Hoće li zatajenje srca izazvano kemoterapijom utjecati na funkciju bubrega?
Mar 22, 2022
Kontakt:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791
DIO Ⅰ: Odgovor bubrega na zatajenje srca izazvano kemoterapijom: analiza mRNA u normotenzivnih i Ren-2 transgenih hipertenzivnih štakora
Šárka Jíchová, Olga Gawry i dr.
1. Uvod
Zatajenje srca (HF) postalo je veliki javnozdravstveni problem, posebno u razvijenim zemljama, koji trenutno pogađa više od 6,5 milijuna ljudi u Sjedinjenim Američkim Državama i 9,2 milijuna ljudi u Europskoj uniji. Godišnji porast broja novooboljelih procjenjuje se na 1,1 milijun [1,2]. Povećanje prevalencije HF-a pripisuje se, barem djelomično, poboljšanju liječenja akutnih koronarnih sindroma, ali i neishemičnih kardiovaskularnih bolesti. Zanimljivo je da je napredak u liječenju (npr. rana koronarna reperfuzija primarnom perkutanom intervencijom) smanjio stopu smrtnosti, ali ne i morbiditet. Pomalo paradoksalno, broj preživjelih pacijenata koji u konačnici razviju srčani zastoj se povećao [3].
HF je klinički sindrom koji pokazuje progresivno pogoršanje, unatoč nedavnom farmakološkom napretku. Prognoza pacijenata ostaje loša, osobito kada je HF praćenbubregdisfunkcija("kardiorenalni sindrom")[1,4-8]. Stoga postoji hitna potreba za novim strategijama liječenja, koje zahtijevaju bolje razumijevanje patofiziološkog mehanizma (mehanizama) koji je u podlozi progresije HF-a. To se može postići korištenjem malih životinjskih modela, unatoč nekim prividnim ograničenjima [9,10]. Tijekom posljednjih 40 godina, modeli su primijenjeni za proučavanje HF-a izazvanog ishemijskom ozljedom [infarkt miokarda (MI) izazvan podvezivanjem koronarne arterije] i neishemičnom ozljedom izazvanog HF-a [kronično preopterećenje tlakom izazvano transverzalnom aortnom suženjem ili kroničnim preopterećenje volumenom izazvano aortokavalnom fistulom (ACF)]. Svi ovi modeli sveobuhvatno su karakterizirani [9-15] i donijeli su pionirska postignuća. Na primjer, primjena modela MI prvi put je omogućila demonstraciju da inhibitori angiotenzin-konvertirajućeg enzima (ACEi) ublažavaju HF i poboljšavaju dugoročnu stopu preživljenja nakon infarkta [14,15]. Ovo je potvrđeno u kliničkim studijama [16,17], a ACEi je uspostavljen kao temelj terapije za srčanu insuficijenciju [1,4-7].
Cistanchetubulozasprječavabolest bubrega, kliknite ovdje da biste dobili uzorak
Nasuprot tome, vrijednost malih životinjskih modela za proučavanje kemoterapijom induciranog HF-a samo je slabo definirana. To je tako iako se kardioonkologija sada pojavila kao nova klinička i istraživačka specijalnost, donoseći nove terapije raka, koje su dramatično poboljšale prognozu kod pacijenata s različitim bolestima raka. Nažalost, poboljšanje se obično povezuje s kardiovaskularnim nuspojavama [18-21].
Doksorubicin (DOX), jedan od antraciklinskih lijekova, standardno je sredstvo protiv raka koje pokazuje dobro dokumentiranu kardiotoksičnost [22-25]. Nuspojave antraciklina uključuju oštećenje ejekcijske frakcije lijevog ventrikula (LV) [26] i mogu dovesti do kardiorenalnog sindroma, komplikacije opasne po život osoba koje su preživjele rak i zahtijeva razvoj novih strategija liječenja. Modeli malih životinja dominantno su korišteni za proučavanje mehanizma(a) koji leže u osnovi akutne kardiotoksičnosti izazvane DOX-om i za razvoj zaštitnih mjera protiv kardiotoksičnosti izazvane DOX-om [27,28]. Procijenjeni su i dugoročni učinci DOX-a na srčanu funkciju, posebice na razvoj HF-a, a rezultati pokazuju da je to prikladan model za HF izazvan kemoterapijom [10,29,30], no ipak, temeljni mehanizam(i) odgovorni za razvoj kemoterapijom induciranog HF-a slabo su poznati [10,29-32]. S obzirom na sve veću potrebu za istraživanjem patofiziologije i otkrivanjem novih terapijskih mjera za srčanu insuficijenciju izazvanu kemoterapijom, nedavno smo proveli in vivo studiju koja je karakterizirala morfološku strukturu srca i parametre funkcije u štakora sa srčanom insuficijencijom izazvanom DOX-om. Budući da se hipertenzija i hiperaktivnost renin-angiotenzin-aldosteronskog sustava (RAAS) smatraju čimbenicima rizika za razvoj kemoterapijom induciranog HF-a [21-24]), studija je provedena na Ren-2 transgenim štakorima (TGR), u kojem se spajaju endogena aktivacija RAAS-a i hipertenzija [33] Štoviše, kako bi se dobio bolji uvid u moguću ulogu potencijalne kompenzacijske aktivacije sistemskih i intrarenalnih neurohormonalnih sustava, plazma ibubregkoncentracijekateholamina, određeni su angiotenzin II (ANG I) i angiotenzin 1-7 (ANG 1-7). U ovoj in vivo studiji otkrili smo da je dva tjedna nakon prestanka primjene DOX-a [DOX davan u kumulativnoj dozi od 15 mg/kg tjelesne težine (TT) u šest intraperitonealnih (ip) injekcija tijekom dva tjedna, što je standardni pristup za uvodeći DOX-induciranu kardiomiopatiju [27,34], TGR kao i kontrolni HanSD štakori pokazivali su znakove "kemoterapijom izazvanog HF-a sa smanjenom ejekcijskom frakcijom" (HFrEF), ali u prethodnom je oštećenje sistoličke funkcije srca bilo izraženije i pojavili su se početni znakovi kompenzacijske aktivacije neurohormonskih sustava [35]. Stoga smo zaključili da je HF izazvan DOX-om, osobito u TGR-u, optimalan model za proučavanje patofizioloških aspekata HFrEF-a izazvanog kemoterapijom.
Ipak, ograničenje naše nedavne studije bio je nedostatak pokušaja identificiranja potencijalnih biomarkera i molekularnih indeksa, koji bi mogli pomoći u razvoju novog terapijskog pristupa u ovom obliku HFrEF-a, posebno s fokusom na markere za kardiorenalni sindrom povezan sa HF-om. Stoga smo u ovoj studiji izvelibubregglasnikanaliza ekspresije ribonukleinske kiseline (mRNA) u štakora TGR i HanSD dva tjedna nakon završetka liječenja DOX-om, s posebnim fokusom na gene koji su prethodno bili uključeni u patofiziologiju kardiorenalnog sindroma povezanog sa HF-om [7,36]. Glavni cilj studije bio je karakterizirati ekspresiju mRNA bubrega tako odabranih biomarkera u početnoj fazi kemoterapijom induciranog HFrEF-a i usporediti rezultate u hipertenzivnom TGR-u s onima u normotenzivnih HanSD štakora. Kako bi se potvrdilo da je dobivenobubregEkspresije mRNA predstavljaju promjene povezane s kardiorenalnim sindromom povezanim sa HF-om, procijenili smo učinke Doxon srčanih utega i na ekspresiju mRNA biomarkera u lijevoj klijetki (LV) za koje je prepoznato da su promijenjeni u HF [37-39].
dobrobiti cistanche salsenabubreg
2. Rezultati
Kao što je prikazano na slici 1A, liječenje DOX-om nije značajno smanjilo tjelesnu težinu kod HanSD štakora, ali jest kod TGR. Liječenje DOX-om nije uzrokovalo nikakvu promjenu težine bubrega u HanSDrats, ali ju je značajno smanjilo u TGR-u (Slika 1B). Kao što je prikazano na slici 1D, E, netretirani TGR otkrio je značajno veću težinu cijelog srca i LV u usporedbi s netretiranim HanSD štakorima, ali nije bilo značajnih razlika u težinama desne klijetke (RV) među njima (slika 1F). Liječenje DOX-om uzrokovalo je značajno smanjenje u težini cijelog srca, težine LV i RV u HanSDrats, i TGR u usporedbi s težinama u ekvivalentima bez primjene DOX-a. Liječenje DOX-om izazvalo je značajno veće smanjenje težine cijele i LV u TGR-u u usporedbi s HanSD štakorima (-34.3±0.4 naspram.-25.1 ±{{1{{14 }}}}.5 posto i-32.3±0.5 vs.-25.7±0.3 posto, redom, p<0.05 in="" both="" cases),="" but="" caused="" similar="" decreases="" in="" rv="" weights.="" on="" the="" other="" hand,="" dox="" administration="" did="" not="" result="" in="" any="" alteration="" in="" tibia="" length="" in="" any="" group="" (figure="" 1c),="" indicating="" that="" the="" reduced="" body="" weights,="" kidney,="" and="" heart="" weights="" are="" not="" a="" consequence="" of="" general="" growth="">
Slika 1. Parametri težine tijela i organa.Tjelesna težina (A), težina bubrega (B), duljina tibije (C), težina cijelog srca (D), težina lijeve klijetke (E) i težina desne klijetke (F) u neliječenih i liječenih doksorubicinom normotenzivnih, transgenski negativnih Hannover Sprague -Dawley (HanSD) i hipertenzivni, Ren-2 transgeni (TGR) štakori.*p<0.05 compared="" with="" untreated="" animals="" of="" the="" same="" strain.#=""><0.05 versus="" hansd="" rats="" within="" the="" same="" protocol.="" statistical="" comparison="" was="" made="" by="" one-way="" anova="">
Slike 2 i 3 sažeto prikazuju učinke liječenja DOX-om na ekspresiju mRNA LV. Kao što je prikazano na slici 2A, ekspresija gena natriuretskog peptida tipa A(Nappa) u LV bila je značajno veća u netretiranih TGR u usporedbi s netretiranim HanSD štakorima. Tretman DOX-om značajno je povećao ekspresiju Nppa gena u HanSD štakora, kao i kod TGR, ali u većoj mjeri kod potonjeg, tj. ekspresija LV Nppa bila je značajno viša kod TGR u usporedbi s HanSD štakorima. Nije bilo značajnih razlika u ekspresiji LV gena izoforme teškog lanca miozina (MYH6), izoforme teškog lanca miozina (MYH7) i njihovih omjera (MYH7/MYH6) u oba netretirana HanSD štakora, a liječenje TGR-om i DOX-om nije ga promijenilo ni u jednom soj (Slika 2B-D). Kao što je prikazano na slici 2E, nije bilo značajnih razlika u ekspresiji mRNA aktina, skeletnih mišića u LV između netretiranih HanSD štakora i netretiranog TGR-a, a liječenje DOX-om nije ga promijenilo u HanSD štakora, ali je uzrokovalo značajan porast TGR-a. Nije bilo značajnih razlika između neliječenih HanSD štakora i neliječenog TGR-a u LV mRNA ekspresiji 1 adrenergičkih receptora, a liječenje DOX-om ih nije promijenilo u HanSD štakora, ali ga je smanjilo u TGR-u (Slika 2F).
Slika 2. Prvi dio ekspresije mRNA lijevog ventrikula (LV).LV natriuretski peptid tipa A(A), izoforma teškog lanca miozina 6(MYH6)(B), izoforma teškog lanca miozina7 (MYH7)(C), omjer MYH7/MYH6(D), aktin(E), 1 adrenergički receptori (F) ekspresija gena u neliječenih i liječenih doksorubicinom normotenzivnih, transgen-negativnih Hannover Sprague-Dawley (HanSD) i hipertenzivnih, Ren-2 transgenih (TGR) štakora.*p<0.05 compared="" with="" untreated="" animals="" of="" the="" same=""><0.05 versus="" hansd="" rats="" within="" the="" same="" protocol.="" statistical="" comparison="" was="" made="" by="" one-way="" anova="">
Kao što je prikazano na slici 3A, nije bilo značajnih razlika u ATPazi, Ca2 plus, srčanom mišiću, sporom trzanju, ekspresiji gena tipa 2 u LV (gen koji kodira Sarco/endoplazmatski retikulum Ca2 plus -ATPaza—tzv. SERCA ) između netretiranih HanSD štakora i netretiranog TGR i DOX tretmana nije ih modificirao ni u jednoj skupini. Isto tako, nije bilo značajnih razlika u ekspresiji fosfolambanskog gena u LV između neliječenih HanSD štakora i neliječenog TGR-a, a liječenje DOX-om ih nije promijenilo (Slika 3B). Kao što je prikazano na slici 3C, nije bilo značajnih razlika u ekspresiji gena za interleukin-6 u LV između netretiranih HanSD štakora i netretiranog TGR-a, a liječenje DOX-om uzrokovalo je slična značajna povećanja kod HanSD štakora kao i kod TGR-a. Nije bilo značajnih razlika u ekspresiji gena transformirajućeg faktora rasta-beta (TGF-), kolagena tipa I i kolagena tipa III u LV između netretiranih HanSD štakora, a neliječeni tretman TGR i DOX nije ga promijenio ni u jednom soju (Slika 3D -F).
Slika 3. Drugi dio ekspresije mRNA lijevog ventrikula (LV).LV Ca2 plus -ATPazna pumpa(A), fosfolamban(B), interleukin-6(C), transformirajući čimbenik rasta-beta (TGF-)(D), kolagen l tipa I(E) i kolagen l tipa III (F) ekspresija gena u neliječenih i doksorubicinom liječenih normotenzivnim, transgen-negativnim Hannover Sprague-Dawley (HanSD) i hipertenzivnim, Ren-2 transgenim (TGR) štakorima.*p<0.05 compared="" with="" untreated="" animals="" of="" the="" same="" strain.="" statistical="" comparison="" was="" made="" by="" one-way="" anova="">
biljka cistančamože liječitibubregbolest poboljšatibubrežnifunkcija
Slike 4-6 sažimaju učinke liječenja DOX-om na ekspresiju mRNA bubrega. Kao što je prikazano na slici 4A, nije bilo značajnih razlika između neliječenih HanSD štakora i neliječenog TGR-a u ekspresiji gena za angiotenzinogen, a liječenje DOX-om nije ga značajno promijenilo ni u jednoj skupini. Nije bilo značajnih razlika između netretiranih HanSD štakora i netretiranog TGR-a u ekspresiji gena za renin, a liječenje DOX-om ju je značajno povećalo, i kod HanSD-a i kod TGR-a (Slika 4B). Kao što je prikazano na slici 4C, ekspresija mRNA bubrega angiotenzin-konvertirajućeg enzima (ACE) pokazala je uzorak sličan onom za ekspresiju gena za renin. Nije bilo značajnih razlika između netretiranih HanSDrats i TGR, a liječenje DOX-om ih je na sličan način povećalo u oba soja. Nije bilo značajnih razlika između neliječenih HanSD štakora i neliječenog TGR-a u ekspresiji mRNA angiotenzin-konvertirajućeg enzima tipa 2 (ACE2) u bubregu, a liječenje DOX-om nije promijenilo te vrijednosti ni u jednoj skupini (Slika 4D). Kao što je prikazano na slici 4E, nije bilo značajnih razlika između netretiranih HanSD štakora i netretiranog TGR-a u ekspresiji mRNA receptora ANG II tipa 1(AT1) u bubrezima, a liječenje DOX-om uzrokovalo je izraženo i slično smanjenje ove vrijednosti, slično u oba soja. Kao što je prikazano na slici 4F, nije bilo značajnih razlika između netretiranih HanSD štakora i netretiranog TGR-a u bubrežnoj ekspresiji mRNA receptora ANG I tipa 2(AT2), a liječenje DOX-om značajno ga je smanjilo kod HanSD štakora, ali ne i kod TGR-a. Mas ekspresija mRNA bubrega pokazala je obrazac sličan onom ekspresije AT, receptorskog gena: nije bilo značajnih razlika između netretiranih HanSD štakora i netretiranog TGR-a, a tretman DOX-om uzrokovao je duboko smanjenje ove vrijednosti kod HanSD štakora, ali ne i kod TGR-a (Slika 4G). ).
Slika 4. Prvi dio ekspresije mRNA bubrega.Angiotenzinogen (A), renin (B), angiotenzin-konvertirajući enzim (ACE) (C), angiotenzin-konvertirajući enzim tipa 2 (ACE2) (D), angiotenzin I tip 1 (AT1) receptor (E), angiotenzin I tip 2 ( Ekspresija gena AT2)receptora(F) i Mas receptora(G) u neliječenih i liječenih doksorubicinom normotenzivnih, transgen-negativnih Hannover Sprague-Dawley(HanSD) i hipertenzivnih, Ren-2 transgenih (TGR) štakora.*p<0.05 compared="" with="" untreated="" animals="" of="" the="" same=""><0.05 versus="" tgr="" within="" the="" same="" protocol.="" the="" values="" are="" means±="" sem.="" statistical="" comparison="" was="" made="" by="" one-way="" anova="">
cistanchedeserticolakoristinabubreg
Kao što je prikazano na slici 5A, netretirani TGR pokazao je značajno veću ekspresiju pre-pro-endotelina-1 mRNA bubrega u usporedbi s netretiranim HanSD štakorima. Liječenje DOX-om značajno je povećalo ekspresiju gena za pre-endotelin-1 u bubrezima kod HanSD štakora, ali nije to promijenilo kod TGR-a. Isto tako, kao što je prikazano na slici 5B, neliječeni TGR pokazao je značajno veću ekspresiju endotelin-konvertirajućeg enzima tipa 1 (ECE-1) u bubrezima mRNA u usporedbi s neliječenim HanSD štakorima, a primjena DOX-a izazvala je značajna povećanja ECE-a u bubrezima{{9} } ekspresija gena u HanSD štakora, ali nije promijenila u TGR. Netretirani TGR pokazao je značajno veću ekspresiju mRNA receptora endotelina tipa A(ETA) bubrega u usporedbi s netretiranim HanSD štakorima (Slika 5C). Tretman DOX-om izazvao je značajan porast ekspresije gena ETA receptora bubrega kod HanSD štakora, ali ga je, nasuprot tome, značajno smanjio kod TGR. Kao što je prikazano na slici 5D, nije bilo značajnih razlika u ekspresiji mRNA receptora endotelina tipa B(ETg) između netretiranih HanSD štakora i netretiranog TGR bubrega, a liječenje DOX-om nije ga promijenilo ni u jednoj skupini. Netretirani TGR pokazao je značajno veću ekspresiju bubrežne mRNA citokroma P-450(CYP) podfamilije 2C23 (CYP2C23) u usporedbi s netretiranim HanSD štakorima (Slika 5E). Liječenje DOX-om nije promijenilo ekspresiju ovog gena u bubrezima HanSD štakora, ali ga je značajno smanjilo u TGR. Kao što je prikazano na slici 3F, nije bilo značajnih razlika među eksperimentalnim skupinama HanSD štakora i TGR u ekspresiji mRNA CYP potfamilije 4A1 (CYP4A1).
Slika 5. Drugi dio ekspresije mRNA bubrega.Bubreg pre-pro-endotelin-1 (A), endotelin-konvertirajući enzim tip 1(ECE-1)(B), endotelin tip A(ETA)receptor(C), endotelin tip B(ETg) ekspresija gena receptora (D), citokroma P-450 podfamilije 2C23(CYP2C23)(E) i citokroma P-450 podfamilije 4A1(CYP4A1)(F) u neliječenom i liječenom doksorubicinom normotenzivnom, transgen negativnom Hannoveru Sprague-Dawley (HanSD) i hipertenzivni, Ren-2 transgeni (TGR) štakori.*p<0.05 compared="" with="" untreated="" animals="" of="" the="" same="" strain.=""><0.05 versus="" hansd="" rats="" within="" the="" same="" protocol.="" the="" values="" are="" means±="" sem.="" statistical="" comparison="" was="" made="" by="" one-way="" anova="">
Kao što je prikazano na slici 6A, nije bilo značajnih razlika među eksperimentalnim skupinama HanSD štakora i TGR u ekspresiji mRNA bubrega adrenergičkih la receptora. Netretirani TGR pokazao je značajno veću ekspresiju mRNA adrenergičkog lb receptora bubrega u usporedbi s netretiranim HanSD štakorima (Slika 6B). Liječenje DOX-om izazvalo je značajan porast ekspresije gena bubrežnih adrenergičkih lb receptora u HanSD štakora, ali ga nije promijenilo u TGR.
Kao što je prikazano na slici 6C-E, nije bilo značajnih razlika u ekspresiji mRNA bubrega 2 adrenergička receptora (podtipovi 2a, 2b i 2c) između netretiranih HanSD štakora i netretiranog TGR-a. Liječenje DOX-om značajno je smanjilo ekspresiju gena bubrega svih podtipova o2 adrenergičkih receptora u HanSD štakora, ali ih nije promijenilo u TGR.
Nije bilo značajnih razlika u ekspresiji mRNA bubrega 1 i 2 adrenergičkih receptora između netretiranih HanSD štakora i netretiranog TGR-a (Slika 6FG). Kao i u slučaju o2 receptora, liječenje DOX-om izazvalo je značajno smanjenje ekspresije gena bubrega 1 i 2 adrenergičkih receptora u HanSD štakora, ali ih nije promijenilo u TGR.
Slika 6. Treći dio ekspresije mRNA bubrega.Bubreg l podtip a (la) adrenergički receptor (A), l podtip b (lb) adrenergički receptor (B), 2 podtip a (2a) adrenergički receptor (C), a2 podtip b ( 2b) adrenergički receptor (D), 2 ekspresija gena podtipa c( 2c) adrenergičkog receptora (E), adrenergičkog receptora tipa 1 ( 1) (F) i adrenergičkog receptora tipa 2 ( 2) (G) u neliječenih i liječenih doksorubicinom normotenzivnih, transgenski negativnih Hannover Sprague-Dawley (HanSD) )i hipertenzivni, Ren-2 transgeni (TGR) štakori.*p<0.05 compared="" with="" untreated="" animals="" of="" the="" same=""><0.05 versus="" hansd="" rats="" within="" the="" same="" protocol.="" the="" values="" are="" means±="" sem.="" statistical="" comparison="" was="" made="" by="" one-way="" anova="">
