يتحكم محور هيبسيدين / فيروبورتين في الكلى في إعادة امتصاص الحديد ويحدد حجم الكلى والحمل الزائد للحديد الجهازي

جهة الاتصال: emily.li@wecistanche.com

غوران محمد 1 وأثينا ماتاكيدو 2 وبيتر إيه روبينز 1 وسميرة لكحل ليتلتون 1

الكلمات الدالة:فيروبورتين. داء ترسب الأصبغة الدموية. الهيبسيدين. حديد؛ الحديد الزائد؛كلويالأنابيب

Ferroportin (FPN) هو بروتين تصدير الحديد الوحيد المعروف لدى الثدييات. يتوسط إطلاق الحديد في الدورة الدموية من الخلايا المعوية الاثني عشرية والضامة الشبكية الطحالية ، والمواقع الخاصة لامتصاص الحديد وإعادة التدوير. يُنتج الهيبسيدين بشكل أساسي في الكبد ، ويرتبط باستيعاب FPN ويحثه ، وبالتالي يحد من إطلاق الحديد في الدورة الدموية وتوافره للأنسجة الطرفية. توازن الحديد.

الكلى هي موقع إعادة امتصاص الحديد. يمكن لكل من الحديد غير المرتبط بالترانسفيرين والمرتبط بالترانسفيرين العبور إلى فيفلترات الكبيبي 5. ويتم إرجاع الغالبية العظمى من هذا الحديد مرة أخرى إلى الظهارة الأنبوبية. وقد تورط العديد من الناقلات في هذا الاسترداد ، بما في ذلك مركب مستقبلات ميغالين-كيبيلين متعدد الليجانات ، ومستقبل الترانسفيرين 1 ، وناقل المعادن ثنائي التكافؤ 1 ، وناقل الزنك ZIP8 ، وناقل الزنك ZIP14.5-10.

مرة واحدة فيكلويالطلائية، الحديد يعاد امتصاصه في الدورة الدموية. FPN وفيرة فيالكلىوقد تورط في إعادة امتصاص الحديد .11-14 ومع ذلك ، لا يزال من غير المعروف ما إذا كان FPN الكلوي يخضع أيضًا للتنظيم بواسطة HAMP الداخلي في ظل الظروف الفسيولوجية العادية ، وإذا كان الأمر كذلك ، فما إذا كان هذا التنظيم مهمًا لاستتباب الحديد النظامي و / أو الكلوي.

لمعالجة هذه الأسئلة ، أنشأنا نموذجًا جديدًا للماوس مع محفزكلويأنبوب صغير- إدخال محدد لـ fpnC326Y ، والذي يشفر بروتين FPNC326Y المقاوم لـ HAMP. بالإضافة إلى ذلك ، لتأكيد الدور الذي تم الإبلاغ عنه سابقًا لـ FPN في إعادة امتصاص الحديد ، أنشأنا أيضًا نموذجًا للماوس مع محفزكلويأنبوب صغير- حذف محدد لجين fpn. تظهر نتائجنا أن HAMP الداخلي ينظم بشكل مباشر امتصاص الحديد بوساطة FPN وأن هذا التنظيم مهم لكليهماكلويواستتباب الحديد الجهازي ، لا سيما في حالة توافر الحديد الزائد.

هذه الدراسة هي الأولى من نوعها التي تستخدم الفئران التي تأوي فقدانًا محددًا لاستجابة HAMP لتحديدأهميةالتابعكلويمحور HAMP / FPN. يقدم رؤى جديدة حول دور إعادة امتصاص الحديد في تحديد درجة الحمل الزائد للحديد الكلوي والخارجي في الإصابة بداء ترسب الأصبغة الدموية.

طُرق

الفئران

كانت جميع الإجراءات المتعلقة بالحيوانات متوافقة مع قانون الحيوانات (الإجراءات العلمية) في المملكة المتحدة لعام 1986 وتمت الموافقة عليها من قبل لجنة المراجعة الأخلاقية لقسم العلوم الطبية بجامعة أكسفورد.

تم إنشاء أليلات fpnflfl الشرطية و fpnC326Yflfl كما هو موضح سابقًا.

الفئران التي تأوي Pax8.CreERT2þ كانت هدية من الدكتورة أثينا ماتاكيدو ، معهد كامبريدج البريطاني لأبحاث السرطان ، جامعة كامبريدج. تم إنشاء هذه الفئران كما هو موضح سابقًا. كانت جميع الفئران على خلفية C57BL / 6.

الحمية

ما لم يذكر خلاف ذلك ، تم تزويد الحيوانات بنظام غذائي قياسي لطعام القوارض يحتوي على 200 جزء في المليون من الحديد. في تجارب التلاعب بالحديد ، تم إعطاء الفئران نظامًا غذائيًا محملاً بالحديد (5000- جزء في المليون من الحديد ؛ Teklad TD.140464) أو نظام غذائي مطابق (200- جزء في المليون من الحديد ؛ Teklad TD.08713) من الفطام لمدة 3 الشهور.

كميات الحديد وفهارس الحديد 

تم تحديد مستويات الحديد والفيريتين في الدم باستخدام نظام ABXPentra (Horiba Medical). تم تحديد قيم الهيموغلوبين بواسطة HemoCue Hb 2 0 1 Hemoglobin Microcuvettes. تم قياس مستويات الاريثروفيرون في الدم عن طريق مقايسة الممتز المناعي المرتبط بالإنزيم (علوم الحياة الداخلية). تم إجراء تحديد إجمالي عنصر الحديد في الأنسجة عن طريق مطياف كتلة البلازما المقترن بالحث ، كما هو موضح سابقًا ، وقد تم تحقيق 15،16،18 باستخدام عملية الإضافات القياسية ، حيث تم إحداث طفرات بمقدار 0 نانوغرام / غرام ، 0.5 نانوغرام / جم ، 1 نانوغرام / غرام ، 10 نانوغرام / غرام ، 20 نانوغرام / غرام ، و 100 نانوغرام / غرام الحديد تمت إضافتها إلى مكررات عينة مختارة. تم تخفيف معيار الحديد الخارجي (معايير عالية النقاء ICP-MS -68- محلول) وقياسه للتأكد من صحة المعايرة. تم وضع الروديوم أيضًا على كل عينة فارغة ومعيارية وعينة كمعيار داخلي بتركيز 1 نانوغرام / غرام. بالنسبة لتقدير كمية الحديد في البول ، تم جمع البول من الفئران على مدار 24 ساعة ، وخاضعًا لمطياف كتلة البلازما المقترن بالحث. تم قياس مستويات الكرياتينين في نفس العينات باستخدام مجموعة مقايسة الكرياتينين اللونية (Abcam ؛ ab65340) ، وتم تطبيع قيم الحديد لتركيز الكرياتينين.

المناعية 

تم إجراء التلوين المناعي الفلوري في أقسام الأنسجة المُدمجة بالبارافين والفورمالين ، باستخدام الجسم المضاد FPN (Novus Biologicals ؛ NBP 1-21502) عند 1: 100 والجسم المضاد Pro-Hepcidin (AA {6}}) عند 1:50 (الأجسام المضادة على الإنترنت ؛ ABIN350367). تم تأكيد خصائص الأجسام المضادة FPN و hepcidin باستخدام Fpnflfl / flfl و Pax8.CreERT2þ وحيوانات Hamp كعناصر تحكم سلبية ، على التوالي (الشكل التكميلي S1). تم تحديد علامات المقطع الكلوي باستخدام الجسم المضاد للأكووابورين -1 عند 1: 200 (Biotechne؛ NB 600- 749) ، الجسم المضاد لـ aquaporin -2 عند 1: 200 (Biotechne؛ NBP 1-70378) ، أو جسم كالبيندين المضاد في 1: 100 (Abcam ؛ ab82812). كانت الأجسام المضادة الثانوية هي مضاد الأرانب IgG Alexa Fluor -488 (Abcam؛ ab150073) و antidonkey IgG Cy3 (Abcam؛ ab6949) و IgG Alexa568 المضاد للفأر (Abcam؛ ab175473). تم تصوير الشرائح باستخدام مجهر أوليمبوس FV1000.

يمكن أن تحمي cistancheالكلىوظيفة

النشاف الغربي

تم تجميد الأنسجة بشكل مفاجئ في النيتروجين السائل ، ثم سحقها ، ثم تفكيكها باستخدام نظام RIPA Lysis Buffer System (Santa Cruz ؛ sc -24948) ، وفقًا لتعليمات الشركة الصانعة. تم تنظيف محلولات الأنسجة بالطرد المركزي عند 15 000 جم لمدة 10 دقائق عند 4 درجات مئوية. تم قياس تركيز البروتين في المحللات بواسطة اختبار البروتين BCA (بيرس ، 23225) وتم تطبيعه بنفس التركيز لكل دفعة. تم بعد ذلك تخفيف Lysates في محلول عينة Laemmli sodium dodecyl sulfate غير المختزل وتسخينه عند 95 درجة مئوية لمدة 5 دقائق. تم تحميل البروتين (30-50 مجم) على Mini-PROTEAN TGX Gels (Biorad ؛ 4561096). بعد الرحلان الكهربائي ، تم نقل البروتين إلى غشاء بولي فينيلدين ديفل فلوريد باستخدام نظام BioRad Translotter ، وتم حظر الأغشية لمدة ساعة في عازل يحتوي على 5 بالمائة من ألبومين مصل الأبقار. تم تلطيخ الأغشية بعد ذلك طوال الليل عند 4 درجات مئوية بجسم مضاد FPN مضاد للفأر متعدد الأضلاع للأرنب (NBP 1-21502 ؛ Novus Biologicals) عند 1: 1000 أو جسم مضاد لـ b-actin مترافق مع بيروكسيديز الفجل (Proteintech ، HRP {{18}) }) في 1: 5000. تم تطوير البقع باستخدام مجموعة أدوات الكشف الأولية ECL (RPN2232 ؛ VWR International). تم قياس شدة الإشارة بواسطة ImageJ ، وتم حساب النسبة بين إشارات FPN و b-actin لإنتاج شدة طبيعية.

ديامينوبنزيدين (DAB) - بقع بيرلز المعززة

تم إزالة أقسام الأنسجة المكونة من مادة البارافين والمخلوطة بالفورمالين باستخدام الزيلين ، ثم تمت إعادة ترطيبها في الإيثانول. تم تلطيخ الشرائح بعد ذلك لمدة ساعة واحدة باستخدام 1 في المائة من البوتاسيوم فيري سيانيد 0. 1 جزيء جرامي / لتر من محلول حمض الهيدروكلوريك. تم إخماد نشاط البيروكسيديز الداخلي ، ثم تم صبغ الشرائح بركيزة كروموجين DAB ومقاومتها باستخدام الهيماتوكسيلين. تم تصورها باستخدام مجهر قياسي من نوع برايت فيفلد.

تفاعل البلمرة المتسلسل الكمي

تم قياس التعبير الجيني باستخدام تحقيقات التعبير الجيني التطبيقي TaqMangene للبكتيريا الجينية Hamp والتدبير المنزلي (تقنيات الحياة). تم تطبيع قيمة دورة العتبة (CT) للجين المعني أولاً عن طريق خصم قيمة CT لـ b-actin للحصول على قيمة DCT. تم تطبيع قيم DCT لعينات الاختبار إلى متوسط ​​قيم DCT لعينات التحكم للحصول على قيم DDCT. ثم تم حساب مستويات التعبير الجيني النسبي على أنها 2-DDCT.

إحصائيات

يتم عرض القيم على أنها متوسط ​​التسويق عبر محرك البحث. تم إجراء المقارنات المزدوجة باستخدام اختبار الطالب t. تم رسم مقارنات متعددة باستخدام تحليل التباين. استخدمت الاختبارات اللاحقة تصحيح Bonferroni.

الشكل 1|يتحكم محور الهيبسيدين / فيروبورتين (FPN) في الأنابيب الكلوية في إعادة امتصاص الحديد وهو مهم لاستتباب الحديد الكلويفي إناث الفئران. (أ)صور تمثيلية لتلوين مناعي الفلوريسنت لـ FPN ، أكوابورين 1 (AQP1) ، أكوابورين 2 (AQP2) ، وكالبيندين (كالد) في كليتي الفئران البرية. Bars¼ 200 مم ، تكبير أصلي 10. اللوحة الطرفية ، بار 25 مم ، تكبير أصلي 60. (ب) لطخة غربية لـ FPN inالكلىمن الإناث والذكور FpnC326Yflfl / flfl ، Pax8.CreER T2 الفئران وعناصر التحكم في flfl / flfl FpnC326Y بعد أسبوع واحد من العلاج باستخدام عقار تاموكسيفين. يتم عرض كمية شدة الإشارة في اللوحة السفلية. (ج) اللطخة الغربية لـ FPN في كليتي الإناث والذكور Fpnflfl / flfl و Pax8.CreERT2þ الفئران وعناصر تحكم Fpnflfl / flfl في أسبوع واحد بعد العلاج باستخدام عقار تاموكسيفين. يتم عرض كمية شدة الإشارة في اللوحة السفلية. (د) مستويات الحديد الكلوي في الإناث والذكور FpnC326Y^flfl/^flfl، Pax8.CreERT2þ الفئران وعناصر تحكم FpnC326Yflfl / flfl في 1 أسبوع ، 1 شهر ، 3 أشهر ، و 6 أشهر بعد علاج عقار تاموكسيفين. (هـ) صور تمثيلية لصبغة الحديد بيرلز المحسنة من ديامينوبنزيدين (DAB) في المنطقة القشرية الكلوية للحيوانات المقابلة في 3 أشهر بعد تحريض عقار تاموكسيفين. القضبان ¼ 200 مم ، fification المغنطيسي الأصلي 10. (f) مستويات الحديد الكلوي في الإناث والذكور Fpnflfl / flfl ، Pax8.CreERT2þ الفئران و Fpnflfl / flfl في 1 أسبوع ، 1 شهر ، 3 أشهر ، و 6 أشهر بعد تحريض عقار تاموكسيفين. (ز) صور تمثيلية لصبغة حديد بيرلز المحسنة بـ DAB في المنطقة القشرية الكلوية للحيوانات المقابلة في 3 أشهر بعد تحريض عقار تاموكسيفين. (واصلت)

الشكل 1 |(تابع) أشرطة ¼ 2 0 0 ملم ، التكبير الأصلي 1 0. (ح) مستويات الحديد في المصل في الإناث والذكور FpnC326Yflfl / flfl و Pax8.CreERT2þ الفئران وعناصر التحكم FpnC326Yflfl / flfl بعد أسبوع واحد وشهر واحد و 3 أشهر و 6 أشهر بعد العلاج باستخدام عقار تاموكسيفين. (ط) مستويات الحديد في المصل في الإناث والذكور Fpnflfl / flfl ، Pax8.CreERT2þ الفئران وعناصر تحكم Fpnflfl / flfl في 1 أسبوع ، 1 شهر ، 3 أشهر ، و 6 أشهر بعد تحريض عقار تاموكسيفين. يتم عرض القيم على أنها متوسط ​​التسويق عبر محرك البحث. * P <0.05 ،="" **="" p=""><0.01 ،="" و="" ****="" p=""><0.0001. ب-="" قانون="" ،="" ب-="" أكتين="" ؛="" تابع="" ،="" تحكم="" dapi،="" 40،="" 6-="" diamidino="" -2-="" phenylindole؛="" جزء="" في="" المليون="" ،="" أجزاء="" في="" المليون.="" لتحسين="" عرض="" هذه="" الصورة="" ،="" يرجى="" الاطلاع="" على="" النسخة="" الإلكترونية="" من="" هذه="" المقالة="" على="">

النتائج

يتحكم محور الهيبسيدين / FPN في الأنابيب الكلوية في إعادة امتصاص الحديد وهو مهم لاستتباب الحديد الكلوي في إناث الفئران

سعينا أولاً إلى تحديد الموقع الدقيق لتعبير FPN في ملفالكلى. تحقيقا لهذه الغاية ، كلفنا كلى الفأر من أجل FPN والعلامات الخاصة بالقطعة aquaporin 1 (علامة للأنابيب الملتوية القريبة وطرف هينلي الرقيق النازل) ، aquaporin 2 (علامة قنوات التجميع والأنابيب المتصلة) ، وكالبيندين (علامة) من الأنابيب الملتفة البعيدة وقنوات التوصيل والتجميع القشرية). وجدنا أن FPN يتم التعبير عنه بقوة في القشرة ، حيث يتحد مع أكوابورين 1 إلى الأنابيب الملتفة القريبة. كان هناك بعض FPN في النخاع الداخلي ، يتحد مع أكوابورين 2 إلى قنوات التجميع النخاعية. لم يكن هناك كولوكلونشن FPN مع كالبيندين (الشكل 1 أ ؛ لوحة أكبر موضحة في الشكل التكميلي S2). تؤكد هذه النتائج أن FPN هو الأكثر وفرة في المنطقة القشرية داخل الأنابيب الملتفة القريبة.

لتحديد ما إذا كان يتم تنظيم FPN الكلوي بواسطة HAMP أم لا ، استخدمنا الفئران التي تؤوي الجين المحول Pax8.CreERT2þ ، والذي يدفع التعبير المحرض بالتاموكسيفين عن recombinase Cre تحت سيطرة المروج الصندوقي المقترن 8 pax8 في الأنابيب القريبة والبعيدة وفي الأنابيب. قنوات التجميع. بالإضافة إلى ذلك ، وللتأكيد على الدور المبلغ عنه سابقًا لـ FPN الكلوي في إعادة امتصاص الحديد ، عبرنا الفئران Pax8.CreERT2þ مع الفئران التي تؤوي Fpnflfl / أليل flfl. بعد أسبوع واحد من العلاج بتاموكسيفين للحث على التحوير Pax8.CreERT2 ، تمت زيادة مستويات FPN الكلوية في الإناث والذكور FpnC326Yflfl / flfl ، Pax8.CreERT2þ الفئران بالنسبة إلى عناصر التحكم FpnC326Yfl / flfl (الشكل 1 ب) ، مما يدل على أن FPN الكلوي يخضع للتنظيم بواسطة HAMP داخلي المنشأ في ظل الظروف الفسيولوجية العادية ، بالإضافة إلى تأكيد كفاءة التحوير Pax8.CreERT2þ. على العكس من ذلك ، تم تخفيض مستويات FPN الكلوية في الإناث والذكور Fpnflfl / flfl ، Pax8.CreERT2 الفئران بالنسبة لعناصر تحكم Fpnflfl / flfl ، مما يؤكد أيضًا كفاءة Pax8.CreERT2þ التحوير (الشكل 1 ج). تم التأكيد أيضًا على خصوصية هذا الجين المحور Pax8.CreERT2þ من خلال وجود أليل الحذف (DFpn) فيالكلىولكن ليس في الكبد أو الطحال من Fpnflfl / flfl ، Pax8.CreERT2þ الفئران (الشكل التكميلي S2A).

بعد ذلك ، شرعنا في تحديد ما إذا كان محور HAMP / FPN الكلوي يتحكم في إعادة امتصاص الحديد. تحقيقا لهذه الغاية ، قمنا بقياس مستويات الحديد في الكلى والمصل في 1 أسبوع ، 1 شهر ، 3 أشهر ، و 6 أشهر بعد علاج عقار تاموكسيفين. وجدنا أن الحديد الكلوي

كان المحتوى أقل في FpnC326Yflfl / flfl ، Pax8.CreERT2þ إناث منه في الإناث التحكم FpnC326Yfl / flfl في جميع النقاط الزمنية (الشكل 1 د). لم يكن محتوى الحديد الكلوي عند الذكور مختلفًا وفقًا للنمط الجيني (الشكل 1 د). أكدت صبغة بيرل المحسنة من DAB أيضًا انخفاض مستويات الحديد داخل الأنابيب القريبة من الإناث FpnC326Yflfl / flfl ، Pax8.CreERT2þ (الشكل 1 هـ ؛ اللوحة الأكبر الموضحة في الشكل التكميلي S2). على العكس من ذلك ، وجدنا أن محتوى الحديد الكلوي كان أعلى في إناث Fpnflfl / flfl ، Pax8.CreERT2þ مقارنة بالإناث المتحكمين في Fpnflfl / flfl بدءًا من شهر واحد فصاعدًا (الشكل 1f). لم يكن محتوى الحديد الكلوي عند الذكور مختلفًا وفقًا للنمط الجيني (الشكل 1 و). أكدت صبغة الحديد Perls المحسّنة بـ DAB أيضًا تراكم الحديد داخل الأنابيب القريبة من الإناث Fpnflfl / flfl ، Pax8.CreERT2þ (الشكل 1g ؛ لوحة أكبر موضحة في الشكل التكميلي S2).

تمت زيادة مستويات الحديد في الدم بشكل عابر في كل من الفئران FpnC326Yflfl / flfl ، Pax8.CreERT2þ للذكور والإناث مقارنة بعناصر تحكم FpnC326Yflfl / flfl في 1- نقطة زمنية للشهر (الشكل 1 س). على العكس من ذلك ، انخفضت مستويات الحديد في الدم في Fpnflfl / flfl ، Pax8.CreERT2þ بالنسبة للإناث المتحكمين في Fpnflfl / flfl في 1- نقطة زمنية ، بينما ظلت قابلة للمقارنة في الذكور من الأنماط الجينية المختلفة في جميع النقاط الزمنية (الشكل 1i ). لا يمكن أن تعزى استعادة مستويات الحديد في الدم لتلك التي شوهدت في الحيوانات الضابطة في عمر 3 أشهر إلى استعادة مستويات FPN الكلوية الطبيعية. في الواقع ، ظلت التغييرات التي يسببها Pax8.CreERT2þ في مستويات FPN الكلوية في 3 أشهر بعد علاج عقار تاموكسيفين (الشكل التكميلي S2B و C). انخفاض محتوى الحديد الكلوي وزيادة مستويات الحديد في الدم في FpnC326Yflfl / flfl، Pax8.CreERT2þ تثبت الإناث أن إعادة امتصاص الحديد المعتمد على FPN في الأنابيب القريبة يخضع للتنظيم بواسطة HAMP في ظل الظروف الفسيولوجية العادية. زيادة محتوى الحديد في الكلى وانخفاض مستويات الحديد في الدم في Fpnflfl / flfl ، Pax8. تؤكد إناث CreERT2þ التوصيفات السابقة التي تفيد بأن الكلى FPN يساهم في إعادة امتصاص الحديد. بالإضافة إلى ذلك ، في ظل الظروف الفسيولوجية العادية ، يبدو أن التحكم في إعادة امتصاص الحديد من خلال محور HAMP / FPN الكلوي أكثر أهمية عند الإناث منه عند الذكور ، على الأقل في سلالة C57BL / 6.

يمكن أن يحسن القسطرة وظائف الكلى

يساهم محور HAMP / FPN الكلوي في ، ولكنه ليس ضروريًا ، لاستتباب الحديد الجهازي الطبيعي في ظل ظروف توافر الحديد الطبيعي.

بعد ذلك ، شرعنا في تحديد مساهمة محور HAMP / FPN الكلوي في توازن الحديد النظامي. وجدنا أن FpnC326Yflfl / flfl ، Pax8.CreERT2þ كان لدى الإناث زيادة عابرة في فيريتين المصل (الشكل 2 أ) ، ومحتوى الحديد في الكبد (الشكل 2 ب) ، ومحتوى الحديد في الطحال (الشكل 2 ج) في 1- نقطة زمنية للشهر عندما مقارنة مع الإناث التحكم FpnC326Yfl / flfl. ظلت مستويات الهيموغلوبين لديهم مماثلة لتلك الموجودة في الضوابط في جميع النقاط الزمنية (الشكل 2 د). لم يكن أي من هذه المعلمات مختلفًا بين FpnC326Yflfl / flfl و Pax8.CreERT2þ وعناصر تحكم FpnC326Yfl / flfl الخاصة بهم (الشكل 2 أ-د). لم تكن مستويات الاريثروفيرون مختلفة وفقًا للنمط الجيني (الشكل التكميلي 3 أ). بالمقابل ، وجدنا أن Fpnflfl / flfl، Pax8.CreERT2þ لديهن مستويات أقل من الفيريتين في الدم في 1- و 3- شهرًا (الشكل 2 هـ) ، محتوى أقل من الحديد في الكبد في 3- و 6- شهرًا من النقاط الزمنية (الشكل 2f) ، ومحتوى الحديد السفلي في الطحال في 1- و 3- نقطة زمنية (الشكل 2 جم) ، مقارنةً بالإناث التي تتحكم في Fpnflfl / flfl. لديهم أيضًا انخفاض عابر وخفيف في مستويات الهيموجلوبين في نقطة زمنية قدرها 3- شهر (الشكل 2 س). لم يكن أي من هذه المعلمات مختلفًا بين Fpnflfl / flfl و Pax8.CreERT2-male وعناصر التحكم Fpnflfl / flfl الخاصة بهم (الشكل 2e-h). لم يتم تغيير مستويات الاريثروفيرون أيضًا وفقًا للنمط الجيني (الشكل التكميلي 3 ب). تُظهر هذه البيانات معًا أنه في ظل الظروف الفسيولوجية العادية ، يساهم محور HAMP / FPN الكلوي في مستويات الحديد النظامية ولكنه في حد ذاته ليس ضروريًا للحفاظ على توازن الحديد النظامي الطبيعي.

الشكل 2|يساهم محور الببتيد / الفيروبورتين الكلوي المضاد للميكروبات في الهيبسيدين (FPN) في النظام الجهازي الطبيعي ، ولكنه ليس ضروريًا.استتباب الحديد في ظل ظروف توافر الحديد الطبيعي. (ميلادي)فهارس الحديد الجهازية في الإناث والذكور FpnC326Yflfl / flfl، Pax8.CreERT2þ الفئران وعناصر تحكم FpnC326Yflfl / flfl في أسبوع واحد ، شهر واحد ، 3 أشهر ، و 6 أشهر بعد علاج تاموكسيفين ، بما في ذلك (أ) فيريتين المصل ، (ب) محتوى الحديد في الكبد و (ج) محتوى الحديد في الطحال و (د) الهيموغلوبين. (e-h) فهارس الحديد الجهازية في الإناث والذكور Fpnflfl / flfl، Pax8.CreERT2þ الفئران وعناصر تحكم Fpnflfl / flfl في أسبوع واحد ، شهر واحد ، 3 أشهر ، و 6 أشهر بعد تحريض عقار تاموكسيفين ، بما في ذلك (هـ) فيريتين المصل ، ( و) محتوى الحديد في الكبد ، (ز) محتوى الحديد في الطحال ، و (ح) الهيموغلوبين. يتم عرض القيم على أنها متوسط ​​التسويق عبر محرك البحث. * P <0. 0="" 5="" و="" **="" p=""><0. 01="" و="" ***="" p=""><0.001. جزء="" في="" المليون="" ،="" أجزاء="" في="">

الشكل 3|يحدد محور الببتيد المضاد للميكروبات / الهيبسيدين الكلوي (HAMP) / محور ferroportin (FPN) حجم الحمل الزائد للحديد الكلوي والجهازي في ظل ظروف توافر الحديد الزائد. (أ - و)قدمت مؤشرات الحديد خارج الكلية في الإناث والذكور FpnC326Yflfl / flfl و Pax8.CreERT2þ الفئران وعناصر التحكم FpnC326Yfl / flfl إما نظام غذائي للتحكم في الطعام (200 جزء في المليون [جزء في المليون]) أو نظام غذائي محمّل بالحديد (5000 جزء في المليون) لمدة 3 أشهر. (واصلت)

الشكل 3 |(تتمة) تشمل الفهارس (أ) حديد المصل ، (ب) فيريتين المصل ، (ج) محتوى الحديد في الطحال ، (د) محتوى الحديد في القلب ، (هـ) محتوى الحديد في الرئة ، و (و) محتوى الحديد في الكبد. (ز) محتوى الحديد الكلوي في الإناث والذكور FpnC326Yflfl / flfl ، Pax8.CreERT2þ الفئران وعناصر تحكم FpnC326Yflfl / flfl توفر إما نظام غذائي للتحكم في الطعام (200 جزء في المليون) أومحملة بالحديدنظام غذائي (5 0 0 0 جزء في المليون) لمدة 3 أشهر. (ح ، ط) صور تمثيلية للديامينوبنزيدين (DAB) - بقعة حديد بيرلز المحسنة في الكبد والمنطقة الحرجة الكلوية للحيوانات المقابلة. أشرطة ¼ 2 0 0 ملم ، التكبير الأصلي 1 0. (ي) التعبير النسبي عن جين القنب في كبد الحيوانات المقابلة. يتم عرض القيم على أنها متوسط ​​التسويق عبر محرك البحث. * P <0.05 ،="" **="" p=""><0.01 ،="" ***="" p=""><0.001 ،="" ****="" p=""><0.0001 ،="" *****="" p=""><0.00001 ،="" و="" ******="" p=""><0.000001. لتحسين="" عرض="" هذه="" الصورة="" ،="" يرجى="" الاطلاع="" على="" النسخة="" الإلكترونية="" من="" هذه="" المقالة="" على="">

يحدد محور HAMP / FPN الكلوي حجم الحمل الزائد للحديد الكلوي والجهازي في ظل ظروف توافر الحديد الزائد 

بعد ذلك ، شرعنا في تحديد دور محور HAMP / FPN الكلوي في ضبط الحمل الزائد للحديد. لهذا الغرض ، تم تحفيز FpnC326Yfl / flfl ، Pax8.CreERT2þ الحيوانات وعناصر التحكم FpnC326Yflfl / flfl باستخدام عقار تاموكسيفين ، ثم تم توفير نظام غذائي للتحكم ، يحتوي على 200 جزء في المليون من الحديد ، أو نظام غذائي محمّل بالحديد ، يحتوي على 5000 جزء في المليون من الحديد ، لمدة 3 أشهر . وجدنا أن توفير نظام غذائي غني بالحديد أدى إلى زيادة الحديد في الدم وفيريتين المصل ومحتوى الحديد في الأنسجة لدى الذكور والإناث من كلا النوعين. ومع ذلك ، FpnC326Yflfl / flfl ، Pax8.CreERT2þ كان لديها زيادة أكبر في الحديد المصل (الشكل 3 أ) ، وفيريتين المصل (الشكل 3 ب) ، ومحتوى الحديد في الطحال (الشكل 3 ج) ، والقلب (الشكل 3 د) ، والرئة (الشكل 3 هـ) ، والكبد (الشكل 3f) من عناصر التحكم FpnC326Yfl / flfl. في المقابل ، كان لديهم زيادة أقل في محتوى الحديد الكلوي (الشكل 3g). كانت الاختلافات بين الأنماط الجينية في درجة تحميل الحديد داخل الأنابيب القريبة وفي الكبد واضحة أيضًا في صبغة حديد بيرلز المحسّنة بـ DAB (الشكل 3 ح و i ؛ الألواح الأكبر الموضحة في الشكل التكميلي S4). تماشياً مع زيادة الحمل النظامي للحديد ، كان لدى FpnC326Yflfl / flfl ، Pax8.CreERT2þ أيضًا زيادة أكبر في التعبير الجيني لقنب الكبد مقارنةً بعناصر تحكم FpnC326Yfl / flfl (الشكل 3j). لم تتأثر مستويات الهيموغلو بن بالنظام الغذائي أو بالنمط الجيني ، وبما يتفق مع هذا ، ظلت مستويات الإريثروفيرون في الدم دون تغيير (الشكل التكميلي 4 أ و ب). توضح هذه التكوينات أنه ، في ظل ظروف توافر الحديد الزائد ، فإن التحكم في إعادة امتصاص الحديد بواسطة محور HAMP / FPN الكلوي يقلل من الحمل الزائد للحديد الجهازي مع زيادة الحمل الزائد للحديد الكلوي.

يحدد محور HAMP / FPN الكلوي نمط الحمل الزائد للحديد في داء ترسب الأصبغة الدموية 

بعد ذلك ، شرعنا في استكشاف دور محور HAMP / FPN الكلوي في سياق داء ترسب الأصبغة الدموية الوراثي ، وهي حالة وراثية للحمل الزائد للحديد بسبب عيوب في إنتاج الهيبسيدين أو استجابة الهيبسيدين. منزل يؤوي ضربة غير متجانسة في كل مكان من أليل fpnC326Y (Fpnwt / C326Y). لقد أظهرنا سابقًا أن هذه الفئران تطور النمط الظاهري للحديد الزائد الذي يميز داء ترسب الأصبغة الدموية الوراثي.الحديد الزائدفي هذه الفئران مع تلك التي شوهدت في الفئران البرية التي تغذت على نظام غذائي غني بالحديد من الفطام لمدة 3 أشهر. كان كل من Fpnwt / C326Y الفئران والفئران من النوع البري التي تغذت على نظام غذائي غني بالحديد

زيادة محتوى الحديد في الكبد والقلب والرئة مقارنةً بالضوابط الخاصة بكل منها (الشكلان 4 أ و ب). كان محتوى الحديد الكلوي في Fpnwt / C326Y الفئران طبيعيًا في عمر 3 أشهر (الشكل 4 أ) ولم يزد إلا بنسبة 32 بالمائة مقارنة بعناصر التحكم في عمر 6 أشهر (الشكل التكميلي 5 أ). على النقيض من ذلك ، فإن الحيوانات البرية التي قدمت نظامًا غذائيًا محملاً بالحديد لديها زيادة بنسبة 260 في المائة في محتوى الحديد الكلوي مقارنة بتلك التي تتبع نظامًا غذائيًا عاديًا (الشكل 4 ب). كانت الاختلافات النسبية في الحمل الزائد للحديد الكلوي والكبد بين النموذجين واضحة أيضًا في صبغة الحديد DABenhanced Perls (الشكل 4 ج و د ؛ اللوحات الأكبر الموضحة في الشكل التكميلي S5). كان حجم الحمل الزائد للحديد خارج الكلية قابلاً للمقارنة بين النموذجين ، في حين أن حجم الحمل الكلوي الزائد كان أعلى بكثير في الحيوانات البرية التي قدمت نظامًا غذائيًا محملاً بالحديد مقارنةً بالفئران Fpnwt / C326Y (الشكل 4 هـ). تمت زيادة FPN في القشرة في كل من الفئران Fpnwt / C326Y وقدمت الفئران من النوع البري نظامًا غذائيًا محملاً بالحديد (الشكل 4f و g ؛ تظهر الألواح الأكبر في الشكل التكميلي S5). أظهر الفحص الدقيق لموقع تعبير FPN في الأنابيب القريبة أنه يبدو أنه يتوضع داخل الخلايا وكذلك في الغشاء الجانبي في الفئران Fpnwt / C326Y. في المقابل ، يبدو أن FPN تمركز بشكل أساسي في السيتوبلازم ، والغشاء القمي ، ومن المدهش أن النواة في الفئران قدمت نظامًا غذائيًا محملاً بالحديد (الشكل 4f و g ، الألواح السفلية). تم تأكيد نمط توطين FPN الناتج عن توفير نظام غذائي محمّل بالحديد باستخدام Fpnflfl / flfl ، Pax8.CreERT2þ Fpnflfl / flfl و Pax8.CreERT2þ الحيوانات كعناصر تحكم سلبية (الشكل التكميلي S5B). هذه الملاحظات ، جنبًا إلى جنب مع الاستنتاج السابق الذي يشير إلى أن FpnC326Yflfl / flfl ، Pax8.CreERT2þ تتمتع الحيوانات بحمل أقل من الحديد الكلوي مقارنةً بالضوابط التالية لتوفيرمحملة بالحديدالنظام الغذائي ، أظهر أن فقدان تأثير HAMP على FPN الكلوي يحميالكلىمن تحميل الحديد في وضع داء ترسب الأصبغة الدموية الوراثي.

نقاش

أهم اختبار للدراسة الحالية هو أن HAMP الداخلي يتحكم في إعادة امتصاص الحديد بوساطة FPN. أبلغت الدراسات السابقة عن تنظيم FPN بواسطة HAMP خارجي في خلايا الكلى المستزرعة ، وعلاقة عكسية بين مستويات HAMP و FPN فيالكلىبعد انسداد الحالب أحادي الجانب. تتمثل إحدى نقاط القوة الخاصة لهذه الدراسة في استخدام الفئران الجديدة ، التي تم إنشاؤها داخليًا ، لإيواء فقدان كلوي محدد لاستجابة HAMP. يسمح هذا النهج بدراسة محور HAMP / FPN الكلوي دون التأثيرات المربكة لتغير توازن الحديد النظامي ، وإلا شوهد في نماذج حيوانية في كل مكان.

الشكل 4|يحدد الببتيد / الفيروبورتين الكلوي المضاد للميكروبات الهيبسيدين (FPN) نمط الحمل الزائد لحديد الأنسجة في داء ترسب الأصبغة الدموية. (أ)مستويات الحديد في الكلى والكبد والقلب والرئة لحيوانات Fpnwt / C326Y وضوابط Fpnwt / wt في عمر 3 أشهر. (ب) مستويات الحديد فيالكلىوالكبد والقلب والرئة في الحيوانات البرية قدمت إما نظامًا غذائيًا للتحكم في طعام الطعام (2 0 0 جزء في المليون [جزء في المليون]) أو نظام غذائي غني بالحديد (5 {{4 {{ 42}}}} 00 جزء في المليون) من الفطام لمدة 3 أشهر. (ج) صور تمثيلية لصبغة الحديد بيرلز المحسنة من ديامينوبنزيدين (DAB) في القشرة الكلوية وكبد حيوانات Fpnwt / C326Y وعناصر تحكم Fpnwt / wt في عمر 3 أشهر. شريط ¼ 200 مم ، التكبير الأصلي 10. (د) صور تمثيلية لصبغة الحديد بيرلز المحسنة بـ DAB في القشرة الكلوية وكبد الحيوانات البرية قدمت إما نظام غذائي للتحكم في الطعام (200 جزء في المليون) أو نظام غذائي محمّل بالحديد (5000 جزء في المليون) من الفطام لمدة 3 أشهر. شريط ¼ 200 مم ، تكبير أصلي 10. (هـ) مقارنة لدرجة تحميل الحديد في الأنسجة بين حيوانات Fpnwt / C326Y والحيوانات البرية التي تغذت على نظام غذائي محمّل بالحديد. يتم تطبيع القيم الموضحة لكل حيوان مع متوسط ​​المجموعة الضابطة المعنية. (و) صور تمثيلية لتلطيخ FPN المناعي الفلوري في القشرة الكلوية لحيوانات Fpnwt / C326Y وضوابط Fpnwt / wt في عمر 3 أشهر. اللوحة العلوية ، القضبان 200 مم ، التكبير الأصلي 10. اللوحة السفلية ، شريط 25 مم ، التكبير الأصلي 60. (ز) صور تمثيلية لتلطيخ FPN المناعي الفلوري في القشرة الكلوية للحيوانات البرية المقدمة إما نظام غذائي للتحكم (200) جزء في المليون) أو نظام غذائي غني بالحديد (5000 جزء في المليون) من الفطام لمدة 3 أشهر. اللوحة العلوية ، القضبان 200 مم ، التكبير الأصلي 10. اللوحة السفلية ، شريط 25 مم ، التكبير الأصلي 60. القيم موضحة على أنها متوسط ​​SEM. * P <0.05 ،="" **="" p=""><0.01 ،="" ***="" p=""><0.001 ،="" و="" ****="" p=""><0.0001. لتحسين="" عرض="" هذه="" الصورة="" ،="" يرجى="" الاطلاع="" على="" النسخة="" الإلكترونية="" من="" هذه="" المقالة="" على="">

التوحيد الثاني المهم للدراسة الحالية هو أن HAMP / FPN الكلوي يحدد حجم كل من الحمل الزائد للحديد الكلوي والجهازي (الشكل 5). في الواقع ، أدى فقدان استجابة HAMP في الأنابيب الكلوية إلى زيادة الحمل الزائد على الكبد والطحال والقلب والرئة ، مع تقليل حجم الحديد الكلوي الزائد بعد توفير نظام غذائي محمّل بالحديد. تمشيا مع هذا ، لوحظ زيادة في الحمل الزائد للحديد الكلوي بعد توفير نظام غذائي محمّل بالحديد للحيوانات البرية (حيث يكون محور HAMP / FPN الكلوي سليمًا) مقارنة بفئران داء ترسب الأصبغة الدموية (حيث يكون محور HAMP / FPN الكلوي أيضًا تعطل) (ملخص رسومي). قد يفسر هذا التخمير الملاحظة السريرية بأنالكلىلا يتأثر عادة في المرضى الذين يعانون من داء ترسب الأصبغة الدموية الوراثي

الشكل 5|دور الببتيد المضاد للميكروبات الهيبسيدين الكلوي (HAMP) / محور ferroportin (FPN) في تحديد الحمل الزائد للحديد.يؤدي توفير نظام غذائي غني بالحديد إلى زيادة توافر الحديد في الدم ومستويات الحديد في الكبيبات ويزيد إنتاج مادة الهيبسيدين (HAMP) وإطلاقها عن طريق الكبد. تمنع زيادة HAMP في المصل إعادة امتصاص الحديد عن طريق منع FPN في الأنابيب الكلوية. يؤدي تثبيط إعادة امتصاص الحديد إلى احتباس الحديد الكلوي مع تقليل توافر الحديد النظامي وبالتالي تقليل الحمل الزائد للحديد في الكبد. في الفئران FpnC3326Yfl / flfl ، Pax8.CreERT2þ ، يؤدي فقدان استجابة HAMP في الأنابيب الكلوية إلى إعادة امتصاص غير منظم للحديد. وهذا بدوره يمنع احتباس الحديد الكلوي مع زيادة توافر الحديد النظامي وبالتالي زيادة الحمل الزائد للحديد في الكبد.

على الرغم من أن كلاً من داء ترسب الأصبغة الدموية والحمل الزائد الغذائي يزيدان من FPN في الأنابيب الكلوية ، إلا أنه يبدو أنهما يؤديان إلى أنماط مختلفة من التوطين للمقصورات القمية أو داخل الخلايا أو القاعدية. تم إجراء ملاحظات مماثلة في اثني عشر الفئران ، حيث وجد أن تزقيم الحديد يغير التوزيع النسبي لـ FPN بين هذه الأجزاء في الخلايا المعوية الاثني عشرية. البروتينات المنظمة للحديد) ستعمل على الحفاظ على إنتاج FPN مرتفع بشكل عام في الخلية الأنبوبية الكلوية ، في حين أن زيادة HAMP في الدم من شأنه أن يقلل من نسبة FPN التي يمكن أن توضع في الغشاء الجانبي الجانبي. ويترتب على هذا التفسير أن الاختلاف بين التقارير السابقة فيما يتعلق بتوطين FPN في الأنابيب القريبة يمكن أن يعكس الاختلافات في محتوى الحديد الأنبوبي الكلوي ومستويات الهيبسيدين في الدم بين النماذج الحيوانية المستخدمة في دراسات مختلفة. يمكن أن يعكس هذا الاختلاف درجة من التفاعل غير المحدد الذي تم الإبلاغ عنه سابقًا فيما يتعلق بالأجسام المضادة FPN التجارية ، بما في ذلك تلك المستخدمة في الدراسة الحالية. في إفراز الحديد البولي في الفئران المحملة بالحديد (الشكل التكميلي 5 ج). ملاحظة أخرى مثيرة للاهتمام هي أن بعض FPN ظهر موضعيًا للنواة في الأنابيب الكلوية للفئران المحملة بالحديد. تم إجراء ملاحظات مماثلة من قبل آخرين في الضامة المحملة بالحديد وفي كبد الفئران. وجدت الدراسة الأخيرة أن FPN النووي متورط في الاحتفاظ بالحديد النووي كجزء من استجابة المرحلة الحادة. من FPN في الكلى.

كما أن تنظيم ووظيفة HAMP الكلوي غير مفهومة تمامًا. وجدنا أن التعبير عن جين القنب في الكلى قد زاد في الحيوانات البرية بعد توفير نظام غذائي محمّل بالحديد (الشكل التكميلي 5E) ، لكنه ظل دون تغيير في فئران داء ترسب الأصبغة الدموية (الشكل التكميلي 5 د) ، وفي تلك التي تؤوي الأنابيب الكلوية- خسارة محددة لـ FPN أو خسارة محددة للنبيبات الكلوية لاستجابة HAMP (الشكل التكميلي S5F و G). لا تدعم هذه النتائج فكرة أن التعبير الجيني للقنب الكلوي يتم تنظيمه محليًا عن طريق مستويات الحديد الكلوية. فيما يتعلق بوظيفة HAMP الكلوي ، أشارت دراسة سابقة في نموذج انسداد الحالب أحادي الجانب إلى أنه يشارك في التحكم في FPN الكلوي. وجدنا أن HAMP الكلوي (الذي تم اكتشافه باستخدام جسم مضاد ضد الببتيد المؤيد لـ HAMP) تم تحديده مع كالبيندين (علامة للأنابيب الملتوية البعيدة وقنوات التجميع القشرية والقنوات المتصلة) (الشكل التكميلي S5H). من ناحية أخرى ، لا يتحد تعبير FPN مع الكالبيندين ، حتى في الفئران التي تأوي فقدانًا خاصًا للكلية لاستجابة HAMP (الشكل 1 أ والشكل التكميلي S5I). هذه النتائج لا تتفق مع الدور الاستبدادي لـ HAMP الكلوي في تنظيم FPN الكلوي. ومع ذلك ، قد يكون HAMP الكلوي متورطًا في تنظيم paracrine من FPN الكلوي. في المستقبل ، سيكون من المثير للاهتمام دراسة وظائف الباراكرين لـ HAMP الكلوي ، وتحديد المساهمات النسبية لـ HAMPs الكلوية والكبدية للتحكم في إعادة امتصاص الحديد.

ملاحظة أخرى مثيرة للاهتمام من الدراسة الحالية هي أنه في ظل ظروف توافر الحديد الطبيعي ، فإن محور HAMP / FPN الكلوي ليس ضروريًا للحفاظ على توازن الحديد النظامي الطبيعي بل هو أكثر أهمية لتنظيم مستويات الحديد الكلوي ، على الأقل في إناث الفئران. سلالة C57BL / 6. في الواقع ، على الرغم من أن التغيرات الملحوظة في مستويات الحديد الكلوي الناتجة عن فقدان FPN أو استجابة HAMP في الأنابيب الكلوية كانت مستمرة ، فإن التغييرات في فهارس الحديد النظامية كانت عابرة في الطبيعة. تشير الطبيعة العابرة للتأثيرات النظامية إلى آلية (آليات) المشاركة التعويضية. إحدى الآليات التعويضية الممكنة هي تعديل امتصاص الحديد الغذائي بواسطة HAMP الكبدي. في الواقع ، وجدنا أنه في الفئران التي تأوي فقدانًا كلويًا محددًا لاستجابة HAMP ، زاد التعبير الجيني الكبدي بعد الزيادة في مستويات الحديد في المصل في 1- نقطة زمنية وظلت تزداد في نقاط زمنية لاحقة. على العكس من ذلك ، تم قمع التعبير الجيني الكبدي في الفئران التي تأوي فقدانًا خاصًا للكلية لـ FPN بعد انخفاض مستويات الحديد في المصل عند نقطة زمنية قدرها 1- وبقيت مكبوتة في نقاط زمنية لاحقة (الشكل التكميلي S6A و B). بالإضافة إلى ذلك ، كان زيادة التعبير الجيني للكبد الكبدي في الإعداد الخامس مصحوبًا بانخفاض مستويات FPN في القناة الهضمية ، في حين أن انخفاض التعبير الجيني للقنب الكبدي في الإعداد الثاني كان مصحوبًا بأمعاء أعلى FPN (الشكل التكميلي S6C و D). تشير هذه النتائج إلى أن تأثير HAMP الكبدي على امتصاص الحديد الغذائي هو آلية تعويضية نشطة تشارك في الحفاظ على توازن الحديد النظامي الطبيعي في مواجهة إعادة امتصاص الحديد الكلوي المضطرب.

يمكن للقيء أن يصلح وظائف الكلى

تجدر الإشارة إلى أنه في ظل ظروف توافر الحديد الطبيعي ، يبدو أن محور HAMP / FPN الكلوي أكثر أهمية في إناث الفئران منه في ذكور الفئران ، على الأقل في سلالة C57BL / 6. لا يمكن أن تُعزى هذه الملاحظة إلى الاختلافات بين الذكور والإناث في نشاط التحوير Pax8.CreERT2þ. تم الإبلاغ سابقًا عن إزدواج الشكل الجنسي في مستويات وأنماط الناقلات على طول النيفرون في سلالة الماوس هذه .24 بالتوافق مع هذا ، وجدنا تعبيرًا أساسيًا أعلى لـ FPN فيالكلىمن الإناث أكثر من كليتي زملائه الذكور (الشكل التكميلي S2D). أفادت دراسة سابقة استخدمت جينًا مختلفًا لإعادة التركيب الكيميائي لـ Cre ، مدفوعًا بمحفز Nestin النشط بشكل أساسي لحذف fpn في النيفرون بأكمله ، عن زيادة في مستويات الحديد الكلوي وانخفاض في الحديد في الدم ومخازن الحديد في الكبد. ومع ذلك ، أجريت هذه الدراسة في سلالة فأر مختلفة (129 / SvEvTac) ولم تحلل النمط الظاهري ac وفقًا للجنس أو الدورة الزمنية.

داء ترسب الأصبغة الدموية واضطرابات الحديد الأخرى.

إفشاء

أعلنت جميع المؤلفين لا المصالح المتنافسة.

شكر وتقدير

حصل SL-L على زمالة مؤسسة القلب البريطانية لما بعد الدكتوراه في العلوم الأساسية المتوسطة (FS / 12/63/29895). تم تمويل جنرال موتورز من قبل أمشروع أبحاث الكلى في المملكة المتحدةالمنحة (RP _020_20160303) الممنوحة لـ SL-L.

الكاتب الاشتراكات

دراسة تصور SL-L. أجرى SL-L و GM تجارب. SL-L تحليل النتائج وتفسيرها. كتب SL-L مخطوطة. ساهمت AM بالمواد. علق PAR على المخطوطة.

مواد تكميلية

ملف تكميلي (PDF)

الشكل S1. تأكيد خصوصية الأجسام المضادة FPN و HAMP. (أ) صور تمثيلية لتلطيخ FPN المناعي الفلوري في القشرة الكلوية لحيوانات Fpnflfl / flfl و Pax8.CreERT2þ وعناصر تحكم Fpnflfl / flfl في عمر 3 أشهر. الألواح العلوية ، شريط 200 مم ، التكبير الأصلي 10. الألواح السفلية ، شريط 25 مم ، التكبير الأصلي 60. (ب) صور تمثيلية لتلوين HAMP المناعي الفلوري في القشرة الكلوية لحيوانات Hamp وعناصر التحكم من النوع البري في 3 شهور من العمر. الألواح العلوية ، شريط 200 مم ، تكبير أصلي 10. الألواح السفلية ، شريط 25 مم ، التكبير الأصلي 60.

الشكل S2. تأكيد نشاط وخصوصية Pax8.CreERT2þ. (أ) التنميط الجيني لـ Fpnflfl / flfl و Fpnflfl / flfl ، Pax8.CreERT2þ الفئران باستخدام الحمض النووي الجيني المستخرج من الكبد والطحال والكلىفي 1 أسبوع بعد تحريض عقار تاموكسيفين. (ب) لطخة غربية لـ FPN فيالكلىمن الإناث والذكور FpnC326Yflfl / flfl و Pax8.CreERT2þ الفئران و FpnC326Y الضوابط في 3 أشهر بعد العلاج تاموكسيفين. يظهر تقدير شدة الإشارة في اللوحة السفلية. (C) لطخة غربية لـ FPN في كليتي الإناث والذكور Fpnflfl / flfl ، Pax8.CreERT2þ الفئران وعناصر تحكم Fpnflfl / flfl في 3 أشهر بعد علاج عقار تاموكسيفين. يظهر تقدير شدة الإشارة في اللوحة السفلية. (د) لطخة غربية لـ FPN في كليتي الإناث البرية وزملائها الذكور في عمر 3 أشهر. يظهر تقدير شدة الإشارة في اللوحة السفلية. (E - G) نسخ أكبر من اللوحات في الشكل 1 أ ، ز ، و ه ، على التوالي. يتم عرض القيم على أنها متوسط ​​التسويق عبر محرك البحث. * P <0. 0="" 5="" ،="" ***="" p=""><>

الشكل S3. لا يتم تغيير مستويات الإريثروفيرون في الدم في الفئران FpnC326Yflfl / flfl Pax8.CreERT2þ و Fpnflfl / flfl ، Pax8.CreERT2. (أ) مستويات مصل الاريثروفيرون في الإناث والذكور FpnC326Yflfl / flfl ، Pax8.CreERT2þ الفئران وعناصر التحكم FpnC326Yflfl / flfl في 1 أسبوع ، 1 شهر ، 3 أشهر ، و 6 أشهر بعد علاج تاموكسيفين. (ب) مستويات مصل الاريثروفيرون في الإناث والذكور Fpnflfl / flfl ، Pax8.CreERT2þ الفئران وعناصر تحكم Fpnflfl / flfl في 1 أسبوع ، 1 شهر ، 3 أشهر ، و 6 أشهر بعد تحريض عقار تاموكسيفين. يتم عرض القيم على أنها متوسط ​​التسويق عبر محرك البحث.

الشكل S4. لا يتم تغيير مستويات الهيموغلوبين والإريثروفيرون في الدم في FpnC326Yflfl / flfl ، Pax8.CreERT2þ الذي يتم تغذيته على نظام غذائي غني بالحديد. (أ) مستويات الهيموغلوبين في الإناث والذكور FpnC326Yflfl / flfl، Pax8.CreERT2þ الفئران و FpnC326Yflfl / flfl تتغذى إما على نظام غذائي تحكم (يحتوي على 200 جزء في المليون من الحديد) أو نظام غذائي محمّل بالحديد (يحتوي على 5000 جزء في المليون من الحديد) من الفطام لمدة 3 أشهر . (ب) مستويات مصل الاريثروفيرون في الإناث والذكور FpnC326Yflfl / flfl، Pax8.نظام غذائي غني بالحديد(تحتوي على 5000 جزء في المليون من الحديد) من الفطام لمدة 3 أشهر. يتم عرض القيم على أنها متوسط ​​التسويق عبر محرك البحث. (C ، D) إصدارات أكبر من اللوحات في الشكل 3 h و i ، على التوالي.

الشكل S5. التعامل مع الحديد الكلوي والتعبير الكلوي في نماذج الفئران المختلفة. (أ) مستويات الحديد الكلوي في حيوانات Fpnwt / C326Y وضوابط Fpnwt / wt في عمر 6 أشهر. (ب) صور تمثيلية لتلطيخ FPN و AQP1 المناعي الفلوري في القشرة الكلوية لحيوانات Fpnflfl / flfl و Pax8.CreERT2þ وعناصر تحكم Fpnflfl / flfl التي تغذي نظامًا غذائيًا محملاً بالحديد يحتوي على 5 0 00 جزء في المليون من الفطام لمدة 3 أشهر. بار 25 مم ، تكبير أصلي 60. (C) مستويات الحديد في البول (الطبيعي إلى الكرياتينين البولي) في الحيوانات البرية التي تتغذى على نظام غذائي غني بالحديد يحتوي على 5000 جزء في المليون من الحديد أو نظام غذائي يحتوي على 200 جزء في المليون من الحديد من الفطام لمدة 3 أشهر. (د) التعبير الجيني للقنب الكلوي في حيوانات Fpnwt / C326Y وضوابط Fpnwt / wt في عمر 3 أشهر. (هـ) التعبير الجيني للقنب الكلوي في الحيوانات البرية التي تتغذى على نظام غذائي غني بالحديد يحتوي على 5000 جزء في المليون من الحديد أو نظام غذائي يحتوي على 200 جزء في المليون من الحديد من الفطام لمدة 3 أشهر. (F) التعبير الجيني للقنب الكلوي في الإناث والذكور FpnC326Yflflfl ، Pax8.CreERT2þ الفئران و FpnC326Yflflfl عند 1 أسبوع ، 1 شهر ، 3 أشهر ، و 6 أشهر بعد علاج عقار تاموكسيفين. (G) التعبير الجيني للقنب الكلوي في الإناث والذكور Fpnflflfl ، Pax8.CreERT2þ الفئران وعناصر تحكم Fpnflfl / flfl في 1 أسبوع ، 1 شهر ، 3 أشهر ، و 6 أشهر بعد تحريض عقار تاموكسيفين. (H) صور تمثيلية لتلطيخ HAMP و CalD المناعي الفلوري في القشرة الكلوية للحيوانات البرية في عمر 3 أشهر. شريط ¼ 25 مم ، تكبير أصلي 60. (I) صور تمثيلية لتلطيخ FPN و CalD المناعي الفلوري في القشرة الكلوية لحيوانات FpnC326Yflfl / flfl ، Pax8.CreERT2þ في عمر شهر واحد. شريط 25 مم ، تكبير أصلي 60. (J - M) إصدارات أكبر من اللوحات في الشكل 4 ج ، د ، و ، و ز ، على التوالي. يتم عرض القيم على أنها متوسط ​​التسويق عبر محرك البحث. * ف <>

الشكل S6. يتم تغيير التعبير الجيني لقنب الكبد ومستويات FPN في الفئران المصابة بالضربة القاضية المحددة للنبيبات الكلوية من fpn وفي الفئران المصابة بنبيبات كلوية محددة لضربات fpnC326Y. (أ) التعبير النسبي عن hamp mRNA في كبد الإناث FpnC326Yflfl / flfl ، Pax8.CreERT2þ الفئران وعناصر التحكم FpnC326Yflfl / flfl في 1 أسبوع ، 1 شهر ، 3 أشهر ، و 6 أشهر بعد علاج عقار تاموكسيفين. (ب) التعبير النسبي عن hamp mRNA في كبد الإناث Fpnflflflfl و Pax8.CreERT2þ الفئران وعناصر تحكم Fpnflfl / flfl في 1 أسبوع ، 1 شهر ، 3 أشهر ، و 6 أشهر بعد علاج عقار تاموكسيفين. (C) صور تمثيلية للتلوين المناعي FPN في القناة الهضمية للإناث FpnC326Y flflflfl ، Pax8.CreERT2þ الفئران وضوابط FpnC326Yflfl / flfl بعد شهر واحد من العلاج باستخدام عقار تاموكسيفين. الشريط ¼ 2 0 0 مم ، التكبير الأصلي 10. (D) صور تمثيلية للتلوين المناعي FPN في أمعاء فئران Fpnflflfl و Pax8.CreERT2þ وعناصر تحكم Fpnflfl / flfl بعد شهر واحد من العلاج باستخدام عقار تاموكسيفين. شريط ¼ 200 مم ، تكبير أصلي 10. تظهر القيم على أنها متوسط ​​SEM. * ف <0.05 ،="" **="" ف=""><0.01 ،="" و="" ***=""><>

يمكن أن يخفف القسطرة من عدوى الكلى

المراجع

1. دونوفان أ ، ليما كاليفورنيا ، بينكوس جيه إل ، وآخرون. مصدر الحديد ferroportin / slc40a1 ضروري لتوازن الحديد. ميتاب الخلية. 2005 ؛ 1: 191-200.

2. Ganz T. الحديد الخلوي: ferroportin هو السبيل الوحيد للخروج. ميتاب الخلية. 2005 ؛ 1: 155-157.

3. نيميث إي ، توتل إم إس ، بولسون جي ، وآخرون. ينظم Hepcidin تدفق الحديد الخلوي عن طريق الارتباط بـ ferroportin والحث على استيعابها. علوم. 2004 ؛ 306: 2090-2093.

4. Qiao B و Sugianto P و Fung E et al. يعتمد الالتقام الخلوي الناجم عن الهيبسيدين على انتشار فيروبورتين. ميتاب الخلية. 2012 ؛ 15: 918-924.

5. Wareing M ، Ferguson CJ ، Green R ، وآخرون. توصيف في الجسم الحي لنقل الحديد الكلوي في الفئران المخدرة. ياء فيزيول. 2000 ؛ 524: 581-586.

6. كريستنسن الأول ، بيرن إتش ، ستورم تي ، وآخرون. مستقبلات الخلايا الداخلية في الأنابيب الكلوية القريبة. علم وظائف الأعضاء. 2012 ؛ 27: 223-236.

7. Zhang D ، Meyron-Holtz E ، Rouault T. استقلاب الحديد الكلوي: توصيل الحديد الترانسفيرين ودور البروتينات المنظمة للحديد. J آم سوك نيفرول. 2007 ؛ 18: 401-406.

8. Canonne-Hergaux F، Gruenheid S، Ponka P، Gros P. التوطين الخلوي وشبه الخلوي لناقل الحديد Nramp2 في حدود فرشاة الأمعاء والتنظيم بالحديد الغذائي. الدم. 1999 ؛ 93: 4406-4417.

9. Wang C ، Jenkitkasemwong S ، Duarte S ، et al. ZIP8 عبارة عن ناقل للحديد والزنك يتم تنظيم تعبيره عن سطح الخلية عن طريق تحميل الحديد الخلوي. J بيول كيم. 2012 ؛ 287: 34032-34043.

10. Martines A ، Masereeuw R ، Tjalsma H ، et al. استقلاب الحديد في التسبب في إصابة الكلى التي يسببها الحديد. نات ريف نفرول. 2013 ؛ 9: 385-398.

11. Wolff N ، Liu W ، Fenton R ، et al. يتم التعبير عن فيروبورتين 1 بشكل أساسي في خلايا النبيبات القريبة من الكلى في الفئران ويزيد الحديد الزائد من حركة الأغشية. J سيل مول ميد. 2011 ؛ 15: 209-219.

12. Pan S ، Qian ZM ، Cui S et al. زاد الهيبسيدين المحلي من الحمل الزائد للحديد داخل الخلايا عن طريق تحلل الفيروبورتين في الكلى. Biochem Biophys Res Commun. 2020 ؛ 522: 322-327.

13. مولول ب ، هواميل د ، ديلابي سي وآخرون. ينظم Hepcidin تداول الحديد داخل الكلى في النيفرون البعيد. الكلى Int. 2013 ؛ 84: 756-766.

14. Wang X ، Zheng X ، Zhang J ، et al. الوظائف الفسيولوجية للفيروبورتين في تنظيم إعادة تدوير الحديد الكلوي وإصابة الكلى الحادة الإقفارية. أنا J Physiol الكلوي Physiol. 2018 ؛ 315: F1042-F1057.

15. Lakhal-Littleton S ، Wolna M ، Chung YJ ، et al. دور مستقل للخلية الأساسية للهيبسيدين في توازن الحديد القلبي. إليفي. 2016 ؛ 5: e19804.

16. Lakhal-Littleton S ، Wolna M ، Carr CA ، وآخرون. ينظم الفيروبورتين القلبي توازن الحديد الخلوي وهو مهم لوظيفة القلب. بروك ناتل أكاد سسي أوس أ .2015 ؛ 112: 3164-3169.

17. Espana-Agusti J ، Zou X ، Wong K ، وآخرون. توليد وتوصيف Pax 8- خط CreERT2 المعدل وراثيًا و Slc22a 6- CreERT2 للمعالجة الوراثية المحددة والمحرضة للخلايا الطلائية الأنبوبية الكلوية. بلوس واحد. 2016 ؛ 11: e0148055.

18. لاخال ليتلتون إس ، كروسبي إيه ، فريز إم ، وآخرون. يؤدي نقص الحديد داخل الخلايا في خلايا العضلات الملساء الشريانية الرئوية إلى ارتفاع ضغط الدم الشرياني الرئوي في الفئران. بروك ناتل أكاد سسي يو إس إيه 2019 ؛ 116: 13122-13130.

19. Camaschella C. فهم توازن الحديد من خلال التحليل الجيني لداء ترسب الأصبغة الدموية والاضطرابات ذات الصلة. الدم. 2005 ؛ 106: 3710-3717.

20. Núñez MT، Tapia V، Rojas A، et al. يحدد إمداد الحديد توزيع الغشاء القمي / الوحشي لنواقل الحديد المعوية DMT1 و ferroportin 1. Am J Physiol Cell Physiol. 2010 ؛ 298: C477-C485.

21. Veuthey T، D'Anna MC، Roque ME. دور الكلى في توازن الحديد: التعبير الكلوي عن prohepcdin و ferroportin و DMT1 في الفئران المصابة بفقر الدم. أنا J Physiol الكلوي Physiol. 2008 ؛ 295: F1213-F1221.

22. Naz N ، Malik I ، Sheikh N ، et al. Ferroportin -1 هو بروتين "نووي" طوري حاد في كبد الفئران: مقارنة ببروتينات نقل الحديد الأخرى. استثمار معمل. 2012 ؛ 92: 842-856.

23. Aydemir F، Jenkitkasemwong S، Gulec S، Knutson MD. يزيد تحميل الحديد مستويات الحمض النووي الريبي النووي غير المتجانسة و mRNA في الفئران J774 الضامة. J نوتر. 2009 ؛ 139: 434-438.

24. Veiras LC، Girardi ACC، Curry J، et al. النمط الجنسي ثنائي الشكل للناقلات الكلوية والتوازن المنحل بالكهرباء. J آم سوك نيفرول. 2017 ؛ 28: 3504–3517.