Sự biểu hiện của tổng hợp nitric oxit thần kinh và Renin trong thận loạn sản của chó non

TRỪU TƯỢNG:

Renin và tổng hợp oxit nitric tế bào thần kinh trong thận kiểm soát hệ thống phản hồi renin-angiotensin và tubuloglomerular. Nghiên cứu hiện tại đã điều tra sự biểu hiện của renin và nitric oxide tổng hợp tế bào thần kinh trongthận loạn sảncủa ba con chó trẻ. Hoạt động tái tạo miễn dịch, xảy ra trong tế bào ống thận và cầu thận củathận loạn sản, không khác với thận bình thường của chó non. Tế bào macula densa trong thận bình thường cho thấy hoạt tính tổng hợp nitric oxide thần kinh -immunoreactivity, nhưng những tế bào trong thận loạn sản không có tín hiệu rõ ràng. Quan sát này có thể tương quan với các cơ chế bệnh lý củasuy thậnở chó non.

TỪ KHÓA: bệnh thận mãn tính, thận loạn sản, hóa mô miễn dịch, tổng hợp oxit nitric tế bào thần kinh, renin

Vui lòng liên lạc để biết thêm thông tin:joanna.jia@wecistanche.com

cistanche để cải thiện chức năng thận

Suy thậnđôi khi xảy ra ở chó non. Trong những trường hợp như vậy, kiểm tra mô học thường chứng minhthận loạn sảnthương tổn. Tuy nhiên, các cơ chế sinh lý bệnh xảy ra trongthận loạn sảncủa loài chó vẫn chưa rõ ràng. Gần đây, chúng tôi đã chứng minh sự suy giảm của cyclooxygenase (COX) -2 trongbệnh thận mãn tínhở những con chó non vớithận loạn sảnsử dụng phân tích hóa mô miễn dịch [19].

COX -2 là một loại enzym gây viêm cần thiết cho sự phát triển bình thường của thận trong giai đoạn bào thai và sơ sinh [12, 15]. Sau khi sinh, COX -2 được biểu hiện thành phần trong thận và tập trung ở vùng giới hạn của điểm vàng (MD) của các chi tăng dần [1, 4, 22]. MD là một vùng chuyên biệt tiếp giáp với cực mạch của cầu thận. Nó kiểm soát sự bài tiết renin và hệ thống phản hồi cầu thận (TGF). COX -2 được biểu hiện trong các tế bào MD điều chỉnh các cơ chế này [6, 8]. Ngoài COX -2, neuron nitric oxide synthase (nNOS), cũng được biểu hiện trong các tế bào MD, được biết đến là chất điều hòa chính của hệ thống TGF [3, 18]. Hai phân tử này, được đồng biểu hiện trong MD, được biết là tương tác với nhau [2, 5, 9]. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã điều tra sự biểu hiện của renin và nNOS trongthận loạn sảnbằng hóa mô miễn dịch để xác định xem liệu sự suy giảm COX -2 trongthận loạn sảngây ra sự gián đoạn của hệ thống renin-angiotensin và hệ thống TGF ở chó non.

Các khối parafin cố định bằng formalin củathận loạn sảncủa chó non (n {{{{1 0}}}}), thận bình thường của chó non (n =3) và thận bình thường của chó trưởng thành (n =4) là giống như những gì được sử dụng trong nghiên cứu trước đây của chúng tôi, trong đó bệnh sử lâm sàng và chuẩn bị mô đã được mô tả trước đây [19]. Nghiên cứu đã được sự chấp thuận của Ủy ban thí nghiệm động vật của Đại học Kagoshima, Nhật Bản (VM15020). Các phần được chuẩn bị với độ dày 3- µm và phân tích hóa mô miễn dịch đối với renin và nNOS được thực hiện theo các quy trình sau: (1) khử muối; (2) thu hồi kháng nguyên bằng cách gia nhiệt vi sóng trong 10 mM dung dịch đệm xitrat (pH 6,0) đối với nNOS; (3) ủ với 3% H2O2 trong 30 phút; (4) ngăn chặn với 3% albumin huyết thanh bò (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, Hoa Kỳ) đối với renin hoặc 0,25% casein (Sigma-Aldrich) đối với nNOS, được pha loãng trong nước muối đệm phosphat, trong 30 phút; (5) ủ qua đêm ở 4 độ với độ pha loãng 1: 3, 000 kháng huyết thanh đa dòng renin chống tái tổ hợp của thỏ (do Tiến sĩ Murakami, Đại học Tsukuba, Nhật Bản cung cấp) hoặc 1: 3, {{31 }} pha loãng kháng huyết thanh đa dòng kháng nNOS ở thỏ (Cayman Chemical, Ann Arbor, MI, USA), trong dung dịch ngăn chặn; (6) ủ trong 30 phút ở nhiệt độ phòng với kháng thể phổ liên hợp peroxidase-polyme (globulin miễn dịch chống chuột (Ig) G và IgG chống thỏ; vết đơn giản MAX-PO [MULTI]; Nichirei Biosciences, Tokyo, Nhật Bản) ; và (7) phát hiện chỉ số miễn dịch bằng cách sử dụng hệ thống 3,3ʹ-diaminobenzidine (viên đệm 3,3ʹ-diaminobenzidine; Merck, Darmstadt, Đức). Đối với các phần đối chứng âm tính, IgG của thỏ bình thường (Lab Vision, Fremont, CA, USA) được sử dụng thay thế cho kháng thể chính.

Phân tích hình thái ngẫu nhiên để tìm phản ứng miễn dịch renin được thực hiện theo một phương pháp đã mô tả trước đây [20]. Một cách ngắn gọn, chỉ số renin được định nghĩa là tỷ số giữa tổng số tiểu động mạch dương tính với tổng số tiểu cầu thận và được biểu thị trên 100 tiểu cầu thận. Sự khác biệt giữa các nhóm được phân tích bằng cách sử dụng phương pháp so sánh nhiều lần của Bonferroni với SPSS phiên bản 24 (Thống kê SPSS của IBM, Armonk, NY, Hoa Kỳ).

Chẩn đoán mô bệnh học được thực hiện theo tiêu chuẩn vi thể của loạn sản thận ở chó bởi Picut và Lewis [14]. Các phần mô học của cả ba trường hợp đều thể hiện sự biệt hóa không đồng bộ, cho thấy sự hiện diện của các tổn thương với cầu thận thai nhi / chưa trưởng thành. Các thay đổi thứ phát về mức độ nghiêm trọng khác nhau như tổn thương ống thận, xơ hóa mô kẽ, và cầu thận xơ cứng đã được quan sát thấy trong các mô thận trưởng thành.

bên trongthận loạn sản, tín hiệu phản ứng miễn dịch renin được quan sát thấy trong các tế bào cầu thận cạnh (JGCs) (Hình 1A), và các tế bào hình ống nằm ở nephron xa (Hình 1B). Ở một số cầu thận, một vài tế bào cho thấy tín hiệu dương tính với renin gần các cực mạch máu (Hình. 1A). Ở thận kiểm soát trẻ, tín hiệu renin cũng được phát hiện trong cả JGC và ống lượn xa, bao gồm cả các tế bào MD. Ở thận kiểm soát của người lớn, các tín hiệu renin dương tính bị hạn chế đối với các JGC. Theo thống kê, số lượng khu vực dương tính với renin trong thận loạn sản không có sự khác biệt đáng kể so với ở thận trẻ và người lớn.

Kích thích sản xuất renin được biết là đóng một vai trò trong tín hiệu COX -2 và các nghiên cứu trước đây đã chứng minh rằng hoạt động và nồng độ renin huyết tương đã giảm sau khi sử dụng chất ức chế COX -2 hoặc khi loại bỏ COX -2 gen [10, 11]. Nhưthận loạn sảnđược kiểm tra trong nghiên cứu hiện tại cho thấy không có biểu hiện của COX thận -2 [19], việc giảm các chỉ số miễn dịch của renin trong JGCs ban đầu được nghi ngờ là một bất thường sinh lý có thể xảy ra ở thận loạn sản. Tuy nhiên, phân tích hóa mô miễn dịch hiện tại không thể xác nhận giả thuyết này, và không có đề xuất giảm renin rõ ràng trong JGCs. Mặc dù vai trò sinh lý của renin ở ống chưa được làm rõ trước đây, việc xử lý natri ở thận có thể là một vai trò khả dĩ của renin ở ống, vì sự tăng cường biểu hiện renin được gây ra ở nephron xa sau khi cho ăn chế độ ăn ít muối ở chuột. [16], và thận loạn sản của những con chó được kiểm tra trong nghiên cứu này có thể đã duy trì chức năng của hệ thống ống này.

COX -2 cũng quan trọng trong việc điều hòa hệ thống TGF, hệ thống này quan trọng để duy trì mức lọc cầu thận. Một nghiên cứu trên chuột bằng phương pháp vi châm đã chứng minh sự ức chế phản ứng TGF sau khi điều trị bằng chất ức chế COX -2 [2]. TGF phản hồi trongthận loạn sảncó thể bị giảm độc lực do thiếu biểu hiện COX -2 ở thận. Tuy nhiên, không có phát hiện liên quan nào được báo cáo trước đây. Trong thận, nNOS được thể hiện trong các tế bào MD và giúp điều hòa hệ thống TGF [18].

Trong phân tích nNOS hiện tại, không có tín hiệu rõ ràng nào được phát hiện trong các vùng MD của tất cả các trường hợp (Hình 2). Việc giảm nNOS này được coi là một sự kiện gây bệnh nguyên bào trongthận loạn sảnchứ không phải là một cái có được sau khisuy thậncủa các trường hợp. Trên thực tế, nghiên cứu trước đây của chúng tôi sử dụng chuột OLETF (Otsuka Long-Evans Tokushima Fatty), như một mô hình của bệnh tiểu đường loại 2, đã chứng minh rằng nNOS được biểu hiện quá mức trong MD và xung quanh các tế bào ống trong giai đoạn sau của bệnh thận do tiểu đường [21]. Trong quy định của hệ thống TGF, chức năng của nNOS tương tự và tương tác với chức năng của COX -2. Một số nghiên cứu đã gợi ý rằng nNOS được định vị ở phía trên của lộ trình tín hiệu và kích thích sự biểu hiện của COX -2 [5, 9]. Mặt khác, các nghiên cứu khác đã gợi ý ngược lại rằng COX -2 được định vị ngược dòng so với NOS [2, 13]. Bất kể sự khác biệt trong con đường tín hiệu, việc thiếu các tín hiệu miễn dịch nNOS trong các tế bào MD có thể kích hoạt quá trình điều hòa giảm biểu hiện COX -2 ở thận trongthận loạn sản.

Một vài ống cho thấy tín hiệu tích cực đối với nNOS trong hai trường hợp. Trong trường hợp còn lại, nhiều ống giãn và dẹt, có thể là ở nephron xa, hiển thị các tín hiệu tích cực rõ ràng (Hình 3). Trong trường hợp này, với các ống dương tính với nNOS nổi bật,

sự phát triển của các mô thận là chưa trưởng thành nhất. Ở thận bình thường của người trẻ và người lớn, các tín hiệu dương tính với nNOS được quan sát thấy ở các chi tăng dần, đặc biệt là trong các tế bào MD (Hình 4). Sự phân bố của các thay đổi nNOS trong quá trình phát triển của thận. Ở những quả thận đang phát triển của lợn, nNOS phân bố rộng rãi và được quan sát thấy ở các phần của chi tăng dần dẫn đến điểm vàng [17]. Ở chuột, sự hiện diện của nNOS trong ống lượn xa đang phát triển đã gặp trong cơ thể hình chữ S từ những giai đoạn đầu tiên của quá trình hình thành thận [7]. Mặc dù sự phân bố của nNOS trong thận đang phát triển của chó chưa được nghiên cứu trước đây, nhưng có khả năng các tín hiệu nNOS nổi bật trong các ống có thể là một bằng chứng cho thấy các ống rất non trongthận loạn sảnchứ không phải là các ống trưởng thành bị hư hỏng.

Tóm lại, biểu thức renin và nNOS trongthận loạn sảncủa ba con chó non đã được điều tra về mặt hóa mô miễn dịch trong nghiên cứu hiện tại. Điều này chứng tỏ sự suy giảm nNOS trong các tế bào MD có biểu hiện renin liên tục. Việc giảm biểu hiện nNOS trong các tế bào MD có thể làm suy giảm hệ thống TGF của thận và đây có thể là một trong những cơ chế bệnh lý cơ bảnsuy thậnở những con chó non vớithận loạn sản.

CÁC MỨC ĐỘ QUAN TÂM TIỀM NĂNG

Các tác giả không có gì để tiết lộ.

NHÌN NHẬN

Một phần của công việc này đã được hỗ trợ bởi Tổ chức Hỗ trợ Nghiên cứu Khoa học (số tài trợ 19K06385) từ Hiệp hội Xúc tiến Khoa học Nhật Bản

Tác giả

Akira YABUKI1,2) *, Yu FURUSAWA2), Noriaki MIYOSHI3), Kazuyuki TANIGUCHI4) và Osamu YAMATO1)

1) Phòng thí nghiệm Bệnh học Lâm sàng Thú y, Khoa Thú y, Đại học Kagoshima, Kagoshima 890-0065, Nhật Bản

2) Bệnh viện Giảng dạy Thú y Đại học Kagoshima, Khoa Thú y, Đại học Kagoshima, 1-21-24 Korimoto, Kagoshima 890-0065, Nhật Bản

3) Phòng thí nghiệm Mô bệnh học Thú y, Khoa Thú y, Đại học Kagoshima, Kagoshima 890-0065, Nhật Bản

4) Phòng thí nghiệm Giải phẫu Thú y, Khoa Nông nghiệp, Đại học Iwate, Morioka 020-8550, Nhật Bản

NGƯỜI GIỚI THIỆU

1. Adegboyega, PA và Ololade, O. 2004. Biểu hiện hóa mô miễn dịch của cyclooxygenase -2 ở thận bình thường. Appl. Hóa mô miễn dịch. Mol Morphol. 12: 71–74. [Medline] [CrossRef]

2. Araujo, M. và Welch, WJ 2009. Ức chế Cyclooxygenase 2 ngăn chặn phản hồi cầu thận: vai trò của các thụ thể thromboxan và oxit nitric. Là. J. Physiol. Thuốc bổ thận. 296: F790 – F794. [Medline] [CrossRef]

3. Blantz, RC, Deng, A., Lortie, M., Munger, K., Vallon, V., Gabbai, FB và Thomson, SC 2002. Vai trò phức tạp của oxit nitric trong điều hòa siêu lọc cầu thận. Thận Int. 61: 782–785. [Medline] [CrossRef]

4. Câmpean, V., Theilig, F., Paliege, A., Breyer, M. và Bachmann, S. 2003. Các enzym chính để tổng hợp prostaglandin ở thận: biểu hiện cụ thể tại vị trí ở thận của loài gặm nhấm (chuột, chuột). Là. J. Physiol. Thuốc bổ thận. 285: F19 – F32. [Medline] [CrossRef]

5. Cheng, HF, Zhang, MZ và Harris, RC 2006. Nitric oxide kích thích cyclooxygenase -2 trong các tế bào CTAL được nuôi cấy thông qua con đường phụ thuộc ap 38-. Là. J. Physiol. Thuốc bổ thận. 290: F1391 – F1397. [Medline] [CrossRef]

6. Deng, A., Wead, LM và Blantz, RC 2004. Thích ứng theo thời gian của phản hồi cầu thận: ảnh hưởng của COX -2. Thận Int. 66: 2348–2353. [Medline] [CrossRef]

7. Fischer, E., Schnermann, J., Briggs, JP, Kriz, W., Ronco, PM và Bachmann, S. 1995. Ontogeny of NO synthase và renin trong bộ máy cầu thận của thận chuột. Là. J. Physiol. 268: F1164 – F1176. [Medline]

8. Hao, CM và Breyer, MD 2008. Điều hòa sinh lý của prostaglandin trong thận. Annu. Rev. Physiol. 70: 357–377. [Medline] [CrossRef]

9. Ichihara, A., Imig, JD, Inscho, EW và Navar, LG 1998. Cyclooxygenase -2 tham gia vào giai điệu động mạch hướng tâm phụ thuộc dòng ống: tương tác với NOS tế bào thần kinh. Là. J. Physiol. 275: F605 – F612. [Medline]

10. Kim, SM, Chen, L., Mizel, D., Huang, YG, Briggs, JP và Schnermann, J. 2007. Renin huyết tương thấp và phản ứng bài tiết renin giảm đối với các kích thích cấp tính do thiếu COX -2- có ý thức chuột. Là. J. Physiol. Thuốc bổ thận. 292: F415 F422. [Medline] [CrossRef]

11. Matzdorf, C., Kurtz, A. và Höcherl, K. 2007. Hoạt động COX -2 xác định mức độ biểu hiện renin nhưng không cần thiết cho việc điều chỉnh cấp tính biểu hiện renin trong thận chuột. Là. J. Physiol. Thuốc bổ thận. 292: F1782 – F1790. [Medline] [CrossRef]

12. Norwood, VF, Morham, SG và Smithies, O. 2000. Sự phát triển sau sinh và tiến triển của chứng loạn sản thận ở chuột rỗng cyclooxygenase -2. Thận Int. 58: 2291–2300. [Medline] [CrossRef]

13. Paliege, A., Mizel, D., Medina, C., Pasumarthy, A., Huang, YG, Bachmann, S., Briggs, JP, Schnermann, JB và Yang, T. 2004. Ức chế biểu hiện nNOS trong điểm vàng do COX -2- dẫn xuất từ ​​prostaglandin E2. Là. J. Physiol. Thuốc bổ thận. 287: F152 – F159. [Medline] [CrossRef]

14. Picut, CA và Lewis, RM 1987. Đặc điểm hiển vi của loạn sản thận ở chó. Bác sĩ thú y. Pathol. 24: 156–163. [Medline] [CrossRef]

15. Seta, F., Chung, AD, Turner, PV, Mewburn, JD, Yu, Y và Funk, CD 2009. Đặc điểm thận và tim mạch của chuột hạ gục COX -2. Là. J. Physiol. Điều chỉnh. Số nguyên. Comp. Physiol. 296: R1751 – R1760. [Medline] [CrossRef]

16. Shao, W., Seth, DM, Prieto, MC, Kobori, H. và Navar, LG 2013. Việc kích hoạt hệ thống renin-angiotensin bằng chế độ ăn ít muối không làm tăng angiotensinogen nội bào và angiotensin II ở chuột. Là. J. Physiol. Thuốc bổ thận. 304: F505 F514. [Medline] [CrossRef]

17. Solhaug, MJ, Ballèvre, LD, Guignard, JP, Granger, JP và Adelman, RD 1996. Oxit nitric trong thận đang phát triển. Nhi khoa. Nephrol. 10: 529–539. [Medline] [CrossRef]

18. Wilcox, CS 1998. Vai trò của NOS điểm vàng trong phản hồi cầu thận. Curr. Opin. Nephrol. Tăng huyết áp. 7: 443–449. [Medline] [CrossRef]

19. Yabuki, A., Miyazaki, A., Ichii, O., Kohyama, M., Sawa, M. và Yamato, O. 2016. Biểu hiện thấp của cyclooxygenase -2 trong bệnh thận mãn tính ở chó non. Res. Bác sĩ thú y. Khoa học. 109: 71–73. [Medline] [CrossRef]

20. Yabuki, A., Suzuki, S., Matsumoto, M., Taniguchi, K. và Nishinakagawa, H. 2002. Một phương pháp đơn giản để phát hiện cụ thể Ren -1 renin. Thận Int. 62: 2294–2299. [Medline] [CrossRef]

21. Yabuki, A., Tahara, T., Taniguchi, K., Matsumoto, M. và Suzuki, S. 2006. Neuronal nitric oxide synthase và cyclooxygenase -2 ở bệnh thận đái tháo đường ở chuột OLETF đái tháo đường loại 2. Hết hạn. Hoạt hình. 55: 17–25 [CrossRef]. [Medline]

22. Zhang, MZ, Wang, JL, Cheng, HF, Harris, RC và McKanna, JA 1997. Cyclooxygenase -2 trong sự phát triển nephron của chuột. Là. J. Physiol.

23: F994 – F1002. [Medline]