Aristoloşik asit I ile indüklenen akut böbrek hasarının moleküler mekanizma çalışması
Aristoloşik asit (AA), Aristolochiaceae bitkilerinde doğal olarak bulunur ve anti-tümör, anti-enfeksiyon, anti-enflamatuar ve diğer etkilere sahiptir. Aristolochia, Fangji, Vermillion, Asarum ve Shanci Mushroom of Asarum'un yanı sıra geleneksel Çin patentli ilaçlar ve Compound Weitong Capsules, Chuanxiling Capsules, Shisanwei Shugan Capsules gibi basit preparatlar da dahil olmak üzere AA içeren geleneksel Çin tıbbı ve patentli ilaç preparatları klinik uygulamada yaygın olarak kullanılmaktadır. Çalışmalar ayrıca AA'ya maruz kalmanın yüksek böbrek hastalığı ve üst idrar yolu kanseri gelişme riski ile ilişkili olduğunu göstermiştir; AA'nın ana bileşenlerinden biri olan aristoloşik asit I (AAI) de nefrotoksisite ve karsinojenisiteye sahiptir; bu tür maddeleri içeren geleneksel Çin tıbbının uzun süreli kullanımı aristoloşik asit nefropatisine (AAN) neden olabilir. AAI'nin nefrotoksisitesi üzerine birçok çalışma yapılmıştır, ancak toksik mekanizmasını kapsamlı bir şekilde karakterize eden, çoğunlukla belirli hücrelere veya sinyal yollarına odaklanan çok fazla rapor yoktur. Bu nedenle, AAI'nin toksisite mekanizmasının daha fazla araştırılmasına hala ihtiyaç vardır. Transkriptom, bir hücre içindeki tüm gen transkripsiyon ürünlerinin toplamıdır ve transkriptomik, transkripsiyon, ekspresyon ve fonksiyon gibi RNA ile ilgili konuları kapsayan transkriptom çalışmasıdır. AAI nefrotoksisitesinin mekanizmasını daha kapsamlı bir şekilde anlamak için bu çalışmada, AAI kaynaklı nefrotoksisitenin moleküler mekanizmasını açıklığa kavuşturmak amacıyla böbrek dokusunun transkriptomik dizilimi, diferansiyel ekspresyon ve GO/KEGG zenginleştirme analizini gerçekleştirmek için IIIumina yüksek verimli dizileme platformu kullanılmıştır.

 

AA'nın toksik etkileri 1990'ların başlarında rapor edilmiş ve daha sonra Dünya Sağlık Örgütü Uluslararası Kanser Araştırma Ajansı tarafından birinci sınıf kanserojen olarak sınıflandırılmıştır. Şu anda Çin, Guangfangji ve Guanmutong gibi yüksek AA içeriğine sahip şifalı bitkilerin kullanımını yasaklarken, nispeten düşük içerikli Aristolochiaceae bitkileri ve bunların preparatları klinik tedavide hala kullanılmaktadır. AAI, AA'nın ana bileşenidir ve AAI içeriği farklı Çin tıbbi malzemeleri arasında değişiklik gösterir. Örneğin, Asarum'daki AAI içeriği yaklaşık 10 μg/g iken, cinnabar lotusundaki AAI içeriği 0.9386 ila 3.5675mg/g arasında değişmektedir. Zinober lotusu klinik olarak 5-10 g uygulandığında, AAI miktarı 9.386-35.675 mg arasına ulaşır. Bu makale başkalarının araştırmalarına atıfta bulunmaktadır. AAI 20mg/kg ile 5 gün boyunca uygulandıktan sonra, fareler önemli böbrek hasarı göstermiştir: kan kreatinin ve üre nitrojeninin her ikisi de önemli ölçüde artmıştır; Glomerüler ödem, glomerüler konsolidasyon ve proksimal tübüler epitel hücrelerinin ayrılması.
RNA seq, doku hücrelerindeki tüm mRNA üzerinde yüksek verimli dizileme analizi gerçekleştirmek için yüksek verimli dizilemeye dayanan bir teknolojidir. Bu çalışmada, AAI ile tedavi edilen fare böbrek dokusunun RNA'sını analiz etmek için transkriptomiks kullanılmış ve normal gruba kıyasla toplam 4975 farklı şekilde ifade edilen gen bulunmuştur. Bunlar arasında 2511 gen yukarı düzenlenmiş ve 2464 gen aşağı düzenlenmiştir. Farklılaşmış olarak ifade edilen ilk 5 gen kap Spp1、Aldh1a2、Serpine1、Tnc。
Kap, renal proksimal tübüler hücrelerde oldukça spesifik ve sıkı bir şekilde düzenlenen renal androjen düzenleyici bir proteindir. Çalışmalar, Kap ve siklofilin B arasındaki etkileşimin proksimal tübüler hücreleri siklosporin A'nın toksisitesinden koruyabileceğini göstermiştir. Osteopontin olarak da bilinen Spp1, bağışıklık düzenlemesi, tümörigenez ve hücre sinyali ile ilişkili fosfoglikoprotein benzeri bir hücre dışı matris kemokinidir. Çalışmalar, Spp1'in yukarı regülasyonunun kanser ilerlemesini teşvik etmek için NF - κ B sinyal yolunu aktive edebileceğini bulmuştur. Aldh1a2, aldehit dehidrojenaz 1 ailesine aittir ve böbrek gelişimi sırasında endojen all trans retinoik asit (ATRA) sentezinde rol oynar. A vitamininin aktif bir metaboliti olan ATRA, hücre proliferasyonu, farklılaşması ve apoptozunda önemli bir rol oynar. Serpine 1, tip 1 plazminojen aktivatör inhibitörüdür. Birçok çalışma, Serpine 1'in oral skuamöz hücreli karsinom, özofagus karsinomu, mesane kanseri karsinomu gibi kanserlerde anormal ekspresyona sahip olduğuna işaret etmiştir. Tnc, embriyonik gelişim sırasında yüksek oranda ifade edilen büyük moleküllü bir hücre dışı matris (ECM) glikoproteinidir. ECM yapısal proteinlerine ve hücre yüzeyi reseptörlerine (EGFR, integrin gibi) bağlanabilir, aşağı akış yollarını aktive edebilir ve hücre yapışmasını, difüzyonunu, göçünü ve proliferasyonunu düzenleyebilir. Çalışmalar, Tnc'nin fibroblast proliferasyonunu teşvik eden ana bileşen olduğunu ve renal fibrozda önemli bir rol oynadığını göstermiştir. Bununla birlikte, akut böbrek hasarı sırasında Tnc de indüklenebilir ve böylece böbrekleri korumak için Wnt/β - catenin sinyalini artırabilir. Yukarıdaki genler ile AAI nefrotoksisitesi arasındaki korelasyon hakkında az sayıda rapor bulunmaktadır.
AAI nefrotoksisitesinde farklı şekilde ifade edilen genler esas olarak küçük molekül metabolizması, hücre dışı matris dokusu ve nötrofilleri içeren bağışıklık tepkileri gibi GO sınıflandırmalarında önemli ölçüde zenginleşmiştir. KEGG analizi, farklı şekilde ifade edilen genlerin JAK-STAT ve NF - κ B sinyal yollarında yer aldığını göstermiştir; Peroksidasyon reaksiyonu; Glikoliz / glukoneogenez; İnsülin direnci; Valin, lösin ve izolösin bozunma yollarında önemli zenginleşme gözlenmiştir. Bu durum, AAI'nin neden olduğu nefrotoksisitenin enflamatuar yanıt, oksidatif stres ve glukoz metabolizması gibi yolaklarla ilişkili olabileceğini düşündürmektedir.
AAİ'nin böbrekler üzerindeki önemli toksik yan etkileri göz önüne alındığında, Qingmu Xiang, Zhusha Lian ve Xungufeng gibi aristoloşik asit içeren geleneksel Çin ilaçlarının klinik kullanımı sırasında böbrek fonksiyonlarının izlenmesi önemlidir; Aynı zamanda, AAİ nefrotoksisitesi için transkriptomiklerin ortaya çıkardığı genler ve ilgili sinyal yolakları, AAİ nefrotoksisitesi için bazı terapötik fikirler sağlayabilir.