Estudio del mecanismo molecular de la lesión renal aguda inducida por ácido aristolóquico I
El ácido aristolóquico (AA) se encuentra de forma natural en las plantas Aristolochiaceae, y tiene efectos antitumorales, antiinfecciosos y antiinflamatorios, entre otros. Los preparados de medicina tradicional china y de medicina patentada que contienen AA se utilizan ampliamente en la práctica clínica, entre ellos Aristolochia, Fangji, Vermillion, Asarum y Shanci Mushroom of Asarum, así como medicamentos tradicionales chinos patentados y preparados simples como las cápsulas Compound Weitong, las cápsulas Chuanxiling y las cápsulas Shisanwei Shugan. Los estudios también han demostrado que la exposición al AA se asocia con un alto riesgo de desarrollar enfermedad renal y cáncer del tracto urinario superior; Como uno de los principales componentes del AA, el ácido aristolóquico I (AAI) también tiene nefrotoxicidad y carcinogenicidad; El uso a largo plazo de la medicina tradicional china que contiene tales sustancias puede causar nefropatía por ácido aristolóquico (AAN). Se han realizado muchos estudios sobre la nefrotoxicidad del AAI, pero no hay muchos informes que caractericen exhaustivamente su mecanismo tóxico, centrándose sobre todo en células o vías de señalización específicas. Por lo tanto, es necesario seguir explorando el mecanismo de toxicidad de los IAA. El transcriptoma es la suma de todos los productos de la transcripción génica dentro de una célula, y la transcriptómica es el estudio del transcriptoma, que abarca temas relacionados con el ARN como la transcripción, la expresión y la función. Con el fin de obtener una comprensión más completa del mecanismo de nefrotoxicidad AAI, este estudio utilizó la plataforma de secuenciación de alto rendimiento IIIumina para realizar la secuenciación transcriptómica de tejido renal, la expresión diferencial, y GO / KEGG análisis de enriquecimiento para aclarar el mecanismo molecular de la nefrotoxicidad inducida por AAI.

 

Ya en la década de 1990 se informó de los efectos tóxicos del AA, que posteriormente fue clasificado como carcinógeno de primera clase por el Centro Internacional de Investigaciones sobre el Cáncer de la Organización Mundial de la Salud. En la actualidad, China ha prohibido el uso de hierbas medicinales con alto contenido en AA, como Guangfangji y Guanmutong, mientras que las plantas Aristolochiaceae con un contenido relativamente bajo y sus preparados se siguen utilizando en el tratamiento clínico. El AAI es el principal componente del AA, y su contenido varía entre los distintos materiales medicinales chinos. Por ejemplo, el contenido de AAI en Asarum es de alrededor de 10 μ g/g, mientras que el contenido de AAI en el loto de cinabrio oscila entre 0,9386 y 3,5675mg/g. Cuando el loto cinabrio se administra clínicamente con 5-10g, la cantidad de AAI alcanza entre 9,386-35,675mg. Este artículo hace referencia a la investigación de otros. Tras ser administrados con AAI20mg/kg durante 5 días, los ratones mostraron daños renales significativos: la creatinina y el nitrógeno ureico en sangre aumentaron significativamente; edema glomerular, consolidación glomerular y desprendimiento de células epiteliales tubulares proximales.
La secuenciación del ARN es una tecnología basada en la secuenciación de alto rendimiento para realizar análisis de secuenciación de alto rendimiento de todos los ARNm de las células tisulares. Este estudio utilizó la transcriptómica para analizar el ARN del tejido renal de ratones tratados con IAA y halló un total de 4975 genes expresados de forma diferencial en comparación con el grupo normal. Entre ellos, 2511 genes estaban regulados al alza y 2464 genes estaban regulados a la baja. Los 5 principales genes expresados diferencialmente fueron kap Spp1、Aldh1a2、Serpine1、Tnc。
Kap es una proteína reguladora de andrógenos renales, muy específica y estrictamente regulada en las células tubulares proximales renales. Los estudios han demostrado que la interacción entre Kap y ciclofilina B puede proteger a las células tubulares proximales de la toxicidad de la ciclosporina A. Spp1, también conocida como osteopontina, es una quimioquina de la matriz extracelular como fosfoglicoproteína que se asocia con la regulación inmune, la tumorigénesis y la señalización celular. Los estudios han encontrado que la regulación al alza de Spp1 puede activar la vía de señalización NF - κ B para promover la progresión del cáncer. Aldh1a2 pertenece a la familia de las aldehído deshidrogenasas 1 y participa en la síntesis del ácido todo trans retinoico endógeno (ATRA) durante el desarrollo renal. Como metabolito activo de la vitamina A, el ATRA desempeña un papel importante en la proliferación celular, la diferenciación y la apoptosis. La serpina 1 es un inhibidor del activador del plasminógeno de tipo 1. Muchos estudios han señalado que la Serpina 1 tiene una expresión anormal en el cáncer, como el carcinoma oral de células escamosas, el carcinoma esofágico, el carcinoma de cáncer de vejiga, etc. La Tnc es una glicoproteína de la matriz extracelular (ECM) de molécula grande que se expresa en gran medida durante el desarrollo embrionario. Puede unirse a proteínas estructurales de la ECM y a receptores de la superficie celular (como EGFR, integrina), activar vías descendentes y regular la adhesión, difusión, migración y proliferación celular. Los estudios han demostrado que la Tnc es el principal componente que promueve la proliferación de fibroblastos y desempeña un papel clave en la fibrosis renal. Sin embargo, durante la lesión renal aguda, la Tnc también puede ser inducida, potenciando así la señalización Wnt/β - catenina para proteger los riñones. Existen pocos informes sobre la correlación entre los genes mencionados y la nefrotoxicidad por IAA.
Los genes expresados diferencialmente en la nefrotoxicidad AAI son principalmente significativamente enriquecidos en las clasificaciones GO como el metabolismo de moléculas pequeñas, el tejido de la matriz extracelular, y las respuestas inmunes que implican neutrófilos. El análisis KEGG mostró que los genes expresados diferencialmente están implicados en las vías de señalización JAK-STAT y NF - κ B; Reacción de peroxidación; Glucólisis/gluconeogénesis; Resistencia a la insulina; Se observa un enriquecimiento significativo en las vías de degradación de valina, leucina e isoleucina. Esto sugiere que la nefrotoxicidad causada por la AAI puede estar relacionada con vías como la respuesta inflamatoria, el estrés oxidativo y el metabolismo de la glucosa.
Dados los importantes efectos secundarios tóxicos de los IAA en los riñones, es importante vigilar la función renal durante el uso clínico de medicamentos chinos tradicionales que contienen ácido aristolóquico, como Qingmu Xiang, Zhusha Lian y Xungufeng; al mismo tiempo, los genes y las vías de señalización relacionadas revelados por la transcriptómica para la nefrotoxicidad de los IAA pueden proporcionar algunas ideas terapéuticas para la nefrotoxicidad de los IAA.