Az arisztolokinsav által kiváltott akut vesekárosodás molekuláris mechanizmusának vizsgálata I
Az arisztolochiasav (AA) természetes módon megtalálható az Aristolochiaceae növényekben, és daganatellenes, fertőzésellenes, gyulladáscsökkentő és egyéb hatásai vannak. A klinikai gyakorlatban széles körben használják az AA-t tartalmazó hagyományos kínai gyógyászati és szabadalmi gyógyszerkészítményeket, beleértve az Aristolochia, Fangji, Vermillion, Asarum és az Asarum Shanci gombát, valamint a hagyományos kínai szabadalmi gyógyszereket és egyszerű készítményeket, mint például a Compound Weitong kapszula, Chuanxiling kapszula, Shisanwei Shugan kapszula. Tanulmányok azt is kimutatták, hogy az AA-nak való kitettség a vesebetegség és a felső húgyúti rák kialakulásának magas kockázatával jár; Az AA egyik fő összetevőjeként az arisztolokinsav I (AAI) szintén nefrotoxikus és karcinogén hatású; Az ilyen anyagokat tartalmazó hagyományos kínai gyógyszerek hosszú távú használata arisztolokinsav nefropátiát (AAN) okozhat. Az AAI nefrotoxicitásával kapcsolatban számos tanulmány született, de nem sok olyan jelentés van, amely átfogóan jellemzi a toxikus mechanizmusát, többnyire specifikus sejtekre vagy jelátviteli útvonalakra összpontosítva. Ezért az AAI toxicitási mechanizmusának további feltárása még mindig szükséges. A transzkriptom a sejten belüli összes génátírási termék összessége, a transzkriptomika pedig a transzkriptom tanulmányozása, amely az RNS-sel kapcsolatos témákat, például az átírást, az expressziót és a funkciót foglalja magában. Az AAI nefrotoxicitás mechanizmusának átfogóbb megértése érdekében ez a tanulmány az IIIumina nagy áteresztőképességű szekvenáló platformot használta a veseszövetek transzkriptomikai szekvenálásának, differenciális expressziójának és GO/KEGG dúsítási elemzésének elvégzésére, hogy tisztázza az AAI által kiváltott nefrotoxicitás molekuláris mechanizmusát.

 

Az AA mérgező hatásairól már az 1990-es években beszámoltak, majd az Egészségügyi Világszervezet Nemzetközi Rákkutatási Ügynöksége első osztályú rákkeltő anyagnak minősítette. Jelenleg Kína betiltotta a magas AA-tartalmú gyógynövények, például a Guangfangji és a Guanmutong használatát, míg a klinikai kezelésben még mindig viszonylag alacsony hatóanyag-tartalmú Aristolochiaceae növényeket és azok készítményeit használják. Az AAI az AA fő összetevője, és az AAI-tartalom a különböző kínai gyógyászati anyagok között változik. Például az Asarum AAI-tartalma 10 μ g/g körül van, míg a cinóber lótusz AAI-tartalma 0,9386 és 3,5675 mg/g között mozog. Ha a cinnabar lotus klinikailag 5-10 g-ot adnak be, az AAI mennyisége eléri a 9,386-35,675mg közötti értéket. Ez a cikk mások kutatásaira hivatkozik. Miután 5 napig AAI20mg/kg-ot adtak az egereknek, jelentős vesekárosodást mutattak: a vér kreatinin és a karbamid nitrogénszintje is jelentősen megnőtt; Glomeruláris ödéma, glomeruláris konszolidáció és a proximális tubuláris hámsejtek leválása.
Az RNA seq egy nagy áteresztőképességű szekvenáláson alapuló technológia, amely a szöveti sejtekben található összes mRNS nagy áteresztőképességű szekvenálási elemzését végzi. Ez a tanulmány transzkriptomikai módszerrel elemezte az AAI-val kezelt egér veseszövet RNS-ét, és összesen 4975 differenciálisan expresszált gént talált a normál csoporthoz képest. Ezek közül 2511 gén felfelé szabályozott, 2464 gén pedig lefelé szabályozott volt. A top 5 differenciálisan expresszálódó gén a következő volt: kap Spp1、Aldh1a2、Serpine1、Tnc。
A Kap egy vese androgén szabályozó fehérje, amely nagyon specifikus és szigorúan szabályozott a vese proximális tubuláris sejtjeiben. Vizsgálatok kimutatták, hogy a Kap és a ciklofilin B közötti kölcsönhatás megvédheti a proximalis tubuláris sejteket a ciklosporin A toxicitásától. Az Spp1, más néven oszteopontin egy extracelluláris mátrix kemokinszerű foszfoglükoprotein, amely az immunszabályozással, a tumorigenezissel és a sejtszignálokkal van kapcsolatban. A vizsgálatok azt találták, hogy az Spp1 felszabályozása aktiválhatja az NF - κ B jelátviteli útvonalat, hogy elősegítse a rák progresszióját. Az Aldh1a2 az aldehid-dehidrogenáz 1 családba tartozik, és részt vesz az endogén all-transz retinsav (ATRA) szintézisében a vese fejlődése során. Az A-vitamin aktív metabolitjaként az ATRA fontos szerepet játszik a sejtproliferációban, a differenciálódásban és az apoptózisban. A szerpin 1 egy 1. típusú plazminogén-aktivátor inhibitor. Számos tanulmány rámutatott arra, hogy a Serpine 1 rendellenes expresszióval rendelkezik a rákban, például a szájüregi laphámsejtes karcinómában, a nyelőcsőrák karcinómában, a hólyagrák karcinómában stb. A Tnc egy nagy molekulájú extracelluláris mátrix (ECM) glikoprotein, amely az embrionális fejlődés során nagymértékben expresszálódik. Képes kötődni az ECM strukturális fehérjékhez és sejtfelszíni receptorokhoz (pl. EGFR, integrin), aktiválni a downstream útvonalakat, és szabályozni a sejtadhéziót, diffúziót, migrációt és proliferációt. Vizsgálatok kimutatták, hogy a Tnc a fibroblasztok proliferációját elősegítő fő komponens, és kulcsszerepet játszik a vesefibrózisban. Akut vesekárosodás során azonban a Tnc is indukálódhat, ezáltal fokozva a Wnt/β-katenin jelátvitelt a vesék védelme érdekében. A fenti gének és az AAI nefrotoxicitás közötti összefüggésről kevés jelentés született.
Az AAI nefrotoxicitásban differenciálisan expresszálódó gének főként olyan GO osztályozásokban gazdagodtak szignifikánsan, mint a kis molekulák metabolizmusa, az extracelluláris mátrixszövet és a neutrofilekkel kapcsolatos immunválaszok. A KEGG-elemzés azt mutatta, hogy a differenciálisan expresszálódó gének részt vesznek a JAK-STAT és NF - κ B jelátviteli útvonalakban; Peroxidációs reakció; Glikolízis/glükoneogenezis; Inzulinrezisztencia; Jelentős dúsulás figyelhető meg a valin, leucin és izoleucin lebontási útvonalaiban. Ez arra utal, hogy az AAI által okozott nefrotoxicitás olyan útvonalakhoz kapcsolódhat, mint a gyulladásos válasz, az oxidatív stressz és a glükóz anyagcsere.
Tekintettel az AAI jelentős toxikus mellékhatásaira a vesékre, fontos a vesefunkció ellenőrzése az arisztolokinsavat tartalmazó hagyományos kínai gyógyszerek, például a Qingmu Xiang, a Zhusha Lian és a Xungufeng klinikai alkalmazása során; Ugyanakkor az AAI nefrotoxicitás transzkriptomikája által feltárt gének és kapcsolódó jelátviteli útvonalak terápiás ötleteket nyújthatnak az AAI nefrotoxicitásra.