B). Í ytri röndinni á ytri mergnum var enginn greinanlegur munur á styrk PEPCK ónæmismerkisins (mynd 5B). Magnbundin ónæmisvefjaefnafræði karlkyns músa sýndi að KS-AR-KO jók styrk PEPCK ónæmismerkja marktækt bæði í PCT og cortical PST en ekki í ytri rönd ytri mergsins (mynd 5C). Þannig, í karlkyns músum, en ekki kvenkyns músum, dregur AR tjáning í nærpíplum úr PEPCK tjáningu í nærliggjandi píplum í barkar, en ekki í PST í ytri merg.

Nærpíplun hefur ammoníak endurvinnslugetu sem felur í sér GS (37, 42, 45, 46). Í hvorki karlkyns né kvenkyns músum breytti KS-AR-KO marktækt GS tjáningu (mynd 5D). Þannig virðist AR nýrna ekki stýra GS tjáningu.

Figure 7. Effect of androgen receptor (AR) deletion on proximal tubule Naþ /Hþ exchanger isoform 3 (NHE3) expression. A: immunoblot analysis of NHE3 expression. Kidney-specific AR deletion [KS-AR-knockout (KO)] significantly decreased NHE3 expression in male mice. In female mice, NHE3 expression was not significantly altered. B: NHE3 immunohistochemistry. NHE3 immunolabel was less intense in the proximal straight tubule (PST) and cortical proximal convoluted tubule (PCT) of male KS-AR-KO mice compared with male WT mice. C: quantitative immunohistochemistry (qIHC). In male mice, PCT and cortical PST NHE3 expression was decreased significantly by KS-AR-KO, and in the outer medullary PST (OM PST) it was not significantly altered. P values indicate comparison of genotype and sex by two-way ANVOA or Student's t test. Scale bars = 100 mm. n = 5 mice per group. NS, not significant.

Áhrif nýrnasértækrar AR eyðingar á NBCe1 tjáningu

NBCe1 er nærliggjandi pípla samþætt himnuprótein með stórt hlutverk í endurupptöku síaðs bíkarbónats sem stjórnar einnig umbrotum ammoníaks (47–49). Tvö skeytiafbrigði af NBCe1, NBCe1-A og NBCe1-B, eru til staðar í músarnýrum (50, 51). Með því að nota pan-NBCe1 mótefni, sem þekkir bæði NBCe1 afbrigði, komumst við að því að KS-AR-KO minnkaði marktækt NCBe1 tjáningu í heilaberki í karlkyns, en ekki kvenkyns, nýrum (mynd 6A).

Áhrif nýrnasértækrar AR-eyðingar á ammoníakflutningstæki Útskilnaður ammoníak í nýrum felur í sér samræmdan NH3/NH4þ flutning með sérstökum himnupróteinum (10, 16, 52). Þetta felur í sér flutningsefni í nærpíplum (NHE3), TAL í lykkju Henle (NKCC2), og ónæmismerki um söfnun í gangrás var ekki greinanlegt í ytri meðullary proximal píplum (mynd 6C), eins og áður hefur verið greint (48). Við notuðum síðan megindlega ónæmisvefjaefnagreiningu til að mæla hlutasértækar breytingar á NBCe1-A tjáningu. Þetta sýndi að KS-AR KO í karlkyns músum minnkaði NBCe1-A tjáningu í PCT og cortical PST, þ.e. í heilum heilaberki (mynd 6D). Þannig stjórnar AR tjáning cortical proximal tubule NBCe1-Tjáning í karlkyns nýra en ekki í kvenkyns nýra.

(Rhbg og Rhcg). Kynjamunur á útskilnaði ammoníaks tengist mismun á tjáningu hvers þessara (6, 20), og testósterón stjórnar tjáningu bæði NHE3 og NKCC2 (22). NKCC2 miðlar endurupptöku TAL ammoníak (10, 16, 52). Hjá karlkyns músum jók KS-AR-KO NKCC2 prótein tjáningu með því að nota ónæmisblóðgreiningu verulega; í kvenkyns músum var engin marktæk breyting (mynd 8). Þessi breyting á tjáningu í karlkyns músum stuðlar að öllum líkindum að breyttri ammoníaksflutningi í merg og auðveldar þar með áhrif KS-AR-KO til að auka útskilnað ammoníak í karlkyns músum.

Rh glýkóprótein Rhbg og Rhcg eru aðal próteinin sem miðla söfnun ammoníakseytingu og tjáning þeirra er almennt samhliða breytingum á útskilnaði ammoníaks (10, 16, 52). Hins vegar breytti KS-AR-KO ekki marktækt tjáningu Rhbg próteina í hvorki karlkyns né kvenkyns KS-AR-KO músum í annaðhvort heilaberki eða innri rönd ytri medulla (mynd 9). Áhrifin á Rhcg tjáningu voru svipuð. Rhcg ónæmisvefjaefnafræði, metin á eigindlegan hátt og með megindlegri ónæmisvefjafræði, sýndi engar marktækar breytingar á styrk Rhcg ónæmismerkja í innbyggðum frumum í ytri rönd ytri mergsins hjá hvoru kyninu (mynd 10). Þannig virðist AR í nýrum hvorki stýra Rhbg né Rhcg tjáningu.

UMRÆÐA

Þessi rannsókn veitir mikilvægar nýjar upplýsingar um hvernig AR mótar kynlífsbreytingar í nýrum. Vegna þess að AR hefur fjölmörg hlutverk utan nýrna, sem gæti torveldað skilning á hlutverki þess í nýrum, bjuggum við til fyrstu KS-AR-KO músina. KS-AR-KO í karlkyns músum jók útskilnað ammoníak, en minnkaði samt heildarstærð nýrna, rúmmálsþéttleika nærliggjandi pípla og hæð nærliggjandi píplafrumna, sem útilokaði áður þekktan kynjamun. Tjáning margra lykilpróteina (PEPCK og NKCC2) sem taka þátt í meðhöndlun ammoníaks var aukin með KS-AR-KO, sem líklega stuðlaði að auknum útskilnaði ammoníaksins. Samtímis minnkaði tjáning annarra próteina (NHE3 og NBCe1-A) sem mun hafa tilhneigingu til að draga úr breytingum á útskilnaði ammoníaks. KS-AR-KO hafði engin greinanleg áhrif í kvenkyns músum eða í safnrás hvors kyns. Tafla 3 sýnir þessi áhrif. Þessar niðurstöður benda til þess að meðhöndlun ammoníak í nýrum og uppbygging nærliggjandi pípla feli í sér AR-háða merkjaleiðir í nýrum í heilaberki karlkyns nýra en ekki kvenkyns nýra og ekki í ytri merg hvors kyns.

Figure 6. Effect of androgen receptor (AR) deletion on electrogenic Naþ -bicarbonate cotransporter 1 (NBCe1) expression. A: immunoblot analysis using a pan-NBCe1 antibody in the cortex of male (left) and female (right) wild-type (WT) mice and mice with kidney-specific AR deletion [KS-AR-knockout (KO)]. Total NBCe1 protein expression was significantly less in male KS-AR-KO mice than in male WT mice. Total NBCe1 abundance did not change significantly in female mice. B: immunoblot analysis using a NBCe1-A-specific antibody. NBCe1-A expression was significantly less in male KS-AR-KO mice than in WT mice. KS-AR-KO did not change NBCe1-A abundance significantly in female mice. C: NBCe1-A immunohistochemistry in the proximal convoluted tubule (PCT; top), cortical proximal straight tubule (PST; middle), and PST outer medulla (PST OM; bottom) in male WT mice (left) and male KS-AR-KO mice (right). NBCe1-A immunolabel intensity was less in cortical proximal tubule segments in KS-AR-KO mice than in WT mice. NBCe1-A immunolabel was not detectable in the OM PST, as previously reported (47, 48). D: quantitative immunohistochemistry (qIHC) for NBCe1-A. Male KS-AR-KO mice had significantly less NBCe1-A expression in the PCT and cortical PST than did WT mice. P values indicate comparison of genotype and sex by two-way ANVOA or Student's t test. Scale bars = 100 mm. n = 5 mice per group. NS, not significant.

Figure 6. Effect of androgen receptor (AR) deletion on electrogenic Naþ -bicarbonate cotransporter 1 (NBCe1) expression. A: immunoblot analysis using a pan-NBCe1 antibody in the cortex of male (left) and female (right) wild-type (WT) mice and mice with kidney-specific AR deletion [KS-AR-knockout (KO)]. Total NBCe1 protein expression was significantly less in male KS-AR-KO mice than in male WT mice. Total NBCe1 abundance did not change significantly in female mice. B: immunoblot analysis using a NBCe1-A-specific antibody. NBCe1-A expression was significantly less in male KS-AR-KO mice than in WT mice. KS-AR-KO did not change NBCe1-A abundance significantly in female mice. C: NBCe1-A immunohistochemistry in the proximal convoluted tubule (PCT; top), cortical proximal straight tubule (PST; middle), and PST outer medulla (PST OM; bottom) in male WT mice (left) and male KS-AR-KO mice (right). NBCe1-A immunolabel intensity was less in cortical proximal tubule segments in KS-AR-KO mice than in WT mice. NBCe1-A immunolabel was not detectable in the OM PST, as previously reported (47, 48). D: quantitative immunohistochemistry (qIHC) for NBCe1-A. Male KS-AR-KO mice had significantly less NBCe1-A expression in the PCT and cortical PST than did WT mice. P values indicate comparison of genotype and sex by two-way ANVOA or Student's t test. Scale bars = 100 mm. n = 5 mice per group. NS, not significant.

Fyrsta stóra niðurstaðan í þessari rannsókn er að AR tjáning miðlar kynjamun á stærð nýrna. Fyrri rannsóknir á mönnum, rottum og músum hafa sýnt að karlkyns nýrað er stærra en kvenkyns nýrun (3, 56, 57). Fyrsta vísbendingin um að þetta fæli í sér testósterónháða boðleið var sú athugun að umfram andrógengjöf jók eigindlega stærð nærliggjandi pípla hjá rottum (57). Frekari vísbendingar hjá fullorðnum körlum benda til þess að það sé skammtaháð aukning á rúmmáli nýrna, með áætlaðri 4.04-cm3 aukningu á hverja 100 mg af vikulegri testósterónuppbót (58). Við höfum nýlega sýnt fram á að karlkyns mýs eru með stærri nýru og nærpíplustærð en kvenkyns mýs (20, 22) og að þessi munur var háður testósteróni (22). Í samræmi við þessar fyrri niðurstöður sýnir þessi rannsókn að hjá karlkyns músum stjórnar AR tjáning í nýrum bæði heilu nýru og nærliggjandi píplustærð. Þar að auki leiðir KS-AR-KO til þess að nýrnastærð karla er sú sama og hjá konum með ósnortna AR tjáningu. Þannig, hjá karlkyns músum, getur testósterón, sem verkar í gegnum AR-háðar merkjaleiðir í nýrum, alfarið gert grein fyrir kynferðislegri dimorphism í nýrum og nærliggjandi píplustærð.

Önnur helsta niðurstaðan er sú að kynbundinn munur á útskilnaði ammoníaks er miðlað í gegnum AR-háðar leiðir í karlkyns músum. Fyrri rannsóknir okkar sýndu að kvenkyns mýs skilja út um það bil tvöfalt meira ammoníak í þvagi en karlkyns mýs (20–22), nota mismunandi svörunarleiðir til að bregðast við sýruhleðslu (21) og að munurinn á grunnútskilnaði ammoníaksins felur í sér testósterónháð vélbúnaður (22). Þessi rannsókn eykur þessar niðurstöður með því að sýna fram á að KS-AR-KO útilokar kynferðislega dimorphism í útskilnaði ammoníaks. Breytingar á föstum sýruálagi í fæðunni geta breytt útskilnaði ammóníaks, en breytingar á útskilnaði ammoníaks hjá músum með AR-eyðingu má ekki rekja til þessa verkunar þar sem KS-AR-KO breytti ekki fæðuinntöku. Flestar breytingar sem eiga sér stað á umbrotum ammoníaks, eins og á sér stað við efnaskiptablóðsýringu eða blóðkalíumlækkun, leiða til breytinga á stærð nýrna og nærpíplum sem eru samhliða útskilnaði ammoníaks (59–61). Hins vegar hafa karlkyns mýs með AR-eyðingu um nýru aukinn útskilnað ammoníak en minnkað heildarstærð nýrna og nærpíplum, sem gefur til kynna að áhrifin á útskilnað ammoníak séu ekki ósértæk svörun við breytingum á nýrnamassa. Þessi ósamræmi nýrnastærð og ammoníak svörun sem svar við nýrna-AR eyðingu er samhliða niðurstöðum í fyrri rannsóknum okkar með því að nota kynkirtilsnám líkan sem metið áhrif testósteróns (22). Þannig stjórnar testósterón í karlkyns músum, sem verkar í gegnum nýrna-AR hjá körlum, útskilnaði ammóníaks um leiðir sem eru ótengdar áhrifum á nýrnastærð, nærliggjandi píplustærð og innrænt sýruálag sem tengist fæðuinntöku.

Meirihluti ammoníakmyndunar á sér stað í nærpíplum. Fyrri vinnu okkar hefur greint kynferðislega dimorphisms í proximal tubule ammoníak kynslóð sem eru háð testósteróni sem er afleitt af eistum (22). Niðurstöður þessarar rannsóknar auka enn frekar þessar niðurstöður með því að sýna að nýrna-AR í karlkyns músum stjórnar tjáningu ammoníakmyndandi ensímsins PEPCK en ekki ammoníakendurvinnsluensímsins GS. Þessi áhrif á PEPCK tjáningu eru ekki ósértæk áhrif sem tengjast breytingum á nærliggjandi píplustærð, þar sem áhrif AR eyðingar í nýrum á nærpíplustærð eru andstæð áhrifum þess á PEPCK tjáningu. Þar að auki bendir niðurstaðan á að AR eyðing um nýru ekki breyti GS tjáningu að GS sé stjórnað með aðferðum sem eru ólík þeim sem notuð eru fyrir PEPCK.

Figure 10. Effect of kidney-specific androgen receptor deletion [KS-AR-knockout (KO)] on Rhesus C glycoprotein (Rhcg) expression. A: inner stripe of the outer medulla (OMi) Rhcg immunohistochemistry. There was no detectable effect of KS-AR-KO on Rhcg immunolabel in either male or female mice. B: single cell quantitative immunohistochemistry (qIHC) Rhcg expression. Mean single cell Rhcg expression in OMi intercalated cells was determined using qIHC techniques. KS-AR-KO did not alter Rhcg expression significantly in either sex. P values indicate comparison of genotype and sex by two-way ANVOA or Student's t test. Scale bars = 100 mm. n = 5 mice per group. NS, not significant; WT, wild type.

Ammóníak sem framleitt er í nærpíplum er helst seytt út í ljósvökvann í gegnum apical NHE3-háð kerfi (54, 55). Fyrri rannsóknir hafa sýnt að tap á testósteróni dregur úr tjáningu NHE3 (22, 62). Niðurstöður þessarar rannsóknar framlengja þessar niðurstöður enn frekar með því að sýna að nýrna-AR eyðing í karlkyns músum dregur úr tjáningu NHE3. Þannig virðist testósterón sem virkar í gegnum AR virkjun auka tjáningu NHE3 í barkar nærpíplum. Hins vegar er mikilvægt að viðurkenna að þessi áhrif eru ekki samhliða útskilnaði ammóníaks og þess í stað er spáð að þær dragi sem minnst úr breytingum á útskilnaði ammoníaks. Þess í stað, vegna þess að NHE3 er einnig mikilvægt fyrir síað NaCl og endurupptöku vatns, geta þessi áhrif stuðlað að meiri nálægri píplum NaCl endurupptöku sem er til staðar hjá körlum (6, 7).

Endurupptaka ammoníak í TAL staðfestir millivefs ammoníak halla sem er nauðsynlegur til að safna ammoníak seytingu (63, 64). Fyrri rannsóknir frá hópnum okkar hafa sýnt að NKCC2 tjáning er meiri í kvenkyns músum en karlkyns músum (20-22), að það er kynferðisleg tvíbreytni í svörun NKCC2 við sýruhleðslu (21) og að munurinn á grunntjáningu NKCC2 felur í sér testósterónháðan vélbúnað (22). Þessi rannsókn sýnir að tap á nýrna-AR í karlkyns músum jók tjáningu NKCC2. Stærð þessara áhrifa var næstum eins og munurinn sem við höfum greint á milli karl- og kvenmúsa (20, 21) og í núverandi rannsókn útrýmdi kynferðislega mismunun NKCC2 tjáningar. Ennfremur er greindur munur á karlkyns músum með ósnortinn nýrna-AR og AR-eyðingu samhliða áður greindum mun á karlkyns músum með orchiectomy samanborið við ósnortinn og sýndarstýrðan samanburð (24). Þannig virðist testósterón sem virkar í gegnum AR miðla kynferðislegri tvíbreytni í NKCC2 tjáningu. Hins vegar virðist þessi reglugerð vera óbein, þar sem engin greinanleg AR tjáning var í TAL í hvorki fyrri skýrslu okkar (22) né í þessari rannsókn. Einn mögulegur óbeinn aðferð sem útskýrir þessa athugun er að hjá körlum leiðir AR-eyðing til minnkaðrar nærpíplustærð sem ásamt minni nærliggjandi píplum NHE3 tjáningu eykur aukna sendingu uppleystra efna til TAL, sem örvar NKCC2 tjáningu.

Table 3. Summary of renal AR deletion effects

Seyting ammoníak í söfnun er aðalákvarðandi útskilnaðar ammoníak í þvagi og Rh glýkópróteinin Rhbg og Rhcg eru aðal flutningstæki ammoníaks í söfnunarrásum (16, 65–68). Við höfum áður sýnt kynferðislega dimorphisms í söfnun rúmmálsþéttleika og tjáningu Rh glýkópróteina, þar sem kvenkyns mýs hafa meiri þéttleika safnrásarrúmmáls, intercalated frumustærð og Rhbg og Rhcg tjáningu (20). Þessi rannsókn fann engar greinanlegar breytingar á rúmmálsþéttleika safnrásar eða Rhbg og Rhcg tjáningu sem svar við KS-AR-KO hjá hvorki karlkyns eða kvenkyns músum. Þetta er samhliða skorti á áhrifum testósterónskorts, framkallað af orchiectomy, á söfnun rásrúmmálsþéttleika, intercalated frumustærð og Rhbg og Rhcg tjáningu (22). Við komumst að þeirri niðurstöðu að kynferðisleg dimorphism í safnrásinni eigi sér stað með aðferðum sem taka ekki til testósteróns og AR-háðra boðleiða.

Ytri mergurinn virðist bregðast öðruvísi við kyni, testósteróni og AR en heilaberki. Öfugt við nýrnaberki, í ytri merg, er engin kynferðisleg dimorphism í rúmmálsþéttleika nærpípla eða nærliggjandi pípluhæð (20), engin áhrif testósterónskorts af völdum orchiectomy á þessar breytur (22) og engin áhrif nýrna. AR eyðing (núverandi rannsókn). Þessi skortur á áhrifum kynlífs, testósteróns og AR tjáningar er ekki vegna skorts á AR tjáningu, þar sem við höfum sýnt AR tjáningu í öllu nærpíplunni, þar með talið í ytri medulla (22). Skilningur á aðferðunum sem liggja að baki þessum ásmuna á nærliggjandi píplusvörun við kynlífi, testósteróni og AR mun vera mikilvæg leið fyrir framtíðarrannsókn.

Loka athugun er að AR eyðing hafði ekki greinanleg áhrif á kvenkyns nýru. AR er til staðar í öllu nærpíplunni hjá báðum kynjum og þó að það sé gefið upp á lægra stigum hjá konum var alger munur á tjáningu aðeins - 50 prósent (22). Að hluta til gæti skortur á áhrifum AR eyðingar bent til minnkaðrar AR virkjunar með testósteróni í blóðrás, sem er, eins og sýnt er í þessari rannsókn, verulega minna hjá konum en körlum. Hins vegar bendir ónæmisvefjaefnafræði til umtalsverðrar staðsetningar á kjarna AR í kvenkyns nýrum (Ref. 22 og núverandi rannsókn), sem venjulega gefur til kynna virkjun AR-háðra merkjaferla. Þessar athuganir benda til þess að annar kynháður munur skerði AR-háða merkjakerfi í kvenkyns nærpíplum.

Sjónarhorn og mikilvægi

Betri skilningur á verkunarháttum og líffræðilegum áhrifum kynlífs á nýrnabyggingu og umbrot ammoníak er mikilvægt til að hámarka getu okkar til að sjá um bæði karla og konur með sýru-basa truflanir. Þrátt fyrir nýlegar framfarir í skilningi okkar á áhrifum kynlífs á umbrot ammoníaks og hlutverki AR í nýrum, er þörf á frekari rannsóknum. Það eru vissulega testósterón-óháð áhrif kynlífs, hvernig aðferðin er ófullkomlega skilin eins og er. Hvort sem þetta felur í sér bein áhrif annarra kynsterahormóna, svo sem estrógena eða prógesteróns, óbein áhrif AR virkjunar á nærpíplum eða áhrif kynlitninga sem eru óháðir kynkirtlahormónum verða mikilvæg atriði fyrir framtíðarrannsóknir til að takast á við.

to relieve kidney problems and to enhance renal androgen by cistanche

cistanche léttir nýrnavandamál og eykur kstarfsemi nýrna

VIÐTAKNINGAR

Við þökkum Dr. Sharon W. Matthews og Chao Chen (University of Florida, College of Medicine Rafeindasmásjárrannsóknarstofu) fyrir frábæra vefjavinnslu fyrir ónæmisvefjaefnafræðilegar tilraunir okkar. Við þökkum læknadeild háskólans í Virginíu fyrir rannsóknir í æxlunarbindlagreiningu og greiningarkjarna fyrir mælingu á testósterónmagni í sermi. Við þökkum Dr. Gail Prins fyrir að útvega and-AR mótefni og fyrir sérfræðiþekkingu þeirra á AR.

UPPLÝSINGAR

Engir hagsmunaárekstrar, fjárhagslegir eða á annan hátt, eru lýstir yfir af höfundum.

HÖFUNDARFRAMLAG

ANH og IDW hugsuðu og hönnuðu rannsóknir; ANH, RAC, H.-WL og JWV gerðu tilraunir; ANH, RAC, H.-WL, JWV og IDW greindu gögn; ANH, RAC, JWV og IDW túlkuðu niðurstöður tilrauna; ANH útbjó tölur; ANH samdi handritið; ANH, RAC, H.-WL, JWV og IDW ritstýrðu og endurskoðuðu handritið; ANH, RAC, H.-WL, JWV og IDW samþykktu lokaútgáfu handritsins.


HEIMILDIR

1. Læknamálanefnd um skilning á líffræði kyns og kyns D; Wizemann TM, Pardue ML (Ritstjórar). Að kanna líffræðileg framlög til heilsu manna: Skiptir kynlíf máli? Washington, DC: National Academies Press, 2001. doi:10.17226/ 10028.

2. Karp NA, Mason J, Beaudet AL, Benjamini Y, Bower L, Braun RE, o.fl. Algengi kynferðislegrar tvíbreytni í svipgerðareiginleikum spendýra. Nat Commun 8: 15475, 2017. doi:10.1038/ncomms15475.

3. Sabolić I, Asif AR, Budach WE, Wanke C, Bahn A, Burckhardt G. Kynjamunur á nýrnastarfsemi. Pflugers Arch 455: 397–429,b2007. doi:10.1007/s00424-007-0308-1.

4. Ramirez LA, Sullivan JC. Kynjamunur á háþrýstingi: hvar við höfum verið og hvert við erum að fara. Am J Hypertens 31: 1247-1254,2018. doi:10.1093/ajh/hpy148.

5. Layton AT, Sullivan JC. Nýlegar framfarir í kynjamun á nýrnastarfsemi. Am J Physiol Renal Physiol 316: F328–F331, 2019. doi:10.1152/ajprenal.00584.2018.

6. Veritas LC, Girardi ACC, Curry J, Pei L, Ralph DL, Tran A, Castelo- Branco RC, Pastor-Soler N, Arranz CT, Yu ASL, McDonough AA. Kynlegt tvíbreytt mynstur nýrnaflutningsefna og blóðsaltajafnvægi. J Am Soc Nephrol 28: 3504–3517, 2017. doi:10.1681/ASN.

7. Li Q, McDonough AA, Layton HE, Layton AT. Hagnýtar afleiðingar kynferðislegrar afbrigðileika flutningamynstra ásamt nærliggjandi píplum hjá rottum: líkanagerð og greining. Am J Physiol Renal Physiol 315: F692–F700, 2018. doi:10.1152/ajprenal.00171.2018.

8. Mitch VIÐ. Efnaskipta og klínískar afleiðingar efnaskiptablóðsýringar. J Nephrol 19 Suppl 9: S70–S75, 2006.

9. Hamm LL, Nakhoul N, Hering-Smith KS. Sýru-basa jafnvægi. Clin J Am Soc Nephrol 10: 2232–2242, 2015. doi:10.2215/ CJN.07400715.

10. Weiner ID, Mitch WE, Sands JM. Umbrot þvagefnis og ammoníaks og stjórn á útskilnaði köfnunarefnis um nýru. Clin J Am Soc Nephrol 10: 1444–1458, 2015. doi:10.2215/CJN.10311013.

11. Rangt O, Davies HE. Útskilnaður sýru í nýrnasjúkdómum. QJ Med 28: 259–313, 1959.

12. Baertl JM, Sancetta SM, Gabuzda GJ. Tengsl bráðrar kalíumskorts við umbrot ammóníums í nýrum hjá sjúklingum með skorpulifur. J Clin Invest 42: 696–706, 1963. doi:10.1172/JCI104761.

13. Maher T, Schambelan M, Kurtz I, Hunter HN, Jones JW, Sebastian A. Umbót á efnaskiptablóðsýringu með takmörkun á kalíum í mataræði hjá sjúklingum með blóðkalíum með langvinna nýrnabilun. J Lab Clin Med 103: 432–445, 1984.

14. Shear L, Gabuzda GJ. Kalíumskortur og innrænt ammoníumofhleðsla frá nýrum. Am J Clin Nutr 23: 614–618, 1970. doi:10.1093/acne/23.5.614. F642 AJP-Renal Physiol doi:10.1152/ajprenal.00260.2021 www.ajprenal.org

15. Tannen RL, McGill J. Áhrif kalíums á nýrnaammoníakframleiðslu. Am J Physiol 231: 1178–1184, 1976. doi:10.1152/ajplegacy. 1976.231.4.1178.

16. Weiner ID, Verlander JW. Ammoníakflutningsefni og hlutverk þeirra í sýru-basa jafnvægi. Physiol Rev 97: 465–494, 2017. doi:10.1152/ physrev.00011.2016.

17. Kovesdy CP, Anderson JE, Kalantar-Zadeh K. Samtök bíkarbónatþéttni í sermi með dánartíðni hjá sjúklingum með langvinna lungnasjúkdóm sem ekki er háð skilun. Nephrol Dial Transplant 24: 1232–1237, 2009. doi:10.1093/ndt/gfn633.

18. Navaneethan SD, Schold JD, Arrigain S, Jolly SE, Wehbe E, Raina R, Simon JF, Srinivas TR, Jain A, Schreiber MJ Jr, Nally JV Jr. Serum bíkarbónat og dánartíðni í stigum 3 og stigs 4 langvinnum nýrnasjúkdómum . Clin J Am Soc Nephrol 6: 2395–2402, 2011.

19. Raphael KL, Murphy RA, Shlipak MG, Satterfield S, Huston HK, Sebastian A, Sellmeyer DE, Patel KV, Newman AB, Sarnak MJ, Ix JH, Fried LF; Heilsu ABC rannsókn. Styrkur bíkarbónats, sýru-basa ástand og dánartíðni í rannsókninni á heilsu, öldrun og líkamssamsetningu. Clin J Am Soc Nephrol 11: 308–316, 2016.

20. Harris AN, Lee HW, Osis G, Fang L, Webster KL, Verlander JW, Weiner ID. Mismunur á umbrotum ammoníaks í nýrum í nýrum karla og kvenna. Am J Physiol Renal Physiol 315: F211–F222, 2018. doi:10.1152/ajprenal.00084.2018.



Þér gæti einnig líkað