الاستجابات الثنائية لنقص الأكسجة المزمن لدى الجنين تؤدي إلى نمط ظاهري محدد مسبقًا للشيخوخة Ⅱ
Nov 29, 2023
ناقص التأكسج
الكلى الجنينية
عرض ملف تعريف تعبير البروتين غير المنظم لتوضيح المسارات الجزيئية التي تكمن وراء IUGR الناتج عن نقص الأكسجة، تم إخضاع الكلى المعزولة حديثًا من أجنة E18.5 ناقصة التأكسج أو النوروكسيك إلى التنميط البروتيني من أسفل إلى أعلى باستخدام نظام nano-LC (Dionex UltiMate 3{{9) }}00 RSLC) مقترنًا بمطياف الكتلة المداري عالي الدقة (Thermo QExactive). أظهر تحليل المكون الرئيسي وجود اختلافات واضحة بين الكلى ناقصة التأكسج ونوروكسيك (الشكل 2A). في المجموع، تم تحديد 6307 بروتينات (FDR <0.01، الجدول التكميلي S2) منها 436 تم تحريرها بشكل كبير (FDR <0.05)؛ 284 مع زيادة الوفرة و 152 مع انخفاض الوفرة. كشفت مجموعات التعليقات التوضيحية الوظيفية باستخدام علم الجينات (18-20) عن إثراء بروتينات محددة مرتبطة بالميتوكوندريا والليزوزومية والحمض النووي الريبي (RNA) والحمض النووي (DNA)، بالإضافة إلى البروتينات المشاركة في عمليات استقلابية محددة أو استجابات مناعية فطرية (الشكل 2، ب – د) . قمنا بتصنيف هذه البروتينات فيما يتعلق بـ (1) تكوين النيفرون، (2) التكيف الأيضي، و (3) الشيخوخة المتسارعة، كما هو معروض ومناقش في الفقرات التالية.
يساهم تضاعف الحمض النووي المكبوت وتخليق البروتين في التكوين المقيد للنيفرونات الجديدة في نقص الأكسجة المزمن
لقد أظهرت الأحداث الضائرة أثناء النمو، مثل نقص الأكسجة المزمن لدى الجنين، في كثير من الأحيان أنها مرتبطة بانخفاض أعداد النيفرون (27، 29-32). ومع ذلك، نادرًا ما يمكن إثبات الآلية الأساسية التي تفسر هذه النتيجة بشكل مقنع. تجميع جميع البروتينات غير المنظمة البالغ عددها 64 والتي تنتمي إلى مصطلحات GO "ربط الحمض النووي" و"ربط الحمض النووي الريبي" (تظهر خريطة الحرارة في الشكل التكميلي S2) باستخدام قاعدة بيانات STRING (22) كشف عن شبكات فرعية متعددة بما في ذلك إصلاح الحمض النووي وتكرار الحمض النووي، الربط مرنا، والبروتينات الريبوسومية (الشكل 3A). تظهر قائمة أكثر شمولاً للعمليات أو المسارات المخصبة في الشكل 3B (FDR < 0.05). من بين هذه المصطلحات، كان "الريبوسوم" و"تضاعف الحمض النووي" من بين المصطلحات العليا للبروتينات المكبوتة، في حين كان ربط mRNA و"تدهور الحمض النووي الريبي" من بين المصطلحات العليا للبروتينات المستحثة. أظهرت عمليات إصلاح الحمض النووي نمط تعبير ثنائي. هنا، تم قمع البروتينات المشاركة في استئصال النوكليوتيدات أو إصلاح عدم التطابق، ولكن تم تحفيز تلك البروتينات التي تتوسط في "إصلاح استئصال القاعدة". علاوة على ذلك، زاد مستوى وفرة مثبط دورة الخلية p27Kip1 بمقدار الضعف (الشكل 3C) وكان مستوى علامة الانتشار Ki67 بمقدار 3.4- أضعاف (الشكل ثلاثي الأبعاد)، مما يشير معًا إلى تباطؤ الخلية عملية التقسيم. على وجه الخصوص، تم قمع مستوى التعبير mRNA لـ Mki67، ترميز الجين لـ Ki67، بشكل كبير في الخلايا الأنبوبية القريبة الأولية للماوس المستنبتة تحت ظروف نقص الأكسجة (الشكل 3E). تم التوسط في هذا القمع من خلال فرط الميثيل في منطقة المروج Mki67 في كليتي الجنين ناقصة التأكسج (الشكل 3F). وهكذا، في الكلى الجنينية التي تعاني من نقص الأكسجين، يبدو أن تخليق الحمض النووي، وترجمة الحمض النووي الريبي المرسال، ومعظم عمليات إصلاح الحمض النووي قد تم رفضها، مما يقلل من قدرة الخلايا على النمو والتكاثر. بشكل إجمالي هنا، ولأول مرة، توفر بيانات التنميط البروتيني دليلًا جزيئيًا يحتمل أن يفسر التكوين المتناقص للنيفرونات.
يتم تنشيط الجهاز المناعي الفطري والإجهاد التأكسدي في حالات نقص الأكسجة المزمنة
أحد المصطلحات الأكثر إثراءً التي ظهرت في تحليل التعليقات التوضيحية الوظيفية لجميع البروتينات البالغ عددها 436 بروتينًا وكان المصطلح الأعلى للبروتينات المستحثة هو "إزالة تحبب العدلات" (الشكل 2، ب، ج)، مما يشير إلى التنشيط المستمر لجهاز المناعة الفطري فيالكلى الجنينية ناقصة الأكسجين. من بين 34 بروتينًا مرتبطًا، تم تحفيز 29 بروتينًا وخمسة منها تم قمعها (اللون الوردي في الشكل 4A). من بين البروتينات المستحثة كان هناك العديد من الإنزيمات المحللة للسكر والليزوزوم، والعديد من أفراد عائلة بروتين S100A، وعامل تثبيط هجرة البلاعم السيتوكينية الالتهابية (MIF)، بالإضافة إلى البروتينات الحبيبية الأولية والثانوية، البروتين الحبيبي المتعادل (NGP)، والميلوبيروكسيديز (MPO). وكاثيليسيدين (CAMP)، وبروتين التعرف على الببتيدوغليكان 1 (PGLYRP1)، واللاكتوفيرين (LTF). للتحقق من الغزو المتوقع للعدلات في كليتي الجنين ناقصة التأكسج والكشف عن موقعها داخل الأنسجة، كانت ملطخة أقسام الكلى لMPO. شكلت الخلايا الإيجابية MPO مجموعات في المنطقة الكلوية من القشرة الكلوية، على مقربة من الأوعية الدموية، بجوار النبيب القريب، ويمكن العثور عليها أحيانًا في المناطق النخاعية لعينات نقص الأكسجين (الشكل 4D والشكل التكميلي S3، A). -ج). في المقابل، لم تظهر الكلى الجنينية السوية السمية تسللًا أو تراكمًا للعدلات (الشكل 4C). تبين أن الكافيولين -1 (CAV1) يعزز هجرة الخلايا المناعية عبر الخلايا (33). وفقًا لذلك، تم إحداث CAV1 في كليتي الجنين ناقصة التأكسج (الشكل التكميلي S3D)، مما يُظهر تلطيخًا معززًا للأوعية الدموية الكلوية بما في ذلك تلك التي تعبر المنطقة القشرية لكلية الجنين (الشكل 4 وE وF). يؤدي تحلل العدلات إلى انفجار محلي لأنواع الأكسجين التفاعلية مما يؤدي إلى زيادة الإجهاد التأكسدي وتلف الأنسجة بما في ذلك أكسدة الحمض النووي. من العلامات المهمة لأكسدة الحمض النووي 8-هيدروكسي-2′ -ديوكسيجوانوسين (8-OHdG)، والذي تم تعزيزه في الأنابيب القريبة وفي المنطقة الكلوية لكليتي الجنين ناقصة التأكسج (الشكل 4، G و H)، على مقربة من تجمعات العدلات. حدث هذا الارتفاع في الحمض النووي التالف 8- OHdG على الرغم من التحريض المتزامن لـ MGMT وOGG1 (الشكل 4، I وJ)، وهما إنزيمان مسؤولان عن إزالة 8- OHdG. تظهر هذه النتائج التنشيط المستمر لجهاز المناعة الفطري في الكلى النامية، مما يسبب المزيد من تلف الأنسجة بالإضافة إلى إجهاد نقص الأكسجة. جنبا إلى جنب مع الإصلاح غير الفعال لهذه الآفات الأنسجة، قد تبدأ حلقة مفرغة تزيد من إضعاف تكوين الكلية.
تين. 2. يكشف التنميط البروتيني عن تغييرات متعددة مرتبطة بنقص الأكسجة. (أ) أظهر تحليل المكون الرئيسي للبيانات البروتينية وجود فصل واضح بين الكلى الجنينية السوية وناقصة التأكسج. B – D، تجميع التعليقات التوضيحية الوظيفية لجميع البروتينات المحررة بشكل كبير (B)، والبروتينات المستحثة (C)، والبروتينات المخفضة (D) يتم رسم الجزء المتغير بشكل كبير من المسار (المحور السيني) مقابل أهميته في التخصيب (y- محور). يرمز حجم كل نقطة إلى العدد الإجمالي للأعضاء في هذا المسار. أظهرت البروتينات المستحثة إثراء العمليات الأيضية (تحلل السكر)، وبروتينات الميتوكوندريا أو الليزوزومية، والبروتينات المشاركة في استجابة الجهاز المناعي (تحلل العدلات)، في حين يتم إثراء البروتينات المخفضة لمسارات ربط الحمض النووي الريبوزي (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA) (مكون هيكلي للريبوسوم).
(PGLYRP1)، واللاكتوفيرين (LTF). للتحقق من الغزو المتوقع للعدلات في كليتي الجنين ناقصة التأكسج والكشف عن موقعها داخل الأنسجة، كانت ملطخة أقسام الكلى لMPO. شكلت الخلايا الإيجابية MPO مجموعات في المنطقة الكلوية من القشرة الكلوية، على مقربة من الأوعية الدموية، بجوار النبيب القريب، ويمكن العثور عليها أحيانًا في المناطق النخاعية لعينات نقص الأكسجين (الشكل 4D والشكل التكميلي S3، A). -ج). في المقابل، لم تظهر الكلى الجنينية السوية السمية تسللًا أو تراكمًا للعدلات (الشكل 4C). تبين أن الكافيولين -1 (CAV1) يعزز هجرة الخلايا المناعية عبر الخلايا (33). وفقًا لذلك، تم إحداث CAV1 في كليتي الجنين ناقصة التأكسج (الشكل التكميلي S3D)، مما يُظهر تلطيخًا معززًا للأوعية الدموية الكلوية بما في ذلك تلك التي تعبر المنطقة القشرية لكلية الجنين (الشكل 4 وE وF). يؤدي تحلل العدلات إلى انفجار محلي لأنواع الأكسجين التفاعلية مما يؤدي إلى زيادة الإجهاد التأكسدي وتلف الأنسجة بما في ذلك أكسدة الحمض النووي. من العلامات المهمة لأكسدة الحمض النووي 8-هيدروكسي-2′ -ديوكسيجوانوسين (8-OHdG)، والذي تم تعزيزه في الأنابيب القريبة وفي المنطقة الكلوية لكليتي الجنين ناقصة التأكسج (الشكل 4، G و H)، على مقربة من تجمعات العدلات. حدث هذا الارتفاع في الحمض النووي التالف 8- OHdG على الرغم من التحريض المتزامن لـ MGMT وOGG1 (الشكل 4، I وJ)، وهما إنزيمان مسؤولان عن إزالة 8- OHdG. تظهر هذه النتائج التنشيط المستمر لجهاز المناعة الفطري في الكلى النامية، مما يسبب المزيد من تلف الأنسجة بالإضافة إلى إجهاد نقص الأكسجة. جنبا إلى جنب مع الإصلاح غير الفعال لهذه الآفات الأنسجة، قد تبدأ حلقة مفرغة تزيد من إضعاف تكوين الكلية.
تؤدي التكيفات الأيضية مع نقص الأكسجة إلى تحلل السكر الواضح في كلية الجنين
نقص الأكسجة المزمن هو حالة خطيرة يتعين على الخلايا التكيف معها من خلال التغيرات الأيضية من أجل البقاء. قبل كل شيء هو الحفاظ على إنتاج ATP الخلوي الذي في حالة عدم وجود أكسجة كافية يتطلب التحول من الفسفرة التأكسدية إلى تحلل السكر. من بين جميع المصطلحات الناتجة عن الشرح الوظيفي، كانت "عملية تحلل السكر" هي الأكثر أهمية (الشكل 2ب). تم تحفيز جميع الإنزيمات العشرة (الحمراء ①–⑩ في الشكل 5A) اللازمة لتحويل الجلوكوز إلى البيروفاتالكلى نقص الأكسجة الجنينمقارنةً بعناصر التحكم المعيارية (تظهر خريطة الحرارة في الشكل 5C). علاوة على ذلك، تم أيضًا تعزيز تعبيرات ناقل الجلوكوز 1 (SLC2A1، البرتقالي في الشكل 4A) ونازعة هيدروجين اللاكتات A (LDHA، الأحمر الداكن في الشكل 5A)، مما يسهل زيادة امتصاص الجلوكوز في الخلية وتقليل زيادة البيروفات إلى اللاكتات، على التوالي. يبدو أن الاستخدام البديل للبيروفات في دورة حمض الستريك يتم إعاقته (1) من خلال التعبير المعزز عن إنزيم هيدروجيناز البيروفات كيناز 1 (PDK1، الأحمر الداكن في الشكل 5A)، والذي يثبط نشاط مركب هيدروجيناز البيروفات في الميتوكوندريا وبالتالي أكسدة البيروفات إلى أسيتيل CoA؛ و (2) عن طريق انخفاض مستويات كربوكسيلاز البيروفات (PC)، الذي يحفز تحويل البيروفات إلى أوكسالوسيتات. من ناحية أخرى، تم تقليل الفركتوز -1، 6- ثنائي الفوسفات 1 (FBP1، الأزرق في الشكل 5A)، مما يزيد من التدفق المحتمل للجلوكوز نحو البيروفات. كل هذه التغييرات الأنزيمية تفضل إنتاج اللاكتات، وبالفعل، تم زيادة تركيز اللاكتات في كليتي الجنين ناقصة التأكسج (الشكل 5 ب). زيادة إنتاج اللاكتات قد يؤدي إلى تحمض غير مناسب. ومع ذلك، وجدنا من بين البروتينات المخصبة ناقلات أحادية الكربوكسيل SLC16A3 وSLC5A8 (برتقالية في الشكل 5A)، والتي من المعروف أنها تفرز اللاكتات في الفضاء خارج الخلية لتجنب التأثيرات السامة لتحمض السيتوبلازم. وهكذا، يوضح نموذجنا القدرة الرائعة لكليتي الجنين على التكيف مع نقص الأكسجة المزمن عن طريق زيادة نشاط تحلل السكر،
تين. 3. يرتبط تكوين النيفرونات الجديدة في نقص الأكسجة بتكرار الحمض النووي المكبوت وتخليق البروتين. أ، شبكة التفاعل البروتيني المكونة من بروتينات ربط الحمض النووي الريبوزي (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA) التي تم تغييرها بشكل كبير والمشتقة من قاعدة بيانات STRING تُظهر عدة مجموعات من البروتين: بروتينات الريبوسوم (الأزرق)، والبروتينات المشاركة في تكرار الحمض النووي (الأخضر)، وإصلاح الحمض النووي (الأرجواني)، وربط mRNA ( أحمر). تم تمييز علامة الانتشار Ki67 (Mki67) باللون الأسود، مما يسلط الضوء على علاقتها الوثيقة بإصلاح الحمض النووي وتكرار الحمض النووي. B، مجموعة مختارة من مسارات بروتينات ربط الحمض النووي الريبوزي (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA) المتغيرة بشكل كبير من قواعد بيانات KEGG وReactome التي أظهرت أبرز التعديلات فيالكلى ناقصة التأكسج، مصورة بترتيب تنازلي من حيث الأهمية. تم إثراء عمليات ربط الحمض النووي الريبي (RNA) وتدهور الحمض النووي الريبي (الأحمر)، في حين تم قمع ترجمة الحمض النووي الريبي (RNA)، وتكرار الحمض النووي (DNA)، ومسارات الإصلاح (الأزرق). العمليات فقط مع FDR<0.05 are shown. C and D, the cell cycle inhibitor p27Kip1 was enhanced (unpaired two-tailed t test, Welch's correction, p = 0.0095), whereas the expression of the proliferation marker Ki67 was reduced (unpaired two-tailed t test, Welch's correction, p = 0.0078) in hypoxic fetal kidneys. E, hypoxia reduced the mRNA expression level of Mki67 in mouse primary proximal tubular cells (unpaired two-tailed t test, p < 0.0001). F, this reduction was mediated by hypermethylation of the Mki67 promoter in hypoxic fetal kidneys. Open circle unmethylated, black circle methylated (Fisher's exact test, p = 0.0016; Mann–Whitney U-test, p = 0.0431)
تين. 4. يتم إثراء البروتينات المشاركة في الاستجابة الالتهابية والإجهاد التأكسدي في النيفرونات المتكونة حديثًا تحت نقص الأكسجة. (أ) تصوير جميع البروتينات الـ 34 التي تم تغييرها بشكل كبير للتعليق التوضيحي الذي يطلق عليه تحلل العدلات (الدوائر الوردية) بين جميع البروتينات المهمة (الدوائر الرمادية الأكبر) والبروتينات غير المهمة (الدوائر الرمادية الأصغر) في مجموعة البيانات الخاصة بنا. وكان 29 منها لديه مستوى وفرة أعلى، في حين تم تخفيض خمسة منها. B، خريطة حرارية توضح جميع البروتينات الوردية في (A) وتحريضها أو قمعها في نقص الأكسجة، وهي موضحة بترتيب تنازلي لوفرة البروتين. C – H، صور كيميائية مناعية تمثيلية لـ E18.5 نورموكسيك أوالكلى ناقصة التأكسجتظهر تسلل العدلات والإجهاد التأكسدي. C و D، كشفت الكيمياء المناعية لعلامة العدلات الميلوبيروكسيديز (MPO) عن تجمع هذه الخلايا بالقرب من النيفرونات المتكونة حديثًا (العلامة النجمية) والمجاورة للأوعية الدموية الكلوية (رأس السهم) لكلى الجنين ناقصة التأكسج (D). في الضوابط نورموكسيك (C)، نادرا ما كانت الخلايا الإيجابية MPO موجودة. (أشرطة النطاق 100 ميكرومتر). E و F، الكيمياء المناعية التي تصور التعبير المعزز عن الكافولين -1 (CAV1) في الأوعية الدموية الكلوية لكلى الجنين ناقصة التأكسج (F) مقارنة مع عناصر التحكم (E) (أشرطة النطاق 200 ميكرومتر). تم تعزيز G و H، 8-hydroxy-2′ -deoxyguanosine (8-OHdG)، وهو علامة لتلف الحمض النووي المؤكسد، بشكل بارز في النيفرونات المشكلة حديثًا (العلامة النجمية) في القشرة الكلوية وفي خلايا الأنابيب القريبة (السهم) من الكلى ناقصة التأكسج (H) ، في حين كانت ملطخة عدد قليل فقط من الخلايا في الأنسجة المعيارية (G) (أشرطة النطاق 200 ميكرومتر). I وJ، حدثت هذه الزيادة في تلف الحمض النووي على الرغم من الارتفاع المتزامن في O-6- ميثيل غوانين-DNA ميثيل ترانسفيراز (MGMT؛ اختبار t ثنائي الذيل غير المقترن، p=0.0002) (I) و{{ 15}} أوكسو جوانين جليكوسيلاز (OGG1؛ اختبار t ثنائي الذيل غير المقترن، p=0.0063) (J)، وهما إنزيمان يشاركان في إصلاح الحمض النووي المؤكسد.
مما يضمن إنتاج ATP كافيًا والبقاء على قيد الحياة في ظل هذه الظروف المعاكسة.
نقص الأكسجة لدى الجنين يعزز استيراد بروتين الميتوكوندريا التعويضي وتجميع السلسلة التنفسية
إلى جانب تحلل السكر المعزز، وجدنا تعديلات متعددة في مستويات وفرة بروتين الميتوكوندريا (تظهر خريطة الحرارة في الشكل التكميلي S4). كشف إنشاء شبكات البروتين باستخدام STRING عن عدة مجموعات تشتمل على بروتينات تشارك في نقل البروتينات إلى الميتوكوندريا، والفسفرة التأكسدية، وبروتينات الريبوسوم الميتوكوندريا (الشكل 5 وD وE). تجدر الإشارة إلى أنه تم تحفيز بروتينات متعددة مرتبطة بغشاء الميتوكوندريا الداخلي، وهو الموقع الذي يحدث فيه الفسفرة التأكسدية (OXPHOS). يشمل OXPHOS خمسة مجمعات متعددة البروتينات مرتبة على طول غشاء الميتوكوندريا الداخلي. من بين البروتينات المستحثة كانت مكونات OXPHOScomplexes (NDUSF6)، وIII (UQCR10)، وIV (COX6B1، وCOXC، وCOX7A2)، وV (ATP5J، MTATP8)، ولكن أيضًا UQCC3 وSCO2، وهي مطلوبة للتجميع والوظيفة الصحيحة. من المركب والرابع على التوالي (الشكل 5D والشكل التكميلي S4). تم أيضًا تنظيم SDHC وSDHD، الوحدات الفرعية للمعقد ll، (1.6- و2.5-fold، على التوالي)، لكنها لم تصل إلى دلالة إحصائية. علاوة على ذلك، لم يتم إثراء مكونات السلسلة التنفسية فقط في الجنينالكلى ناقصة التأكسج، ولكن أيضًا العديد من البروتينات التي تتوسط استيرادها إلى الميتوكوندريا. يتضمن ذلك أعضاء من الغشاء المترجم للغشاء الخارجي (TOM - TOMM22)، ومجمع الغشاء الداخلي المترجم TIM22 (TIMM22، TIMM9، وTIMM10 ومجمع TIMM8-TIMM13- المرتبط به (الشكل 5D والشكل التكميلي S4) من بين 21 بروتينات الميتوكوندريا ذات الوفرة المنخفضة، كانت هناك أربعة بروتينات ريبوسومية للميتوكوندريا، بالإضافة إلى البروتينات المشاركة في تقويض الأحماض الأمينية، أو التخليق الحيوي للفيتامين، أو أكسدة بيتا للأحماض الدهنية (الشكل 5، D وE، والشكل التكميلي 1). S4) تشير هذه النتائج إلى خلل وظيفي محتمل في الميتوكوندريا وجهود واضحة لتجديد البروتينات التالفة (34)، على الرغم من تحلل السكر المعزز وانخفاض تخليق البروتين بشكل عام.
يتم تعزيز التولد الحيوي الليزوزومي والبلعمة الذاتية فيالكلى الجنينية ناقصة التأكسجكان الليزوزوم هو العضية الثانية التي يبدو أنها غنية تحت ظروف نقص الأكسجين. ومع ذلك، بالمقارنة مع الميتوكوندريا، حيث تم تخفيض 36٪ من البروتينات، تم تنظيم جميع البروتينات المرتبطة بالليزوسوم تقريبًا (الشكل 6، A وB). من بينها تسعة هيدرات حمض الليزوزوم، تمثل ما يقرب من 20٪ من هيدرات حمض الليزوزوم المشروحة في مسار KEGG للجسيمات الليزوزومية: أربعة إثارات احترافية (CTSA، CTSF، CTSZ، TPP1)، ثلاثة جليكوسيداز (GAA، NAGA، NEU1)، الليزوزومية. حمض الفوسفاتيز 2 (ACP2)، والليباز حمض الليزوزومي A (LIPA). علاوة على ذلك، وجدنا أدلة على زيادة التكاثر الحيوي للاليسوسومات والعضيات ذات الصلة. تم تحفيز ثلاثة من مكونات BLOC1 الثمانية (التكوين الحيوي للعضيات المعقدة 1) بشكل كبير (الشكل 6، C – E)، بالإضافة إلى ناقل التبادل H / Cl 5 (CLCN5)، وهو لاعب حاسم في تحمض الإندوسومات (الشكل 6F). تجدر الإشارة إلى أن Snapin (الوحدة الفرعية 7 BLOC1) يلعب أيضًا دورًا في تحمض الليزوزوم وفي نضوج البلعمة الذاتية ووظيفتها. البروتينات المستحثة الأخرى المعروفة بأنها تلعب دورًا في الالتهام الذاتي هي Atg7 وBnip3 (الشكل 6، G وH). هناك شرط آخر للتدفق الذاتي وهو التجمع حول النواة من الليزوزومات، بوساطة مجمع Ragulator الليزوزومي (35، 36) وعائلتين متعارضتين من البروتين الحركي. ومن المثير للدهشة أن أربعة من الأعضاء الخمسة في الوحدات الفرعية للسقالات التنظيمية (LAMTOR1 و 2 و 3 و 5) تم تحفيزهم بشكل كبير (الشكل 6 و A و B) ؛ تم إحداث LAMTOR4 أيضًا بمقدار 1.81-طية، لكنه لم يصل إلى دلالة إحصائية. علاوة على ذلك، أظهرت كينيسينات، التي تتوسط الحركة الخارجية للعضيات، ميلًا للقمع، في حين تم تحفيز أفراد عائلة داينين الذين يسهلون الحركة الداخلية، على الرغم من أنها ليست ذات دلالة إحصائية (الشكل التكميلي S5). توفر هذه النتائج بشكل جماعي دليلًا قويًا على تعزيز وظيفة التدبير المنزلي للليزوزوماتالكلى نقص الأكسجة الجنينمتوافق تمامًا مع الحاجة المتوقعة لتجديد الميتوكوندريا التالفة.
الطفل المولود قبل اوانه
الشيخوخة تجسد الجوانب ذات الوجه يانوس للتكيف مع نقص الأكسجين في مقابل آليات الإصلاح التعويضي وتجديد الشباب، وجدنا 15 من البروتينات المحررة التي تنتمي إلى مصطلح GO "الشيخوخة" (الشكل 7 أ)، والتي تمثل الفئة الثالثة من تكيفات نقص الأكسجين: الشيخوخة المتسارعة . في حين أن معظم هذه البروتينات تلعب دورًا في إحدى العمليات الموضحة أعلاه، تحلل تحبب العدلات والليزو (MIF، MPO، PSEN1)، الميتوكوندريا (NDUFS6، FADS1، MTCO1، CYP27B1)، تحلل السكر (ALDOC)، وإصلاح الحمض النووي (OGG1). ; وقد تم وصف بعضها بأنها تؤثر بشكل مباشر على العمر الافتراضي للفئران. على وجه الخصوص، انخفضت وفرة البروتين في كلوثو وسيرتوين 6 في حالة نقص الأكسجة E18.5الكلى الجنينية(الشكل 7، ب، ج). Sirtuin 6 هو إنزيم معبر عنه في كل مكان مع بروتين دياسيتيلاز ونشاط ترانسفيراز الريبوسيل أحادي ADP الذي يشارك في تنظيم العديد من الوظائف الخلوية، بما في ذلك الالتهاب، وتحلل السكر، وإصلاح الحمض النووي. تؤدي الضربة القاضية إلى مرض الشيخوخة المبكرة الشديد في الفئران مع انخفاض العمر الافتراضي من 1 إلى 3 أشهر (37، 38). الكلى هي الموقع الرئيسي لتخليق كلوثو (أي النبيبات الملتوية البعيدة - يساهم DCT بأغلبية البروتين مع تخليق إضافي في الأنابيب الملتوية القريبة)، حيث يعمل محليًا على شكل بيتا جلوكورونيداز المرتبط بالغشاء. يبدو أن انخفاض وفرة كلوثو هو عملية محددة حيث لم يتم تغيير البروتينات الأخرى في DCT بما في ذلك CALB1. يتم إفراز كلوثو أيضًا في الدورة الدموية إما عن طريق انقسام الجزء خارج الخلية من الشكل المرتبط بالغشاء أو عن طريق ترجمة متغير لصق بديل. يتناقص مستوى كلوثو (sKL) المنتشر مع تقدم العمر (39، 40)، مما دفعنا إلى تقييم تركيزه وتركيز السيرتوين 6 في دم جذع الأجنة ناقصة التأكسج أو النوروكسيك E18.5. في الواقع، تم تقليل تركيزات sKL وsirtuin 6 بشكل ملحوظ في أجنة E18.5 ناقصة التأكسج (الشكل 7 وD وE). علاوة على ذلك والأهم من ذلك، ظلت مستويات كلوثو وسيرتوين 6 في المصل منخفضة بشكل ملحوظ في الفئران المسنة (الشكل 7، F وG)، مما يشير إلى انخفاض دائم في هذين البروتينين طوال الحياة. بالنسبة لكلوثو، يبدو أن هذا يرجع إلى انخفاض كبير في مستويات تعبير mRNA في كليتي 15- ذرية نقص الأكسجة البالغة من العمر شهرًا (الشكل 7H). ومع ذلك ، لم تتغير مستويات التعبير مرنا الكلوي من السيرتوين 6 بين الفئران نوروكسيك ونقص الأكسجين الذين تتراوح أعمارهم بين (الشكل 7I). علاوة على ذلك، فقد ثبت أن التغيرات في مثيلة الحمض النووي هي واحدة من أهم الآليات ليس فقط لتجديد وتمايز الخلايا السلفية النيفرونية (41)، ولكن أيضًا للتعبير عن كلوثو (42، 43). ومع ذلك ، على النقيض من فرط ميثيل Mki67 (الشكل 3F) ، تم نقص ميثيل مروج كلوثو أثناء نقص الأكسجة المزمن (الشكل التكميلي S6). لا يمكن تحديد نمط مثيلة Sirt6. على حد علمنا، فإن نموذج IUGR الخاص بنا هو أول نموذج يحدد آلية تؤدي إلى النمط الظاهري للشيخوخة المبكرة، من خلال التآزر بين الأضرار الالتهابية، والإصلاح غير الفعال، وتغيير التمثيل الغذائي، وتقليل وفرة البروتينات المضادة للشيخوخة التي تحدث عند الولادة بالفعل.
يتم الحفاظ على انخفاض البروتينات المضادة للشيخوخة استجابة لنقص الأكسجة المزمن بين الفئران والرجال في مجموعة أخيرة من التجارب، سألنا ما إذا كان التفاعل بين نقص الأكسجة المزمن وانخفاض مستويات مصل البروتينات المضادة للشيخوخة هو ظاهرة محفوظة تطوريا. ولتحقيق هذه الغاية، تم جمع عينات المصل من دراسة مضبوطة (10) لتسعة متطوعين أصحاء (ثمانية ذكور وأنثى واحدة) قبل أسبوعين (مستوى سطح البحر، SL)، في ثلاث نقاط زمنية خلال يوم 28- متواصل تم تحليل الإقامة على ارتفاع 3454 مترًا (ارتفاع عالٍ، HA3، HA9، HA28)، و1 و7 و14 يومًا بعد عودتهم إلى SL (RSL1، RSL7، RSL14) من أجل sKL وSIRT6 (الشكل 8). كانت العينات التي تم الحصول عليها في SL بمثابة عناصر تحكم لكل مشارك. انخفضت مستويات مصل sKL وSIRT6 على ارتفاعات عالية ووصل كلاهما إلى الأهمية الإحصائية عند H28. عند العودة إلى مستوى سطح البحر، ارتفع sKL إلى مستويات أعلى مما كان عليه قبل البقاء على ارتفاع عالٍ عند RSL7 وعاد إلى طبيعته عند RSL14 (الشكل 8A). من ناحية أخرى، استمر SIRT6 في الانخفاض عند العودة إلى مستوى سطح البحر وبدأ في الانحدار مرة أخرى عند RSL14 (الشكل 8B)، مما يشير إلى التنظيم التفاضلي لهذين البروتينين المضادين للشيخوخة. باختصار، تشير هذه النتائج إلى أن انخفاض مستويات كلوثو وسيرتوين 6 في المصل قد يتطلب عمومًا التعرض لحالات نقص الأكسجة المزمنة، وبالتالي قد يمثل عملية تطورية محفوظة للغاية.
الخدمة الداعمة لشركة Wecistanche - أكبر مصدر للسيستانش في الصين:
البريد الإلكتروني:wallence.suen@wecistanche.com
واتساب/هاتف:+86 15292862950
تسوق لمزيد من تفاصيل المواصفات:
https٪3a٪2f٪2fwww.xjcistanche.com٪2fcistanche-shop
