joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

IL-22-riprogrammar metaboliku tal-kliewi medjat permezz ta' PFKFB3 biex jikkura korriment fil-kliewi

Wei Chen, et al

Astratt Grafiku

IL-22 attenwakliewikorrimentpermezz ta 'programmazzjoni mill-ġdid metabolika ta' TECs tal-kliewi, jirregola l-funzjoni mitokondrijali u glikolisi f'TECs bil-ħsara, u ttaffi l-akkumulazzjoni ta 'ROS mitokondrijali u mitokondrija disfunzjonali permezz tal-induzzjoni ta' attivitajiet AMPK / AKT u PFBFK3. It-titjibkliewikorrimentofIL-22 permezz tar-regolamentazzjoni tal-metaboliżmu sinjalazzjoni rilevanti hija ċċertifikata f'mudelli ta' annimali ta' ħsara fil-kliewi indotta minn cisplatin u nefropatija dijabetika.

Astratt

Il-ħsara fil-kliewi tibda l-istati metaboliċi li qed jiddeterjoraw fiċ-ċelloli tat-tubuli li jwasslu għall-iżvilupp ta 'mard tal-kliewi fl-aħħar stadju (ESTD). Interleukin-22 (IL- 22) huwa antidotu terapewtiku effettiv għalkliewikorrimentpermezz tal-promozzjoni tal-irkupru tal-kliewi, iżda ftit huwa magħruf dwar il-mekkaniżmi molekulari sottostanti. Hawnhekk, l-ewwel nipprovdu evidenza li IL-22 attenwakliewikorrimentpermezz ta' riprogrammazzjoni metabolika ta' ċelluli epiteljali tubulari renali (TECs). Speċifikament, id-dejta tagħna tissuġġerixxi li IL-22 jirregola l-funzjoni mitokondrijali u l-glikolisi f'TECs bil-ħsara. Osservazzjonijiet ulterjuri jindikaw li IL-22 itaffi l-akkumulazzjoni ta 'speċi ta' ossiġnu reattiv mitokondrijali (ROS) u mitokondrija li ma tiffunzjonax permezz tal-induzzjoni ta 'sinjalazzjoni AMPK/AKT u attivitajiet PFBFK3. Fil-ġrieden, it-titjib takliewikorrimentu n-nekrożi u t-titjib tal-funzjonijiet tal-kliewi permezz tar-regolamentazzjoni ta 'dawn is-sinjalar rilevanti tal-metaboliżmu u l-kapaċità mitokondrijali ta' IL-22 rikombinanti huma ċċertifikati f'mudelli ta 'annimali ta' ħsara fil-kliewi indotta minn cisplatin u nefropatija dijabetika (DN). Meħuda flimkien, is-sejbiet tagħna jiżvelaw għarfien mekkanistiku ġdid dwar l-effetti protettivi tal-IL-22 fuq il-kliewi u jenfasizzaw l-opportunitajiet terapewtiċi tal-IL-22 u r-regolaturi metaboliċi involuti f'diversi mard tal-kliewi.

KELMI EWLENINinterleukin-22,kliewikorriment, riprogrammazzjoni metabolika, disfunzjoni mitokondrijali

Cistanchetubulosajipprevjeni mard tal-kliewi, ikklikkja hawn biex tikseb il-kampjun

1 INTRODUZZJONI

Akutakliewikorriment(AKI), tħassib komuni tas-saħħa pubblika assoċjat ma’ mortalità u morbożità għolja, taffettwa miljuni ta’ pazjenti rikoverati fl-isptar madwar id-dinja u turi inċidenza li qed tiżdied b’rata mgħaġġla.1–3 Il-patofiżjoloġija sottostanti tal-AKI mhix mifhuma bis-sħiħ iżda tinvolvi l-ħsara u l-apoptosi tal-kliewi. ċelluli epiteljali tubulari (TECs), speċjalment fit-tubuli prossimali.4–7 Tipi multipli ta’ letteratura jsostnu li l-ħsara severa u sostnuta tagħhom ħafna drabi tikkawża tiswija mhux kompluta u ħażina tat-tessut, li twassal għal rispons infjammatorju, deġenerazzjoni tubulari, fibrożi tal-kliewi, u progressjoni eventwali għal mard tal-kliewi fl-aħħar stadju (ESTD).8–10 Sfortunatament, minbarra kura ta’ appoġġ ibbażata fuq id-dijalisi, l-ebda terapewtika stabbilita sew għalkliewikorrimenthuma disponibbli. Għalhekk, trattament proattiv huwa ferm meħtieġ biex titnaqqas it-tbatija li tikkawża lill-pazjenti u l-piżijiet finanzjarji sinifikanti tagħhomkliewikorrimentlill-individwi u lis-soċjetà.

Interleukin-22 (IL-22), membru importanti taċ-ċitokini tal-familja IL-10, reċentement ġibdet attenzjoni kbira bħala aġent ta' sopravivenza f'bosta disturbi mmexxija minn ħsara epiteljali.11–13 IL -22 iqajjem il-protezzjoni tat-tessuti u l-omeostasi primarjament permezz tal-attivazzjoni tal-mogħdija tas-sinjalar STAT3 u l-promozzjoni tal-proliferazzjoni epiteljali. , u t-trattament b'IL-22 jista' jipproteġi kontra l-ħsara epiteljali renali u jaċċellera r-riġenerazzjoni tubulari.kliewikorriment, ftit hu magħruf dwar il-mekkaniżmi sottostanti tal-irkupru tat-TECs indotti minn IL- 22-. Il-fehim tal-bażi molekulari ta' IL-22 huwa sinifikanti kemm għall-esplorazzjoni ta' kif IL-22 jaġixxi biex jinibixxi l-AKI jew l-ESTD kif ukoll biex jiskopru modifikaturi molekulari kif ukoll proċessi kruċjali involuti fil-prevenzjoni ta' ħsara fil-kliewi.

It-tiswija tal-kliewi wara l-ħsara hija proċess metabolikament dipendenti u kkumplikat.18 L-evidenza reċenti tindika li l-firem metaboliċi taċ-ċelluli jistgħu jirregolaw is-sopravivenza u l-plastiċità taċ-ċelluli renali u għalhekk jipprovdu għarfien mekkanistiku utli dwar kif il-proċessi metaboliċi jikkontrollaw it-tiswija tat-tessuti.19,20 Speċifikament, dawn is-sejbiet. juru li r-riprogrammazzjoni metabolika minn PGC1 jew is-sistema S-nitroso-CoA reductase tipproteġi kontrakliewikorriment. Mekanistikament, żieda fil-glikolisi u fosforilazzjoni ossidattiva (OXPHOS) tista 'tippromwovi t-tkabbir u l-mogħdijiet ta' sinjalar difensiv jew tista 'tforni t-talbiet enerġetiċi ogħla ta' mitosi u bijosintesi anabolika waqt it-tiswija tal-organi.19,21 Riċentement, l-istudji tagħna wrew li IL-22 ittaffi disfunzjoni mitokondrijali fil-fwied, li tinvolvi l-proċessi metaboliċi ċellulari.22,24 Għalhekk, nistaqsu jekk IL-22 jipproteġix kontra ħsara fil-kliewi u apoptosi permezz tar-regolazzjoni tal-istati metaboliċi tagħhom. Biex niddeterminaw il-mekkaniżmi tat-tiswija tal-kliewi medjata minn IL-22, nittrattaw ċelluli epiteljali tubulari prossimali umani (PTECs) bi stimulazzjoni tal-istress. Nissuġġerixxu li IL-22 imexxi r-riprogrammar metaboliku biex itejjeb il-glikolisi u l-OXPHOS, li jipprevjenu kontra d-disfunzjoni tat-TECs. Aħna wkoll nuru li IL-22 indotta dan il-programm permezz tal-attivazzjoni tas-sinjalar AMPK/AKT u l-modifikaturi molekulari tiegħu biex ittaffi d-disfunzjoni mitokondrijali. L-osservazzjonijiet tagħna jitfgħu dawl fuq ir-regolazzjoni tal-istati metaboliċi għat-trattament u l-prevenzjoni tal-mard tal-kliewi u jipprovdu għarfien ġdid għall-iżvilupp ta 'interventi ġodda effiċjenti għall-korriment tal-organi b'mod ġenerali.

Cistanche jista 'jikkurakliewikorriment

2 MATERJALI U METODI

2.1 Reaġenti

Oligomycin, rotenone, u cyanide p-trifluoromethoxy phenyl-hydrazone (FCCP) inkisbu minn Sea horse Biosciences; IL-22 rikombinanti ġie pprovdut minn Novoprotein (iċ-Ċina); cisplatin (Crisp.), MitoTrackerGreen, LY294002, 5,5′,6,6′-tetrachloro-1,1′,3,3′-tetraethylbenzimidazolylcarbocyanineiodide (JC{-1), u kompost C inkisbu minn Beyotime Biotechnology (Ċina); antikorpi mmirati lejn Glut1, -Actin, p-AMPK , AMPK, u GAPDH inxtraw minn Abcam; antikorpi għal STAT3, p-STAT3 (Y705), AKT, p-AKT (S473), PFKFB3, u Caspase-3 inxtraw minn Cell SignalingTechnology; rapamycin, aċidu palmitiku (Palm.), Z-VAD-FMK u glukożju nkisbu minn Sigma-Aldrich; MitoSOX, Hoechst33342, MitoTracker Red, u PKH26 inkisbu minn Invitrogen.

2.2 Kultura taċ-ċelluli

Iċ-ċellula epiteljali tat-tubuli prossimali tal-bniedem (HK{{0}}) inkisbet mill-Bank taċ-Ċelluli ta 'Shanghai Istitut tal-Bijokimika u l-Bijoloġija taċ-Ċelloli, l-Akkademja Ċiniża tax-Xjenzi, u miżmuma wara protokolli standard. HK-2 inżera' fi pjanċi ta' sitt bir (1 × 106 ċelluli/bir) jew 96-pjanċi bir-bir (1 × 1{05 ċelluli/bir) u ikkultivat f'90 fil-mija RPMI1640 medium (Gibco) supplimentat b'100 U/ml peniċillina, 100 µg/ml streptomycin, u 10 fil-mija serum bovin tal-fetu (FBS) (Gibco). L-ewwel inkubajna HK-2 b'IL-22 (0.5 µg/ml) għal 0.5 sigħat, imbagħad 50 mM d-glucose jew 5 µg/ml cisplatin jew 0.2 mM aċidu palmitiku jew jew 4 µM doxorubicin (DOX ) għal 24 siegħa. F'xi każijiet, iċ-ċelloli ġew ikkultivati ​​fil-preżenza ta 'Z-VAD-FMK (10 µM), kompost C (5 µM), LY294002 (20 µM), jew rapamycin (50 nM) għal ħinijiet indikati.

2.3 Esperimenti taż-żwiemel tal-baħar

Aħna analizzajna TECs bl-użu ta 'Seahorse XF96 Extracellular Flux-Analyzer għall-bidliet fir-rata ta' aċidu extraċellulari (ECAR) u r-rata tal-konsum tal-ossiġnu (OCR). Fil-qosor, HK-2 (1 × 105) tkabbar fuq 96-tajjeb Seahorse-plates matul il-lejl. Imbagħad, ħsilna ċ-ċelloli b'mezz ta' analiżi taż-żwiemel tal-baħar li jkun fih 1 mM piruvat, 10 mM glukożju, u 2 mM glutamine (jew mingħajr glukożju għall-ittestjar tal-ECAR) f'atmosfera mingħajr CO2 f'37◦C għal {{18 }}.5 h. Dejta sperimentali ġiet irreġistrata wara li l-inibituri msemmija hawn taħt ġew injettati f'konċentrazzjoni ottima ta' FCCP (1.0 µM), oligomycin (1.0 µM), rotenone/antimycin A (0.5 µM), 2-DG (50). mM), jew glukożju (10 mM).

Cistanche jista 'jikkurakorriment fil-kliewi

2.4 Mudelli tal-ġrieden u tal-annimali

Ġrieden maskili BALB/c (6-8 ġimgħat) inxtraw minn Slaccas Experimental Animal Co. (Shanghai, iċ-Ċina). Ġrieden Db/db u Db/m ġew ipprovduti miċ-Ċentru ta 'Riċerka tal-Annimali tal-Mudell tal-Università ta' Nanjing (Nanjing, iċ-Ċina). Il-ġrieden kollha nżammu f'faċilitajiet speċifiċi mingħajr patoġeni (SPF) u mkabbra skont protokolli standard. Għall-mudell AKI, ġrieden BALB/c irċevew cisplatin (20 mg/kg) jew kontroll salin b'injezzjoni intraperitoneali. Ġrieden Db/db ġew mitmugħa b'dieta b'ħafna xaħam (HFD) fil-punti taż-żmien indikati biex jinduċu nefropatija dijabetika (DN). Ġrieden Db/m ġew mitmugħa b'dieti chow bħala l-grupp ta 'kontroll. F'esperimenti fuq l-annimali AKI, IL-22 ġie injettat intraperitonealment fid-doża ta' 0.5 mg/kg/jum jew 1.5 mg/kg/jum għal 4 ijiem konsekuttivi. F'esperimenti fuq l-annimali DN, IL-22 ġie injettat intraperitonealment fid-doża ta' 2.5 mg/kg darbtejn fil-ġimgħa għal tmien ġimgħat konsekuttivi. Il-ġrieden ta 'kontroll irċevew l-ammont xieraq ta' PBS. Il-proċeduri sperimentali tal-annimali tagħna twettqu wara l-protokolli evalwati u approvati mill-Kumitat tal-Etika għall-Kura u l-Użu tal-Annimali tal-Iskola tal-Farmaċija, l-Università ta 'Fudan. Tbajja immunohistokimika, kejl tal-potenzjal tal-membrana mitokondrijali, speċi istoloġika u reattiva tal-ossiġnu (ROS) tat-taqsimiet tal-kliewi saru kif deskritt qabel.22-24

2.5 PCR f'ħin reali

Aħna ksibna l-RNA totali minn reaġenti TRNzol (Beyotime Biotechnology, iċ-Ċina) minn kampjuni ta 'ċelluli jew tessut u mbagħad traskrittihom għal cDNA bl-użu ta' kit tat-test MMLV-reverse transcriptase (Beyotime Biotechnology). Il-livell ta 'espressjoni ta' mRNA ġie analizzat mill-istrumenti PCR f'ħin reali (BioRad) bl-użu ta 'kit ta' analiżi qPCR-mix aħdar SYBR (Beyotime Biotechnology) u standardizzat għal GAPDH.

2.6 Ċitometrija tal-fluss

Ċelloli tal-kliewi tkabbru u ttrattati kif deskritt hawn fuq. Tbajja MitoSOX (mitokondrijali ROS), MitoTracker Green (massa mitokondrijali totali), u MitoTracker Red (potenzjal tal-membrana mitokondrijali) twettqu skont l-istruzzjonijiet tal-manifattur u riċerka preċedenti.22–24 Aħna ksibna r-riżultati mill-Beckman Coulter Flow Cytometer u l- Softwer CytExpert (BD Biosciences).

2.7 It-teħid tal-glukożju

Aħna kejlu l-konċentrazzjonijiet tal-glukożju fis-supernatant tal-kultura taċ-ċelluli permezz ta 'test tal-assorbiment tal-glukożju skont il-protokoll tal-manifattur u r-riċerka preċedenti (GAHK20; Sigma). In-normalizzazzjoni tar-riżultati twettqet skond in-numru ta 'ċelluli.

2.8 Knockdown tal-ġeni

Aħna użajna l-RNA żgħir li jinterferixxi (siRNA; RiboBio, iċ-Ċina) biex inaqqas il-ġeni speċifiċi. L-ewwel, Lipofectamine RNAiMAX u siRNA (100 pmol) tħalltu bil-mod permezz ta 'pipetta u inkubati f'37◦C għal 0.5 h. Imbagħad biddilna l-medja standard tal-kultura taċ-ċelluli għal cocktail ta 'trasfezzjoni u inkubajna ċ-ċelloli għal 6 sigħat għat-trasfezzjoni tal-ġeni siRNA. Sussegwentement, biddilna l-cocktail tat-trasfezzjoni għal mezz ta 'kultura taċ-ċelluli frisk. Wara 48 siegħa, iċ-ċelloli tal-kliewi ġew inkubati b'IL-22 għal aktar studji.

Cistanche jista 'jikkurakorriment fil-kliewi

2.9 Western blot

Aħna estrajna proteini totali minn ċelluli jew tessut permezz ta 'buffer ta' liżi RIPA (Beyotime Biotechnology, iċ-Ċina). Imbagħad, ġbarna l-lysates biċ-ċentrifugazzjoni f'4◦C f'12 000 rpm għal 10 min. Sussegwentement, il-lysates ġew imsaħħna bil-buffers tal-kampjun f'100◦C għal 15-il minuta, soġġetti għal sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE), u elettrotrasferiti għal polyvinylidene difluoride (PVDF) membrana (Millipore, il-Ġermanja). Il-membrani mbagħad ġew imblukkati b'5 fil-mija albumina tas-serum bovin (BSA) għal 2 sigħat u ko-inkubati b'antikorpi primarji f'4◦C matul il-lejl. Wara l-ħasil tliet darbiet, il-membrani ġew inkubati b'antikorpi sekondarji konjugati bil-perossidażi taż-żwiemel (CST, USA). Il-blots tal-proteini ġew viżwalizzati mis-sistema mtejba tal-immaġini tal-kimiluminixxenza.

2.10 Immunofluworexxenza

Iċ-ċelloli tal-kliewi ġew iffissati bi 3 fil-mija –4 fil-mija paraformaldehyde u permeabilizzati bi 0.1 fil-mija Triton X-100. Imbagħad, imblukkajna ċ-ċelloli b'5 fil-mija BSA għal 2 sigħat. Iċ-ċelloli ġew inkubati matul il-lejl bl-antikorp anti-GLUT1 f'4◦C, maħsula erba 'darbiet, u mbagħad imtebbgħin b'PKH26. Sussegwentement, iċ-ċelloli tal-kliewi ġew imtebbgħin b'Hoechst 33342 u mmuntati fuq slides. Id-dejta nkisbet permezz ta' mikroskopija konfokali.

2.11 RNA-seq u bijoinformatika

Il-kampjuni ta 'TEC (2 × 107) ġew lysed u l-RNA totali ġie estratt bl-użu tal-kit RNeasy mini, skont il-protokolli tal-manifattur (Beyotime, Shanghai, iċ-Ċina). L-RNA-seq ewkarjotiku twettaq bl-użu tat-teknoloġija tas-sekwenzjar tal-ġenerazzjoni li jmiss (NGS) fuq is-sistema ta' sekwenzar Illumina HiSeq, li tipprovdi tul ta' qari ta' 50-bażi. L-allinjament tal-qari tas-sekwenzjar sar bl-użu ta 'TopHat v2.0.12 kontra l-Assemblea UCSC mm10. L-analiżi tal-espressjoni differenzjali ġiet ikkalkulata bl-użu tal-pakkett DESeq2 (http://www.bioconductor.org/packages/release/ bioc/html/DESeq2.html) u l-analiżi tas-sinifikat statistiku twettqu f'R (v3.1.1; http://www. .r-project.org/). Ir-rappreżentazzjoni żejda tal-mogħdija saret bl-użu tal-pakkett R ReactomePA.

2.12 Statistika

Id-dejta ġiet espressa bħala medja ± devjazzjoni standard (SD) u ntweriet bl-użu ta' GraphPad Prism 5.0. Għal riżultati li jqabblu żewġ gruppi jew aktar, id-differenzi ġew ikkalkulati bl-użu tat-test t ta' Student jew l-analiżi tal-varjanza f'direzzjoni waħda (ANOVA): ***p < 0.00="" 1,="" **p="">< 0.01,="" u="" *p=""><>

Cistanche jista 'jikkurakorriment fil-kliewi

3 RIŻULTATI

3.1 IL-22 jippreserva l-metaboliżmu ċellulari fit-TECs

Minħabba li l-mitokondrija kienu ssuġġeriti li huma organelli importanti li integraw il-metaboliżmu ċellulari u l-proċessi apoptotiċi, aħna vvalutajna l-funzjoni mitokondrijali f'TECs li ġew stimulati b'kliewikorrimentfatturi u ttrattati b'IL-22.25 Kif muri fil-Figura 1A–D, ir-rata tal-konsum tal-ossiġnu bażali mitokondrijali (OCR), il-kapaċità respiratorja massima (MRC), u r-respirazzjoni ġew imblukkati sostanzjalment fit-TECs taħt sitwazzjonijiet ta 'stress. Notevolment, dawn l-anormalitajiet kienu fil-biċċa l-kbira evitati permezz ta' kura IL- 22. Il-glikolisi f'TECs bil-ħsara, evidenzjata mir-rata ta 'aċidifikazzjoni extraċellulari (ECAR), kienet ukoll mrażżna b'mod notevoli, meta mqabbla ma' IL-22 flimkien ma 'TECs sfidati bl-istimoli (Figura 1B u E). Aħna wrejna wkoll li l-fosforilazzjoni ossidattiva kompromessa (OXPHOS) u l-glikolisi f'TECs bil-ħsara ma kinux l-effetti sekondarji ta 'apoptożi permezz ta' ko-trattament ta 'inibitur pan-caspase (Figura S1). U l-effetti riparattivi medjati mill-IL-22-fuq difetti metaboliċi kienu speċifiċi għal TECs renali (Figura S2). Barra minn hekk, IL-22 ippromwoviet iċ-ċelluli HK2 OXPHOS u glikolisi fin-nuqqas ta 'stimoli, li jindika l-effetti ta' IL{-22 fuq mogħdijiet metaboliċi ma kinux speċifiċi għal TECs bil-ħsara (Figura S3). Barra minn hekk, ir-riżultati tagħna indikaw ukoll li IL-22 ippromwova l-espressjoni u t-traslokazzjoni ta' IL-22R1. Sadanittant, il-fosforilazzjoni ta 'STAT3 u l-effetti ta' riprogrammazzjoni metabolika ta 'IL-22 ġew kompletament diżarmati minn knockdown IL{-22R1 (Figura S4). Dawn is-sejbiet issuġġerew li IL-22 irrestawra l-istat metaboliku tat-TECs permezz tal-attivazzjoni tal-IL-22R1 direttament. Minħabba li bosta biċċiet ta' evidenza kienu ssuġġerew li Glut1 kellu rwol ewlieni fil-glikolisi u l-omeostażi tal-glukożju,26 aħna, għalhekk, staqsejna jekk IL-22 affettwax it-traslokazzjoni jew l-espressjoni ta' Glut1. Kif antiċipat, urejna li IL-22 mhux biss ippromwoviet il-Glut1 traslokat għall-wiċċ tal-membrana taċ-ċellula (PKH26) u l-espressjoni ta 'Glut1, iżda wkoll saħħaħ l-assorbiment tal-glukożju (Figura 1F u G). B'mod ġenerali, dawn l-osservazzjonijiet indikaw li IL-22 jista' jtejjeb l-OXPHOS u l-glikolisi fit-TECs feruti.

FIGURA 1 IL-22 tippreserva l-kundizzjoni u l-glikolisi mitokondrijali fit-TECs. (A u B) Aħna nużaw Seahorse XF96 Extracellular Flux Analyzer biex nittestjaw il-bidliet fir-rata ta 'aċidu extraċellulari (ECAR) u r-rata ta' konsum ta 'ossiġnu (OCR) ta' TECs. OCR u ECAR f'TECs inkubati b'50 mM glukożju, jew 5 µg/mL cisplatin, jew 0.2 mM aċidu palmitiku, jew 4 µM DOX fil-preżenza jew in-nuqqas ta' IL{{8} }. (C) Kapaċità respiratorja massima (MRC) tat-TECs evalwata minn bidliet f'ħin reali fl-OCR. (D u E) Kurvi fl-OCR u ECAR tat-TECs wara inkubati b'oligomycin, FCCP, glukożju, rotenone, u {{10}}DG. (F) Lokalizzazzjoni u espressjoni ta 'nukleari (blu), Glut1 (aħdar), u membrana tal-plażma (aħmar) f'TECs. (G) Konsum tal-glukożju f'TECs wara trattament IL-22 għal 24 siegħa. n=3; vireg tal-iskala, 20 µm; It-test t tal-istudent (mhux imqabbad); ***p < 0.001,="" **p="">< 0.01,="" *p=""><>

3.2 IL-22 ittejjeb l-akkumulazzjoni ta' mitokondrija li ma tiffunzjonax f'TECs permezz tal-attivazzjoni tal-mitofaġija

formazzjoni ta 'LC3 puncta f'TECs wara espożizzjoni għal stimuli (Figura 2F). Imbagħad naqqsu l-mitofaġija biex nevalwaw il-funzjoni tagħha fuq il-metaboliżmu taċ-ċelluli tat-tubuli permezz ta 'siRNA-ATG5 (Figura S6). Id-dejta tagħna ssuġġeriet li t-tnaqqis tal-mitofaġija fit-TECs inibixxi b'mod sinifikanti l-effetti protettivi ta 'IL-22 fil-preservazzjoni tal-kundizzjoni mitokondrijali (Figura 2E), li jindika li IL-22 jipprevjeni disfunzjoni mitokondrijali permezz tal-attivazzjoni tal-mitofaġija.

FIGURA 2 IL-22 jinibixxi disfunzjoni mitokondrijali u akkumulazzjoni ta' ROS mitokondrijali permezz tal-induzzjoni ta' mitofaġija. (A) Il-massa mitokondrijali ġiet imtebba u vvalutata minn MitoTracker Green u ċitometrija tal-fluss. ROS mitokondrijali ġie evalwat f'TECs imtebba b'MitoSOX (B). Il-potenzjal tal-membrana mitokondrijali ġie vvalutat f'TECs imtebba b'MitoTracker Green u MitoTracker Red (C); akkumulazzjoni mitokondrijali ROS ġiet evalwata minn MitoTracker Green u MitoSOX (D). (E) Ir-riżultati ta 'l-immaġni konfokali ssuġġerew produzzjoni ta' ROS mitokondrijali ttikkettjati b'MitoSOX. (F) Immaġini mikroskopiċi rappreżentattivi indikaw formazzjoni punteġġjata ta 'LC3-GFP fil-preżenza jew in-nuqqas ta' IL-22 TECs stimulati bħala (A) għal 24 siegħa. (E) OCR ġie vvalutat fil-preżenza jew in-nuqqas ta 'IL-22 u siRNA-ATG5 għal 24 siegħa. n=3; It-test t tal-istudent (mhux imqabbad); ***p < 0.0{01,="" **p="">< 0.01,="" *p=""><>

3.3 IL-22 iżżomm l-integrità mitokondrijali tat-TECs permezz tal-attivazzjoni tas-sinjalar AMPK/AKT

Is-sinjalar AMPK, bħala ċentru tas-sinjalar ewlieni li jgħaqqad is-sopravivenza taċ-ċelluli u l-metaboliżmu, il-metaboliżmu kkontrollat ​​tal-glukożju, is-sintesi tal-lipidi, u l-funzjoni mitokondrijali. IL-22 irregola l-integrità mitokondrijali permezz tal-attivazzjoni tat-trasduzzjoni tas-sinjalar tal-AMPK. Sibna li IL-22 żied l-attività tat-trasduzzjoni tas-sinjalar STAT3/AMPK/AKT fit-TECs feruti, evidenzjat mill-fosforilazzjoni ta 'STAT3, AMPK, u AKT (Figura 3A). Barra minn hekk, dawn il-proċessi ġew imblukkati f'ċelloli tubulari nieqsa minn STAT3, li wera li IL-22 irregola s-sinjalar AMPK/AKT permezz ta 'STAT3 (Figura 3B u C; Figura S7). Inkubajna aktar TECs bil-kompost C u LY294002 biex jinibixxu direttament it-transduzzjonijiet tas-sinjalar AMPK/AKT, u mbagħad nevalwaw il-funzjonijiet mitokondrijali u l-istati tal-metaboliżmu tagħhom. Ir-riżultati wrew li l-ko-trattament ma 'dawn l-inibituri tas-sinjalar ipprevjeni b'mod sinifikanti l-OXPHOS imtejjeb u l-fluss glikolitiku indott mit-trattament IL-22 (Figura 3D–I), li ssuġġeriet li IL-22 ippromwova l-metaboliżmu tat-TECs permezz tal-attivazzjoni tal-AMPK mogħdija tas-sinjalar /AKT.

FIGURA 3 L-induzzjoni tas-sinjalar AMPK/AKT minn IL-22 iżżomm il-fitness mitokondrijali. It-TECs ġew stimulati 50 mM glukożju, jew 5 µg/mL cisplatin, jew 0.2 mM aċidu palmitiku, jew 4 µM DOX fil-preżenza jew in-nuqqas ta' IL-22, Kompost Ċ , jew LY294002 għall-ħinijiet indikati. (A u B) L-attivazzjoni tal-mogħdija tas-sinjalar AMPK/AKT f'TECs jew STAT3-WT u STAT3–KD TECs ġiet evalwata b'analiżi tal-western blot. (Ċ u D) Ġew analizzati bidliet fl-OCR u l-ECAR tat-TECs. (E) L-attivazzjoni tal-mogħdija tas-sinjalar AMPK/AKT f'TECs ġiet evalwata b'analiżi tal-western blot. (F–I) Bidliet fl-OCR u ECAR tat-TECs ġew imkejla f'TECs kontra TECs ittrattati l-Compound C u LY294002. It-test t tal-istudent (mhux imqabbad); n=3; ***p < 0.001,="" **p="">< 0.01,="" *p=""><>

3.4 IL-22 jippreserva l-metaboliżmu ċellulari u l-integrità mitokondrijali ta 'TECs permezz ta' induzzjoni ta 'PFKFB3

Barra minn hekk, biex tesplora kif il-kundizzjoni u l-metaboliżmu mitokondrijali tat-TECs tjiebu, użajna analiżi tas-sekwenzjar tal-RNA (RNA-seq) biex nevalwaw l-espressjoni tal-ġeni wara korriment ta 'stimuli u trattament IL-22. Aħna wrejna li ġeni multipli nbidlu b'mod sinifikanti fit-TECs wara l-inkubazzjoni ta' IL-22 (Figura 4A). Bl-użu tad-databases disponibbli, saret l-analiżi tal-arrikkiment tas-sett tal-ġeni ta 'dawk il-ġeni regolati 'l fuq, li ssuġġeriet arrikkiment notevoli tal-ġeni fil-mogħdija tas-sinjalar tal-AMPK u l-mogħdija tas-sinjalar tal-miri tal-MYC (Figura S8). Notevolment, PFKFB3 kien indott b'mod sinifikanti minn IL-22 minn fost il-ġeni matulkliewikorrimentstimulazzjoni tal-fatturi (Figura 4A). Dawn l-osservazzjonijiet kienu indikati wkoll minn stampi konfokali, Q-PCR, u western blot. L-espressjoni għolja ta 'PFKFB3 kienet dipendenti fuq is-sinjalar AMPK / AKT (Figura 4B u C; Figura S9).

Studji preċedenti kienu ssuġġerew li PFKFB3 jista 'jiġi rregolat minn bosta transduzzjonijiet ta' sinjalazzjoni biex jaċċelleraw ir-riġenerazzjoni epiteljali u t-tiswija wara l-ħsara.29,30 Għalhekk, spekulajna li IL-22 indotta lil PFKFB3 biex jippreserva l-metaboliżmu ċellulari ta 'TECs u jżommu l-kundizzjoni mitokondrijali tagħhom. . Aħna osservajna li l-inibizzjoni tas-sinjalar AMPK/AKT naqqset l-espressjoni PFKFB3 (Figura 4D). Allura, sikket lil PFKFB3 biex nistudjaw aktar il-funzjonijiet tiegħu fit-TECs wara l-inkubazzjoni ta' IL-22. Is-sejbiet tagħna indikaw li PFKFB3 imsikkta ttaffi l-effetti ta 'riprogrammazzjoni metabolika ta' IL-22 fuq ir-restawr ta 'ECAR u OCR (Figura 4E u F), u pprevjeniet l-assorbiment tal-glukożju kif ukoll mitokondrija disfunzjonali (Figura 4G u H). Barra minn hekk, urejna aktar li l-effetti ta’ riprogrammazzjoni metabolika ta’ IL-22 ġew kompletament diżarmati minn STAT3-knockdown filwaqt li l-espressjoni żejda ta’ PFKFB3 setgħet tkun tista’ ssalva dawn il-fenotipi, li jissuġġerixxi li IL-22 irrestawra l- stat metaboliku ta' ċelluli epiteljali tal-kliewi bil-ħsara permezz ta' sinjalazzjoni STAT3-AMPK/AKT-PFKFB3 mmirata direttament (Figura S10). Meħuda flimkien, dawn is-sejbiet indikaw li l-attivazzjoni ta 'PFKFB3 kellha rwol importanti fil-fitness mitokondrijali u l-eliminazzjoni disfunzjonali tal-mitokondrija warakliewikorriment.

FIGURA 4 IL-22 iżżomm l-integrità mitokondrijali u l-metaboliżmu ċellulari ta' TECs permezz ta' induzzjoni ta' PFKFB3. (A) Plott tal-vulkan għall-espressjoni tal-ġeni f'TECs stimulati bil-glukożju, jew cisplatin, jew aċidu palmitiku, jew CCl4 fil-preżenza jew in-nuqqas ta 'IL-22 għal 24 siegħa. (B) Dejta mikroskopika konfokali wriet espressjoni żejda ta 'PFKFB3 f'TECs wara trattament IL-22, li kien jeħtieġ attivazzjoni tas-sinjalar AMPK/AKT. (C) Riżultati ta 'PCR f'ħin reali jindikaw li IL-22 indotta espressjoni żejda ta' PFKFB3 f'TECs, li tista 'tiġi inibita minn blokk ta' sinjalazzjoni AMPK / AKT. (D) L-attivazzjoni tal-mogħdija tas-sinjalar AMPK/AKT/PFKFB3 fit-TECs wara t-trattament bil-Kompost C u LY294002. (E u F) ECAR u OCR f'TECs fil-preżenza jew in-nuqqas ta' IL-22, jew si-PFKFB3 għal 24 siegħa. (G) Konsum tal-glukożju f'TECs wara trattament IL-22 jew si-PFKFB3 għal 24 siegħa. (H) Disfunzjoni mitokondrijali ġiet evalwata f'TECs imtebba b'MitoTracker Red u MitoTracker Green. It-test t tal-istudent (mhux imqabbad); n=3; ***p < 0.001,="" **p="">< 0.01,="" *p=""><>

3.5 IL-22 itaffi l-ħsara fil-kliewi f'AKI indotta minn cisplatin permezz ta' soppressjoni tal-akkumulazzjoni ta' ROS renali u disfunzjoni mitokondrijali

Biex tittestja l-ipoteżi tagħna li IL-22 irregola profili metaboliċi renali biex irażżan il-ħsara fit-tubuli tal-kliewi in vivo, inizjalment evalwajna l-funzjonijiet renali fi ġrieden ittrattati IL-22-li kienu ngħataw b'cisplatin (Figura 5A). Erbat ijiem wara l-injezzjoni ta 'cisplatin, IL-22 mhux biss naqqas sostanzjalment il-ħsara ċellulari tubulari u l-emorraġija; id-disfunzjoni renali tagħhom kienet ukoll attenwata b'mod sinifikanti, li ġew evalwati mill-livelli tas-serum ta 'nitroġenu urea fid-demm (BUN) u kreatinina (Cr) (Figura 5B-D). Aħna ssuġġeriejna wkoll IL-22 evitatkliewikorrimentpermezz tat-titjib tar-riġenerazzjoni tal-kliewi u l-attivazzjoni tas-sinjalar AMPK/AKT u PFKFB3 (Figura 5E u F; Figura S11). Sussegwentement, użajna MitoSOX (żebgħa ROS speċifika għall-mitokondrija) u JC-1 (żebgħa li tiddependi mill-potenzjal tal-membrana mitokondrijali) biex tevalwa d-disfunzjoni mitokondrijali involuta fil-metaboliżmu ċellulari u l-apoptosi. Fis-sezzjonijiet tal-kliewi tal-ġrieden li kienu ġew ittrattati b'cisplatin, kien hemm akkumulazzjonijiet komparabbli ta 'ROS. Ta 'min jinnota, f'erba' ijiem wara t-trattament IL-22, il-livelli ta 'ROS tnaqqsu b'mod notevoli fil-kliewi midruba meta mqabbla ma' ROS mill-ġrieden wara t-trattament PBS (Figura 5G). Meħuda flimkien, dawn l-osservazzjonijiet offrew evidenza li IL-22 kellu rwol protettiv fl-AKI indotta minn cisplatin permezz tal-kontroll tal-kundizzjoni mitokondrijali.

FIGURA 5 IL-22 ittaffi l-ħsara fil-kliewi f'AKI indotta minn cisplatin permezz ta' inibizzjoni ta' akkumulazzjoni ta' ROS renali u mitokondrija li ma tiffunzjonax. (A) Dijagramma skematika tal-protokolli sperimentali biex jiġu evalwati l-effetti protettivi ta 'IL-22 f'cisplatin (20 mg/kg) ikkaġunat ħsara fil-kliewi. PBS bħala grupp ta' kontroll tal-vettura u N-acetyl-l-cysteine ​​(NAC, 150 mg/kg) bħala grupp ta' kontroll pożittiv. (B u C) Livelli tas-serum BUN, livelli tas-serum Cr, piżijiet tal-kliewi, u piżijiet tal-ġisem ġew ivvalutati. Rappreżentanti HE (D), Ki -67 tbajja (E), MitoSOX (G), u JC{{10}} (G) immaġini tat-taqsimiet tal-kliewi ġew ippreżentati. (F) Tqabbil tal-attivazzjoni ta 'STAT3/AMPK/AKT/PFKFB3 f'estratti tal-kliewi mill-ġrieden ittrattati IL-22- ġie evalwat permezz ta' western blot. It-test t tal-istudent (mhux imqabbad); n=3; ***p < 0.001,="" **p="">< 0.01,="" *p=""><>

3.6 IL-22 ittejjeb il-ħsara renali kkaġunata mid-dijabete permezz ta' inibizzjoni ta' disfunzjoni mitokondrijali permezz tal-attivazzjoni tas-sinjalar AMPK/AKT u PFKFB3

Aħna u oħrajn konna wrejna li IL-22 jista’ jeżerċita qawwa protettiva fin-nefropatija dijabetika (DN), li kienet il-kawża ewlenija ta’ ESTD.31–33 Biex nistudjaw aktar il-mekkaniżmi sottostanti, tajna ġrieden db/db b’livell għoli. dieti tax-xaħam (HFD) u mbagħad ittrattathom b'IL-22 (2.5 mg/kg, IP) għal 8 ġimgħat (Figura 6A). Meta l-ġrieden ġew mitmugħa b'HFD biss, sibna fibrożi tubulari tal-kliewi u dilatazzjoni, minbarra l-atrofija. B'kuntrast, meta ġrieden ġew ittrattati b'IL-22, il-fibrożi renali u l-istopatoloġija tjiebu b'mod sinifikanti, kif ukoll il-funzjonijiet tal-kliewi. Funzjonijiet tal-kliewi mtejba intwerew ukoll minn tnaqqis fis-serum Cr, livelli BUN, u livelli totali ta 'albumina urinarja/24 h (UAE) (Figura 6B–E). Biex nistudjaw jekk dawn l-attivitajiet kinux assoċjati mal-mitokondrija, aħna vvalutajna l-funzjoni mitokondrijali involuta fil-metaboliżmu ċellulari u l-apoptożi. Ir-riżultati indikaw li ż-żieda fil-livelli ta' ROS mitokondrijali u l-mitokondrija akkumulata li ma tiffunzjonax ħażin ttaffi b'mod sinifikanti bit-trattament ta' IL-22 (Figura 6F u G). Biex nistudjaw aktar jekk il-funzjonijiet protettivi ta' IL-22 fil-kliewi kinux medjati permezz ta' PFKFB3, aħna injettajna ġrieden b'adenovirus shRNA PFKFB3 biex inwaqqgħu PFKFB3. Id-dejta tagħna indikat li l-effetti ta 'benefiċċju ta' IL-22 fuq ħsara renali indotta minn HFD, nekrożi, steatosis, disfunzjoni mitokondrijali, u akkumulazzjoni ta 'ROS u l-attivazzjoni ta' mogħdijiet ta 'sinjalazzjoni relatati ġew imblukkati b'mod sinifikanti minn knockdown PFKFB3 (Figura 6B-G) . L-espressjoni miżjuda tas-sinjalar AMPK/AKT kienet osservata wkoll wara trattament b'IL-22 (Figura 6H). Flimkien mat-taffija tad-disfunzjoni tal-kliewi, l-espressjonijiet ta 'PFKFB3 u enzimi importanti fil-metaboliżmu ċellulari tjiebu wkoll fil-kliewi ta' ġrieden ittrattati IL-22-(Figura 6H u I). Barra minn hekk, analiżi istoloġika fuq organi maġġuri indikat l-ebda korriment morfoloġiku wara l-injezzjoni ta’ IL-22, li tissuġġerixxi li IL-22 jista’ jkun antidotu sikur mingħajr effetti sekondarji sinifikanti jew reazzjonijiet tossiċi għalkliewikorrimentdisturbi (Figura 12S). B'mod ġenerali, id-dejta tagħna ssuġġeriet li IL- 22 ttaffi l-ħsara fil-kliewi permezz tal-attivazzjoni tat-trasduzzjoni tas-sinjalar AMPK/AKT, inibizzjoni tal-akkumulazzjoni ta 'ROS, u regolazzjoni tal-funzjoni mitokondrijali permezz ta' PFKFB3.

FIGURA 6 IL-22 ittaffi l-ħsara renali kkaġunata mid-dijabete permezz ta' sinjalazzjoni AMPK/AKT u inibizzjoni ta' mitokondrija li ma tiffunzjonax permezz ta' attivazzjoni ta' PFKFB3. (A) Dijagramma skematika tal-protokolli sperimentali biex jiġu evalwati l-effetti protettivi ta 'IL-22 fil-ħsara renali indotta mid-dijabete. Db/m bħala grupp ta' kontroll tal-vettura. (B–D) Livelli tas-serum BUN, livelli tas-serum Cr, u UAE ġew evalwati. Rappreżentanti HE (E), MitoSOX (F), u JC -1 (G) immaġini tat-taqsimiet tal-kliewi ġew ippreżentati. (H u I) It-tqabbil tal-attivazzjoni ta' STAT3/AMPK/AKT/PFKFB3 f'estratti tal-kliewi minn ġrieden ittrattati IL-22- ġie evalwat permezz ta' western blot. It-test t tal-istudent (mhux imqabbad); n=3; ***p < 0.0{01,="" **p="">< 0.01,="" *p=""><>

4 DISKUSSJONI

IL-22 hija mnixxija minn ċelluli immuni, bħal ċelluli NK, newtrofili, ċelluli limfoid intrinsiċi (ILCs), u ċelluli T, iżda ma jaffettwax direttament dawn iċ-ċelluli. Tirregola b'mod predominanti l-funzjonijiet taċ-ċelloli epiteljali minħabba l-espressjoni ristretta ta' IL-22R1 fuq ċelluli epiteljali inklużi TECs.15,34 Preċedentement studji ssuġġerew li IL-22 jista' jipproteġi kontra l-ħsara epiteljali renali u jaċċellera r-riġenerazzjoni tubulari. permezz ta 'inibizzjoni ta' NLRP3 inflammasome u l-attivazzjoni tas-sinjalar STAT3 u AKT.16,31 Madankollu, il-mekkaniżmi sottostanti ta 'din il-protezzjoni għadhom ma ġewx spjegati. Biex tiddetermina aktar il-bażi molekulari tal-funzjoni ta' IL- 22 fikliewikorriment, aħna l-ewwel ninvestigaw jekk IL-22 jistax itaffu d-disfunzjoni taċ-ċelluli tal-kliewi u l-apoptosi sussegwenti billi jirregola l-istati metaboliċi tagħhom. Barra minn hekk, nistudjaw żewġ mudelli ta 'kliewikorrimentmard (AKI u DN) bl-amministrazzjoni ta' IL-22 u qabbel l-osservazzjonijiet ma' dawk tal-gruppi ta' kontroll. Aħna nindikaw li IL-22 jikkoreġi r-riprogrammazzjoni metabolika biex iżżomm l-integrità mitokondrijali, inaqqas l-akkumulazzjoni ta 'ROS mitokondrijali f'TECs midruba, u ttaffi l-ħsara progressiva fil-kliewi u n-nekrożi. Barra minn hekk, is-sejbiet tagħna jissuġġerixxu li IL- 22 jista’ jattiva mogħdijiet ta’ sinjalazzjoni assoċjati mal-AMPK/AKT fit-TECs u l-kliewi, medjaturi importanti tal-fejqan tal-feriti epiteljali u s-sopravivenza taċ-ċelluli, biex ittejjeb id-disfunzjoni mitokondrijali u l-profili metaboliċi li qed jiddeterjoraw u tiftaħ ġdid. qasam għall-mekkaniżmu protettiv tal-kliewi medjat minn IL-22. B'mod ġenerali, ir-riżultati tagħna jindikaw li l-effetti protettivi tal-kliewi ta 'IL-22 huma medjati permezz ta' proċessi ta 'riprogrammazzjoni metabolika.

Ir-rwol kritiku ta 'OXPHOS u glikolisi fil-protezzjoni tal-kliewi ġew żvelati fi studji preċedenti, fejn l-użu tal-fjuwil ibbilanċjat permezz ta' S-nitrosylation inibitorja ta 'pyruvate kinase M2 (PKM2) jipproteġi kontrakliewikorriment.19 Ir-riżultati tagħna, li jissuġġerixxu l-promozzjoni ta' OXPHOS u glycolysis minn IL-22 permezz ta' żieda fl-espressjoni ta' regolaturi metaboliċi u teħid ta' glukożju, juru li IL-22 ireġġa' lura l-istati metaboliċi li qed jiddeterjoraw assoċjati ma'kliewikorriment. Dawn l-osservazzjonijiet huma konsistenti mal-funzjonijiet protettivi tal-kliewi ta 'irisin rikombinanti u wkoll f'konformità ma' sejbiet mill-epatoċiti, fejn kemm OXPHOS u glycolysis huma meħtieġa għall-funzjonijiet ċellulari, iżda jekk dawn huma inibiti, allura ċ-ċelluli tat-tubuli primarji u l-epatoċiti jsiru disfunzjonali.35, 36

Disfunzjoni mitokondrijali ħarġet bħala l-bażi molekulari ewlenija li tintegra l-profili metaboliċi u l-mewt taċ-ċelluli. Hawnhekk, aħna nuru li fuq l-istimulazzjoni tal-fatturi ta 'ħsara, it-trattament ta' TECs b'IL-22 kellu akkumulazzjoni mtejba ta 'ROS mitokondrijali u mitokondrija disfunzjonali meta mqabbla mal-integrità u l-funzjoni mitokondrijali mnaqqsa fi gruppi ta' kontroll. Importanti, il-mogħdijiet tas-sinjalar tal-AMPK, is-sensuri tal-enerġija kritiċi, jimmodulaw il-proċessi metaboliċi biex iżommu l-omeostasi ċellulari u jipprevjenu l-ħsara taċ-ċelluli jew tat-tessuti. Sinjali AMPK/AKT biex juru li IL-22 jipprevjeni disfunzjoni mitokondrijali b'metodu dirett, li huwa vitali biex tinżamm il-kapaċità respiratorja tat-TECs. Barra minn hekk, nuru li s-sinjalar IL-22 permezz ta' STAT3 għandu effetti diretti fuq il-preservazzjoni tal-kundizzjoni mitokondrijali, peress li dawk ġew investigati qabel li l-fosforilazzjoni indotta ta' STAT3 hija kritika għall-preservazzjoni tal-integrità mitokondrijali.40,41

Tipi multipli ta’ letteratura preċedentement indikaw li PFKFB3 għandu l-parti ta’ modulatur ċentrali fil-metaboliżmu taċ-ċelluli.29–30,42 Hawnhekk, aħna l-ewwel nuru li IL-22 jippromwovi l-attivazzjoni ta’ PFKFB3 permezz ta’ sinjalazzjoni AMPK/AKT f’TECs, li jissuġġerixxi IL{{ {6}} jirregola stati metaboliċi permezz tal-involviment tal-kontroll ta 'PFKFB3. Barra minn hekk, studji preċedenti jindikaw ukoll li PFKFB3 huwa importanti biex jikkontrolla l-OXPHOS esaġerat u l-glikolisi f'ħafna ċelluli jew tessuti.42,43 B'konsistenza ma 'dawn l-istudji, l-osservazzjonijiet tagħna jindikaw ukoll il-promozzjoni ta' OXPHOS u glikolisi fl-IL-22- TECs ittrattati permezz tal-attivazzjoni ta' PFKFB3. Fost bosta modulaturi downstream ta' IL-22 li ġew investigati, id-dejta tagħna turi li PFKFB3 huwa rregolat b'mod sinifikanti wara t-trattament IL{-22 waqt il-ħsara tat-TECs u li l-assi STAT3–AMPK/AKT PFKFB3 huwa vitali għall-preservazzjoni ta 'integrità mitokondrijali matulkliewikorriment(Figura 7). Għadhom iridu jiġu investigati jekk IL-22 jirregola wkoll regolaturi metaboliċi oħra u proċessi relatati mal-ħsara fil-kliewi permezz tal-attivazzjoni tal-mogħdija tas-sinjalar STAT3–AMPK/AKT-PFKFB3.

FIGURA 7 Is-sejbiet tagħna juru rwol importanti tal-IL-22 fil-kontroll tal-metaboliżmu taċ-ċelluli tal-kliewi biex tittratta l-ħsara fil-kliewi permezz tal-attivazzjoni tal-assi STAT3-AMPK/AKT-PFKFB3. Dawn ir-riżultati jissuġġerixxu li l-opportunitajiet terapewtiċi ta' IL-22 u l-immirar ta' sinjalazzjoni metabolika assoċjata jistgħu jkunu direttament favorevoli għal trattament jew prevenzjoni numerużi ta' ħsara fil-kliewi

5 KONKLUŻJONIJIET

Bħala konklużjoni, aħna wrejna l-potenzjal terapewtiku u l-mekkaniżmi sottostanti ta 'IL-22 fil-ħsara fil-kliewi. IL-22 irregola l-metaboliżmu taċ-ċelluli tal-kliewi permezz ta' riprogrammar metaboliku biex jippreserva l-integrità mitokondrijali. L-inibizzjoni tar-regolaturi tagħhom (jiġifieri, AMPK, Akt, u PFKFB3) tista 'twassal għal profili metaboliċi anormali u telf ta' saħħa mitokondrijali, kif indikat f'TECs bi trattament spontanju-22, li kien żdied mitokondrija disfunzjonali u akkumulazzjoni ta 'ROS mitokondrijali. L-aktar importanti, il-ħsara fil-kliewi minn disfunzjoni mitokondrijali u l-akkumulazzjoni ta 'ROS f'mudelli tal-ġrieden ġew sostanzjalment imtaffija bit-trattament IL-22 permezz tal-attivazzjoni tas-sinjalar STAT3-AMPK-AKT-PFKFB3. Għalhekk, l-istudju tagħna indika li l-immirar tas-sinjalar metaboliku assoċjat jista 'jkun direttament favorevoli għal bosta mard tal-ħsara fil-kliewi u IL-22 huwa aġent terapewtiku potenzjali għall-prevenzjoni u t-trattament ta' dan il-mard.

Prodotti Cistanche jistgħu jittrattawkorriment fil-kliewi

Minn: 'IL-22-riprogrammar metaboliku renali medjat permezz ta' PFKFB3 għall-kurakliewikorriment'minnWei Chen, et al

---Clin. Transl. Med. 2021;11:e324.

REFERENZI

1. Mehta RL, Burdmann EA, Cerdá J, et al. Rikonoxximent u ġestjoni ta 'akutkliewikorrimentfis-Soċjetà Internazzjonali tan-Nefroloġija 0by25 Global Snapshot: studju multinazzjonali trasversali. Lancet. 2016;387:2017-2025.

2. Lameire NH, Bagga A, Cruz D, et al. Akutakliewikorriment: tħassib globali li qed jiżdied. Lancet. 2013;382:170-179.

3. Mehta RL, Cerdá J, Burdmann EA, et al. L-inizjattiva tan-nefroloġija tas-Soċjetà Internazzjonali 0by25 għal akutakliewikorriment(żero mwiet li jistgħu jiġu evitati sal-2025): każ tad-drittijiet tal-bniedem għan-nefroloġija.Lancet. 2015;385:2616-2643.

4. Levey AS, James MT. Akutakliewikorriment. Ann Intern Med.2017;167:ITC66-ITC80.

5. Jansen MPB, Florquin S, Roelofs JJTH. Ir-rwol tal-plejtlits f'akutikliewikorriment. Nat Rev Nephrol. 2018;14:457-471.

6. Agarwal A, Dong Z, Harris R, et al. Mekkaniżmi ċellulari u molekulari ta 'AKI. J Am Soc Nephrol. 2016;27:1288-1299.

7. Linkermann A, Chen GC, Dong G, Kunzendorf U, KrautwaldS, Dong Z. Mewt taċ-ċelluli regolat f'AKI. J Am Soc Nephrol.2014;25:2689-2701.

8. Ferenbach DA, Bonventre JV. Mekkaniżmi ta 'tiswija ħażina wara AKI li jwasslu għal tixjiħ aċċellerat tal-kliewi u CKD.Nat Rev Nephrol. 2015;11:264-276.

9. Chawla LS, Eggers PW, Star RA, Kimmel PL. Akutakliewikorrimentu mard kroniku tal-kliewi bħala sindromi interkonnessi. N Engl J Med. 2014;371:58-66.

10. He L, Wei QQ, Liu J, et al. AKI fuq CKD: korriment akbar, tiswija mrażżna, u l-mekkaniżmi sottostanti. Kidney Int.2017;92:1071-1083.

11. Forbester JL, Lees EA, Goulding D, et al. Interleukin-22 jippromwovi fużjoni phagolysosomal biex jinduċi protezzjoni kontra s-salmonella enterica Typhimurium fiċ-ċelloli epiteljali umani.Proc Natl Acad Sci USA. 2018;115:10118-10123.

12. Geng H, Bu HF, Liu F, et al. F'tessuti intestinali infjammati u ċelluli epiteljali, is-sinjalar ta 'interleukin 22 iżid l-espressjoni ta' RNA noncoding twil H19, li jippromwovi r-riġenerazzjoni tal-mukuża. Gastroenteroloġija. 2018;155:144-155.

13. Aden K, Tran F, Ito G, et al. ATG16L1 orkestra s-sinjalar tal-interleukin-22 fl-epitelju intestinali permezz ta' cGAS-STING. J ExpMed. 2018;215:2868-2886.

14. Huber SN, Gagliani LA, Zenewicz FJ, et al. IL-22BP huwa rregolat mill-inflammasome u jimmodula t-tumoriġenesi fl-imsaren. Natura. 2012;491:259-263.

15. Lindemans CA, Calafiore M, Mertelsmann AM, et al.Interleukin-22 jippromwovi r-riġenerazzjoni epithe lial medjata minn ċelluli staminali intestinali. Natura. 2015;528:560-564.

16. Xu MJ, Feng D, Wang H, Guan Y, Yan X, Gao B. IL-22 ittejjeb il-ħsara tal-iskemija-riperfużjoni tal-kliewi billi timmira l-epitelju tat-tubuli prossimali. J Am Soc Nephrol. 2014;25:967-977.

17. Kulkarni OP, Hartter I, Mulay SR, et al. IL-IL-22 ikkaġunat ta' riċettur li jixbaħ it-toll jaċċellera r-riġenerazzjoni tal-kliewi. J Am Soc Nephrol. 2014;25:978-989.

18. Kang HM, Ahn SH, Choi P, et al. L-ossidazzjoni difettuża tal-aċidu xaħmi fiċ-ċelloli epiteljali tubulari tal-kliewi għandha rwol ewlieni fl-iżvilupp tal-fibrożi tal-kliewi. Nat Med. 2015;21:37-46.

19. Zhou HL, Zhang R, Anand P, et al. Ir-riprogrammazzjoni metabolika mis-sistema S-nitroso-CoA reductase tipproteġi kontrakliewikorriment. Natura. 2019;565:96-100.

20. Dumesic PA, Egan DF, Gut P, ​​et al. UORF kkonservat b'mod evoluttiv jirregola l-PGC1 u l-metaboliżmu ossidattiv fil-ġrieden, id-dubbien u t-tonn. Cell Metab. 2019;30:190-200.

21. Shyh-Chang N, Zhu H, Yvanka de Soysa T, et al. Lin28 isaħħaħ it-tiswija tat-tessuti billi jipprogramma mill-ġdid il-metaboliżmu ċellulari. Ċellula. 2013;155:778-792.

22. Chen W, Luan J, Wei G, et al. Espressjoni epatoċellulari in vivo ta' interleukin-22 bl-użu ta' nanopartiċelli ibridi bbażati fuq il-penetrazzjoni bħala terapewtiċi potenzjali kontra l-epatite. Bijomaterjali. 2018;187:66- 80.

23. Chen W, Zhang X, Fan J, et al. L-irbit ta' interleukin-22 ma' apolipoprotein AI jtejjeb il-ġrieden minn ħsara fil-fwied ikkawżata mill-acetaminophen. Teranostiċi. 2017;7:4135-4148.

24. Zai W, Chen W, Wu Z, et al. Twassil immirat tal-ġeni tal-interleukin-22 fil-fwied permezz ta' polymetformin u nanopartiċelli ibridi bbażati fuq il-penetrazzjoni għall-kura tal-mard tal-fwied xaħmi mhux alkoħoliku. ACS Appl Mater Interfaces. 2019;11:4842-4857.

25. Khacho M, Harris R, Slack RS. Il-mitokondrija bħala regolaturi ċentrali tad-destin taċ-ċelloli staminali newrali u l-funzjoni konjittiva. Nat Rev Neurosci. 2019;20:34-48.

26. Ip WKE, Hoshi N, Shouval DS, Snapper S, Medzhitov R. Effett anti-infjammatorju ta 'IL-10 medjat minn riprogrammazzjoni metabolika ta' makrofaġi. Xjenza. 2017;356:513-519.

27. Saito Y, Chapple RH, Lin A, Kitano A, Nakada D. AMPK jipproteġi ċ-ċelloli li jibdew il-lewkimja f'lewkimji majelojdi minn stress metaboliku fil-mudullun. Ċellula Stem Cell. 2015;17:585- 596.

28. Mihaylova MM, Shaw RJ. Il-mogħdija tas-sinjalar tal-AMPK tikkoordina t-tkabbir taċ-ċelluli, l-awtofaġija u l-metaboliżmu. Nat Cell Biol. 2011;13:1016-1023.

29. Li FL, Liu JP, Bao RX, et al. L-aċetilazzjoni jakkumula PFKFB3 fiċ-ċitoplasma biex tippromwovi l-glikolisi u tipproteġi ċ-ċelloli mill-apoptosi indotta minn cisplatin. Nat Commun. 2018;9:508.

30. De Bock K, Georgiadou M, Schoors S, et al. Rwol tal-glycolysis misjuqa minn PFKFB3- fit-nebbieta tal-bastimenti. Ċellula. 2013;154:651-663.

31. Dudakov JA, Hanash AM, van den Brink MR. Interleukin-22: immunobijoloġija u patoloġija. Ann Rev Immunol. 2015;33:747- 785.

32. Wang S, Li Y, Fan J, et al. L-interleukin-22 tejbet il-ħsara renali u l-fibrożi fin-nefropatija dijabetika permezz tal-inibizzjoni tal-attivazzjoni tal-infjammasoma NLRP3. Ċellula Mewt Dis. 2017;8:e2937.

33. Shen YL, Chen W, Han L, et al. L-antikorp VEGF-B u l-proteina tal-fużjoni ta' interleukin-22 ittejjeb in-nefropatija dijabetika billi jinibixxi l-akkumulazzjoni tal-lipidi u r-risponsi infjammatorji. Acta Pharm Sin B. 2020. https://doi.org/10.1016/j. apsb.2020.07.002.

34. Ouyang W, O'Garra A. IL-10 ċitokini tal-familja IL-10 u IL-22: mix-xjenza bażika għat-traduzzjoni klinika. Immunità. 2019;50:871- 891.

35. Xiang X, Feng D, Hwang S, et al. L-interleukin-22 ittejjeb l-insuffiċjenza tal-fwied akuta fuq kronika billi tirriprogramma mogħdijiet ta' riġenerazzjoni indebolita fil-ġrieden. J Hepatol. 2020;72:736-745.

36. Chen W, Zai W, Fan J, et al. L-interleukin-22 imexxi riprogrammazzjoni adattiva metabolika biex iżżomm il-kundizzjoni mitokondrijali u tittratta l-ħsara fil-fwied. Teranostiċi. 2020;10:5879-5894.

37. Peng H, Wang Q, Lou T, et al. Il-crosstalk tal-muskoli-kliewi medjat minn Myokine irażżan il-programmazzjoni mill-ġdid metabolika u l-fibrożi fil-kliewi bil-ħsara. Nat Commun. 2017;8:1493.

38. Saberi B, Ybanez MD, Johnson HS, Gaarde WA, Han D, Kaplowitz N. Protein kinase c (PKC) tipparteċipa f'acetaminophen hepatotoxicity permezz ta 'mogħdijiet ta' sinjalar dipendenti u indipendenti ta 'c-jun-n-terminal kinase (jnk). Epatoloġija. 2014;59:1543-1554.

39. Mo R, Lai R, Lu J, et al. L-awtofaġija mtejba tikkontribwixxi għal effetti protettivi ta' IL-22 kontra ħsara fil-fwied ikkawżata mill-acetaminophen. Teranostiċi. 2018;8:4170-4180.

40. Wegrzyn J, Potla R, Chwae YJ, et al. Funzjoni ta 'Stat3 mitokondrijali fir-respirazzjoni ċellulari. Xjenza. 2009;323:793-797.

41. Chen W, Hu Y, Ju D. Terapija tal-ġeni għal disturbi newrodeġenerattivi: avvanzi, għarfien u prospetti. Acta Pharm Sin B. 2020;10:1347-1359.

42. Cao Y, Zhang X, Wang L, et al. PFKFB3-glikolisi endoteljali medjata tippromwovi pressjoni għolja pulmonari. Proc Natl Acad Sci USA. 2019;116:13394-13403.

43. Doménech E, Maestre C, Esteban-Martínez L, et al. AMPK, u PFKFB3 jimmedjaw il-glikolisi u s-sopravivenza b'reazzjoni għall-mitofaġija waqt l-arrest mitotiku. Nat Cell Biol. 2015;17:1304- 1316.